久久久国产精品视频_999成人精品视频线3_成人羞羞网站_欧美日韩亚洲在线

0
首頁 精品范文 化學工程及技術

化學工程及技術

時間:2023-08-17 18:02:59

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工程及技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

化學工程及技術

第1篇

化學工程技術涉及到我國國民經濟發展的方方面面,對中國的發展有著重要的意義,對化學工程技術的研究就關系到我國經濟的發展,應該得到十分的重視。分析研究當代化學工程技術的發展趨勢有利于不斷提高化學工程的技術水平,從而讓化學工程技術更好地為經濟和社會的發展服務。

一、化學工程技術的產生及發展

化學工程最早產生于19世紀的歐洲,到20世紀石油的開采進一步發展,石油化工業興起。一戰后美國經濟迅速發展成化學工程領域的領跑者。二戰期間化學工程的作用大大的顯示出來,各種化學武器搬上戰場。原子彈的研發也是這期間化學工程領域突破性的進展。

20世紀60年代開始化學工程技術的應用領域進一步的擴展,已經從一些小型化工產品向著研究大型化工設備的方向前進,出現了許多能夠生產大量化工產品的大型裝置。60年代后,計算機開始應用到化學工程領域,極大地促進了化學工程技術的發展和進步。至此70年代以來各種高新的化學工程技術不斷地出現,化工領域的變化也稱得上是日新月異,取得了很大的成就。

二、化學工程技術在新世紀的發展趨勢

化學工程的迅速發展在中國已經成為一級工程學科,在新的世紀呈現與相關的學科交叉結合的趨勢。

1.化學工程與相關學科的交叉

1.1與高分子化學、高分子物理的交叉。化本文由收集整理學工程與高分子化學、高分子物理的交叉的學科工程就是所謂的材料化學工程。這一發展趨勢是將工程化學原理應用到材料的制造過程中,把自然資源的粗材料加工成精細的化工材料。這一發展趨勢的應用領域十分的廣泛,如農業中用的薄膜以及各種新型纖維,汽車器材的制造。

1.2與生物化學、微生物學的交叉。化學工程與生物化學、微生物學的結合就是生物化學工程,是將化學技術手段應用于生物技術的研究,生物科學實用化學技術手段轉化為能偶為人類使用的產品。化工原料的生產就是這一技術的主要應用領域,還有各種農藥、酶制劑以及氨基酸的生產,這些產品都是人們生活中必須要用到的。有了生物化學技術,更加方便了人們的生產生活。

1.3與有機化學、無機化學的交叉。化學工程與有機化學和無機化學的交叉學科就是精細化學工程。這一技術的主要應用領域是化肥的生產以及石化企業的石油精細化產品的加工生產。

1.4與環境學的交叉。當今社會經濟發展的同時環境的保護也越來越得到重視,不斷發展的化學工程技術也要注意到環境的發展,這就是環境化學工程。目前主要應用于一些無公害產品的生產,以及凈化環境技術的研究。

1.5與物理、微電子學的交叉。化學工程技術與各種電子產品的生產技術的結合,有利于各種微電子產品如硅、線路板的生產發展。

2.化學工程與數學、物理學、基礎化學進一步結合

2.1與數學的結合。當代化學的發展必須要掌握一定的數學工具,化學工程中非線性代數的應用越來越廣泛,表明化學工程技術與近代數學的進一步結合。

2.2與物理學的結合。化學工程技術與物理學的進一步結合體現在x光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等高科技產品的研發和利用方面。

2.3與物理化學、生物化學的進一步結合。化學工程技術與物理化學、生物化學學的結合主要體現在人力學參數的預測和生物環境的治理上,通過與生物化學學技術的深層次結合,是這兩項技術有了很大的進展。

三、促進化學工程技術發展的對策

1.著眼全局提高化學工程技術水平

化學工程科學近年來的發展趨勢已經明顯地呈現與多學科交叉的現象,要進一步促進化學工程技術的進步,就要從全局出發綜合考慮與化學工程交叉的各個領域的情況。要統籌考慮各個領域的運用,做好整體的規劃,協調各項科學的開發利用。并且統籌現有領域的同時積極開拓新的研究領域,使各個學科領域相互促進,最后實現共同發展。

2.提高化學工程機械設備研究水平

機械設備是提高一項技術必須具備的,先進的機械設備能為更高水平的技術研究硬件支持。但是相對而言,目前化學工程技術方面的機械設備還比較落后,應該加強研究力度,向世界化學工程技術研究的機械水平靠近。有了這些高科技水平的機械設備,在化學工程技術領域趕超世界水平指日可待。

3.做好化學工程技術的教育工作

任何一項技術的發展都不能離開高水平的人才,所以要促進化學工程技術進一步發展需要加強化學工程領域的教育培訓工作。不僅需要培養化學工程技術方面的知識,與其相關的學科的教育與培訓也要加強。不僅僅培訓理論知識,更要加強學生的實踐能力,為化學工程技術的發展儲備人才。

4.積極開拓化學工程技術的應用市場

當今化學工程技術的應用領域已經很廣泛,但是如果想要進一步的發展還要積極研究開發新的工藝、新的產品,尋找新的市場。市場是產品開發的動力,有了市場的需求才會帶動產品的生產,也就會促進技術水平的提高。

第2篇

化學工程與工藝專業的定位

1.化學工程與工藝專業的性質及培養模式

化學工程與工藝專業屬于工科專業,授予工學學士學位。由于化學工業的相關領域極為廣泛,化學工程與工藝專業涉及的專業方向也就非常多樣化,各高校的化學工程與工藝專業特點亦不盡相同。我校近年來根據社會經濟、工業發展的需求趨勢,兄弟院校化學工程與工藝專業方向的設置,以及我校原有的相近專業優勢,設置了能夠體現我校特色的化學工程與工藝專業方向,逐步建立了適合我校化學工程與工藝專業的教育培養模式。2008年,我校化學工程與工藝專業已有7屆本科畢業生,其學生就業形勢良好,社會反饋積極.在制定教學計劃的工作中加強教學內容和課程體系的改革,加強實踐教學環節,目的在于進一步提高教學質量,培養適應能力更強的化學工程與工藝人才。

2.化學工程與工藝專業的任務

根據化學工程與工藝專業的性質,化學工程與工藝專業的任務是培養學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練.具有對現有企業的生產過程進行模擬優化、革新改造,對新過程進行開發設計和對新產品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領域很多,化學工程與工藝專業除了讓學生學習一般應用化工的基本知識和基本技能外,還應該結合本地區、本行業及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領域中的具體應用,以便形成不同高校應用化工專業的特色專業方向.

3.化學工程與工藝專業的業務培養目標

本專業培養具備化學工程與化學工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的工程技術人才。

4.化學工程與工藝專業的課程設置

為了使不同高校既有統一的規范,又有不同的專業特色,根據應化學工程與工藝專業的任務和業務培養目標,化學工程與工藝專業的畢業生應該具有較扎實的化工理論基礎,較寬的化工應用知識以及一定的工程技術基礎,從而該專業的課程設置(公共課、基礎課除外)應由基礎化學課、工程基礎課和專業方向課3部分組成。基礎化學課包括:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等。工程基礎課主要包括:化工儀表與自動化、化學工程基礎、電工電子學等。專業方向課:可根據具體方向選擇專業化學課,如電化學工程方向可選理論電化學、化學電源工藝學、電解工程和電鍍工程等。精細化工方向可選擇化工工藝學、化工分離工程、化學反應工程等。另外實踐性環節包括基礎實驗、綜合實驗、提高實驗、生產實習、畢業實習和畢業論文等。

我校化學工程與工藝專業方向

就專業方向而言,化學工程與工藝專業的性質是工科。化學工程與工藝專業應該是培養具有較扎實及寬廣的化學工程理論基礎知識,特別注意培養學生的動手能力及解決實際問題的能力。教學計劃的總體設計中要體現應用型人才所具備的工程技術基礎知識,重視實驗、實踐、實習、畢業論文等環節。設置專業發展方向,結合廣西經濟發展的需要,建立在合理利用廣西及學校的資源及適應科技發展、注重社會需求基礎上。據此,我校化學工程與工藝專業專業方向設定為:電化學工程與精細化工。

第3篇

關鍵詞:綠色化學;工程工藝;化學工業節;應用

工業是國民經濟的基礎,隨著社會經濟的不斷快速發展,對于工業生產也提出了更高的要求。然而,當前我國工業發展面臨著資源價格飛漲,環境污染日益嚴峻的情況,這也使得全社會對于工業生產越來越關注。怎樣有效的處理好工業污染物,防止其對環境的二次污染,怎么有效的利用好數量龐大的生活廢品,是當前許多學者都在研究的問題。綠色化學工程是在社會迫切需要的情況下誕生的新型項目,這個項目的目標是:對日常化學生產當中的一些資源浪費及環境污染進行有效的處理,從而使得化工污染得到有效緩解,化工生產過程中的資源浪費得到很大的改善。

一、綠色化學工業的概念

綠色化學又被稱為無污染化學,以此為理念而開發出的技術就是綠色化學工程技術,采用化學原理從根本上降低化學工業對環境造成的破壞。化工業發展的基礎是綠色化學工程,它已成為了未來化學工業發展方向的重要研究目標之一,綠色化學具有以下兩種特性:首先,綠色化學的根本思想在于保護環境,使自然資源可持續發展,讓人與自然之間的關系和諧,人們對環境造成的破壞促使了對綠色化學的研究;其次,綠色化學是將環境改變的技術,發展下的綠色化學技術以逐漸可以應付各種環境下對自然的破壞。從根本上來說,綠色化學是預防環境污染;而環境化學則是對污染后的環境進行改善和治理。兩者之間是根本不一樣的,在最終目的上也是千差萬別的。

目前,對綠色化學進行研究的重要發現和實踐活動為綠色化工技術。基本原理是采用原料中的原子進行轉化,這就使化學工業在進行工作時不會產生污染物,達到對化學工業污染物的零排放。并且,在進行化學工業工作時,不使用任何具有危害性和毒性的原材料,這樣可以生產出對環境不造成破壞的產品。這種技術目前處于理論狀況,但是在眾多科研人員的努力探索下,還是可以逐漸實現此種設想的。

二、綠色化學工程與工藝的開發

在傳統化學的生產過程中,在有毒、有害物質的處理上存在較為嚴重的滯后性,因此導致化學工藝一直處于被動生產。應用這樣的化學工藝對污染物進行處理無法取得理想的效果,資源優化也無法得到有效實現。化學工藝的應用不但導致化學生產污染物成本提高,還導致污染物處理效率嚴重下降。綠色化學工程的應用可有效彌補傳統化學工程中存在的缺陷,其通過對相關科學技術及先進方法的利用,對化工生產相關污染物進行除塵、脫硫等處理。綠色化學工程與工藝具體實施方法主要有以下幾種。

(一)采用綠色化學原料

在化工生產工藝及具體流程中,化學生產原料是起著決定性作用的主要因素,在傳統化學工程中,所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗,同時還導致污染物的排放量大大增加,加重生態環境污染程度。將綠色化學原料作為化工生產材料是綠色化學工程重要研發內容之一。在化工生產過程中,可使用綠色化學物質、自然物質等無染污、可再生的化學原料。典型的綠色化學原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產過程中,可使其轉化為酮、醇、酸類等多種化學品。在整個轉化反應過程中,這些原料僅會產生一定量的氫氣,而不會有任何一種有害、有毒的物質產生。

(二)提高化學反應的選擇性

在化學工程的物質反應中,化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中,合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高。對化學反應產生影響的因素有很多種,反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生,所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質,因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中,應用新型的反應形式,這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高,同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。

(三)使用無毒無害催化原料

隨著化學工業發展速度的不斷加快,將化學反應合理的應用于化工生產過程中已經成為促進工業可持續發展的重要前提之一。在化學反應過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應用于化學反應過程中,可有效加快反應速度,縮短法寧時間。所以,在化工生產過程中使用無毒無害的催化原料成為推動綠色化學工程與工藝不斷深入發展的重要前提條件之一。目前,我國相關部門已經高度重視對催化原料的選擇及應用進行深入研究。越來越多的催化劑得到開發和研制,化學反應過程中使用的催化原料不斷得到改善,分子篩除催化劑等優良催化原料在化工生產過程中的應用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應用可有效提高化學反應效率,降低能源消耗量,同時也可減少環境污染。

三、結論

化學工程與工藝的發展不僅影響著現代社會的發展,而且有助于環境友好型社會的構建。當前世界面臨著資源和能源的短缺,社會經濟的發展不能以犧牲環境為代價,這就需要化學工程與化學工藝共同發展,滿足我國資源節約和環境保護的需要。化學工程與工藝的行業領域需要積極配合國家提出的可持續發展戰略。轉變可持續發展的概念。重視化學工程與工藝發展的環保性,轉變傳統的化學工程與工藝,減少環境的污染,積極開發新能源,走環境友好型道路。

參考文獻 

[1]艾寧,計偉榮,項斌,等.化學工程與工藝專業人才培養模式改革的探索與實踐[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35. 

第4篇

關鍵詞:能源化學工程專業;課程設置;專業建設

引言

我國“十三五”能源規劃進一步突出了深化能源體制改革、增強能源科技創新能力、大力拓展能源國際合作、清潔高效開發利用煤炭、增強國內油氣供應能力、建立能源可持續發展的政策標準體系等重點。隨著社會經濟的快速發展,能源消耗和環境污染的矛盾日益突出,解決這對矛盾已成為了關乎國家發展和安全的戰略性問題。根據我國現階段經濟發展還主要依靠資源消耗的特殊性,2011年教育部新增了能源化學工程專業,各高校也陸續從2011年開始開設能源化學工程專業。該專業是國家戰略性新興產業相關本科專業,以開展化石資源優化利用為基礎研究,面向可再生能源技術、低碳經濟、清潔煤技術等領域的人才需求,重點解決高效催化劑研制及其產業化等重大問題;其主要關注怎么利用能源且對大自然造成最少的傷害[1-4]。我國專門解決能源與環境矛盾問題的相關專業開設較晚,能源化學工程專業的建設還處于起步階段[4-6],因此,如何建設該專業課程體系,使其有助于達到人才培養效果,是能源化學工程專業教學過程中必須思考的問題[6,7]。西南科技大學于2012年開始籌建能源化學工程本科專業,通過充分的前期調研、在強大的硬件設施和師資力量的支持下于2013年獲批,目標為培養厚基礎、高素質、強能力,具有創新潛能和協作精神的高級應用型專門人才,培養學生扎實的化學化工基礎知識和能源化學工程專業知識,使學生能夠適應涉及化學、化工和新能源化學工程等領域的廣泛需求。畢業生可在鋰離子電池、堿性電池、燃料電池、太陽能電池等領域從事工藝設計、生產控制、科技管理以及新技術、新材料、新產品的開發與研究工作。文章通過總結西南科技大學3年來在能源化學工程專業核心課程建設方面的經驗和積累,對該專業課程的建設進行探討。

一、西南科技大學能源化學工程專業現有核心課程設置與建設情況

今年,我校能源化學工程專業在校本科生已達120余人,為達該專業培養目標,學生畢業總共需修滿170學分,其中專業課程需修滿86學分,占50.6%。根據專業建設培養目標和專業教師的知識背景,設置的現有專業課程可分為四個板塊,即化學基礎課程、電化學課程、分析測試課程和實踐課程(見圖1)。這樣設置的依據在于能源化學工程專業涉及多學科交叉的課程,僅靠某一個學科知識很難培養出適合新形勢發展需求的專門型人才。其中化學基礎課程涵蓋了有機化學、物理化學、無機化學、分析化學、化工原理、化學反應工程、工程制圖(化學工程)、化工熱力學、工業催化基礎、化工安全工程化學等基礎課程;電化學課程涵蓋了電化學原理、能源材料基礎、化學電源設計、應用電化學、太陽能電池概論、動力電池原理及應用、燃料電池技術等課程;分析測試課程包括材料分析與測試方法、儀器分析、電化學測試技術、材料分析與測試方法;實踐課程涵蓋了電化學基礎實驗(電化學原理實驗、電化學測試技術實驗)、化學電源設計與應用實驗(化學電源設計實驗)和能源化學工程實踐(能源化學工程綜合設計實驗A、能源化學工程專業認識實習、能源化學工程專業畢業實習)等實踐課程。我校課程的設置有如下優點:

(1)通過化學基礎課程的學習,尤其是通過化學、物理、化工原理、化工催化等基礎課程的系統學習,能夠夯實學科基礎,具備多學科知識交叉的背景

(2)完成化學基礎課程群的學習之后,學生緊接著進入與電化學及電化學測試技術有關課程的學習,這樣設置有利于學生較好地理解和掌握所學習的知識。此外,學生可在此基礎上根據自己的興趣選擇相應的側重新能源材料某一個方向的選修課,鞏固所修的專業知識,成為某一個方向上的專門人才。

(3)對一些重要的基礎課,如無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、儀器分析、材料分析與測試方法等,都分別單獨或者在課程學習中開設有實驗課,有利于學生學以致用,加強了學生實踐能力的培養。

(4)學生的實踐課程合理而豐富。電化學原理實驗、電化學測試技術實驗、化學電源設計實驗、能源化學工程綜合設計實驗的內容讓學生掌握和學習從電化學基礎實驗到鋰離子電池、超級電容器等器件從材料至成品的制作工程應用知識。此外,我校學生可在四川長虹新能源科技有限公司、四川長虹電源有限責任公司、四川久遠環通電源有限責任公司等公司完成工程實踐,體現了我校對學生第二課堂建設的重視。

二、存在的主要問題和建議

經過近三年的建設,我們發現在專業課程設置上仍存在不足之處,在21世紀及目前新形勢下其課程建設還應注意以下問題。

(1)當前的體系過于偏重化學基礎課程,輕材料科學基礎學科課程,如固體物理、半導體物理或材料科學基礎等以材料結構與性能之間關系的基礎課程沒有開設,不利于學生掌握相關器件材料的合成及其使用性能。

(2)在煤化工、石油化工及其綠色合成、污染控制與防治等可選修的基礎課程上應完善。能源化學工程專業開設的最初目的是以化石資源優化利用為基礎研究,解決能源與環境污染的重大問題。煤化工、石油化工在當今我國國民經濟中還有重要地位,因此,課程設置在煤化工、石油化工及其綠色合成等選修課程上還應加強。這些課程可供學生學習專業基礎課程后選修,拓寬培養人才的知識面和技能。

(3)創新意識和科學素養培養不足。創新意識和科學素養來源于對基礎知識的扎實掌握及對行業的全面和前瞻性了解,當前課程還存在容量不夠大、涵蓋面不足、供學生選擇的課程還不夠豐富,需要在今后的建設中繼續完善。其次,學生工程實踐機會和場地還有待進一步挖掘和拓展,加強與更多的國內乃至國外知名公司合作更佳。因此建議能源化學工程專業在今后在發展中要不斷完善專業課程的設置,進一步擴大課程體系容量。

三、結束語

能源化學工程專業課程的建設直接關系到培養出的專業人才質量以及人才專業素質能否滿足社會需求,在當前國家和地方急需能源化學工程專業技術人才的大背景下,完善該專業課程的建設尤為重要。西南科技大學經過3年的建設,取得了一定的成果,但也應該看到專業課程的建設還需要進一步完善。希望文章對能源化學工程專業課程建設的闡述能為國內開設該專業的相關兄弟院校有借鑒和啟迪作用,也希望有更多的研究工作能集中在能源化學工程專業課程的建設上,加快其完善的步伐。

參考文獻

[1]陳秀,來永斌,陳明功,等.基于能源化學工程專業學生創新能力培養的多維創新實踐平臺建設[J].產業與科技論壇,2015,14(1):216-217.

[2]趙海,劉俊清,劉瑾,等.能源化學工程專業人才培養模式研究與實踐[J].山東化工,2015,44(12):99-101.

[3]陳彥廣,韓洪晶,楊金保,等.能源化學工程專業本科生創新能力培養體系的建立與實踐[J].教育教學論壇,2013(15):228-229.

[4]劉淑芝,王寶輝,陳彥廣,等.能源化學工程專業建設探索與實踐[J].教育教學論壇,2014(6):209-210.

[5]孟廣波,畢孝國,付洪亮.能源化學工程專業優化實踐教學體系研究[J].中國電力教育,2014(3):145-147.

[6]陳彥廣,韓洪晶,陳穎,等.基于國際化、工程化能源化學工程創新人才培養模式的評價及效果[J].教育教學論壇,2013(13):214-216.

第5篇

1材料化學工程的概述

材料化學工程是由化學工程學科和材料學科交叉滲透所形成的一門分支學科,其研究方向主要有兩個:一是以新材料為基礎,不斷發展反應過程的反應技術,比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進行反應,其目的是揭示材料微觀結構中物質進行傳遞和反應機理,進而總結出適用于材料設計和反應過程優化的理論方法和工藝技術。二是在材料制備的過程中,用化學工程的理論方法解決所遇到的關鍵問題,比如如何運用微結構的性能關系來實現對材料微觀結構和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉化。新材料的開發是材料化學工程發展的關鍵和先導,直接可以衡量出國家的材料化學發達與否,因此,開發新材料對于材料化學工程的發展至關重要。材料化學包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學傳感材料、電子材料、超硬材料、無機非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學工程的領域,對其發展做出重要貢獻。

2新材料的開發

我國在新材料的開發領域取得了很多亮點,這些新材料的開發成為分離和反應過程的重要基石。一些研究所和大學正在開發一種非晶態的金催化材料,這種材料很有發展前途,因為它具有非常明顯的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術集成,可以有助于我國新型石油化工技術的構建。石油化工科學研究院也開發出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實現“原子經濟”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業化生產的可能性。而在新材料的分離技術方面,我國也取得了很大的進步,其中南京工業大學發展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術,同時加強了對集成單元技術的開發,這些研究不僅使我國陶瓷技術更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產業,為我國帶來巨大的社會和經濟效益。

3材料化學工程技術的進展

材料化學主要是對產品微結構進行調控,其主要手段是在加工材料時,將化學方法引入進去,這樣我們就可以通過宏觀條件來調控產品的微觀結構,從而為材料的加工和制備提供理論和技術指導。因此,化學工程技術的改進將直接促進材料化學工程的發展。我國在化學工程技術改進方面已經取得了非常大的進展。清華大學在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統的流化床技術,大大降低了生產成本,從而使此生產技術可以用于工業化生產,帶來巨大的經濟效益。北京化工大學則用超重力場技術來放大納米材料生產過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調節超重力場的強度來調節和改變產品的粒徑,。通過這種方法,我國已經成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業化生產的技術體系,為我國帶來巨大的經濟效益。

4展望

材料化學工程作為一門交叉學科,不僅促進了材料工業的發展,而且也豐富了傳統化學工程學科的內容,因此,具有非常重大的研究意義。我國材料化學工程的研究已經取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領先水平。但是,材料化學工程中仍然有很多問題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭取使材料化學工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務。

5結語

材料化學工程在新材料的開發、材料技術的改進以及技術的工業化普及過程中都具有非常重要的作用,且有著非常大的研究價值,其研究前景十分廣闊,已經成為國內外的研究熱點之一。本文主要分析了材料化學的研究現狀,并結合新材料的開發和技術制備兩方面,闡述了我國取得的巨大進展和成就,希望可以看到更多研究成果的出現,以促進我國材料化學的發展,為我國創造更多的效益。

作者:劉玉琴單位:渾江區東興街道辦事處

第6篇

摘要:本文從生物化學工程及發展簡述、天津現代職業技術學院概況、生物化學工程特色開放獲取文獻資源建設三個方面,對生物化學工程特色開放獲取文獻資源建設進行了探討。

關鍵詞:高職院校圖書館 生物化學工程 特色文獻資源 開放獲取

一、生物化學工程及發展簡述

1.生物化學工程及發展簡述

生物化學工程簡稱生化工程或生物化工,是生物化學反應的工程應用,是應用化學工程的原理和方法,將生物技術的實驗室成果經過工藝及工程進行工業開發的學科。它既可視為化學工業的一個分支,又可認為是生物工程的一個組成部分。生化工程是一項重要的化學工業技術,是生物技術產業化的關鍵,也是化學化工技術的主要前沿領域。生物化學工程和生物醫學工程是最初的生物工程學概念,基因重組、發酵工程、細胞工程、生化工程等在21世紀整合而形成了系統生物工程。發展生物經濟正在成為許多國家應對金融危機的戰略措施。生物技術是我國需求最迫切、技術與國外差距較小的領域之一,我國將把生物技術作為當前科技發展的重點,把生物產業作為新興產業培育的重點,把生物經濟作為引領新經濟發展的重點。在我國的“十二五”科技戰略規劃研究中,生物技術和產業化將是“十二五”布局的重點,突出加強生物技術在農業、工業、人口與健康領域的應用,努力使我國成為生物技術強國和生物產業大國。[1]

2.食品生物技術及發展簡述

食品生物技術是生物技術在食品原料生產、加工和制造中應用的一個學科。它包括食品發酵和釀造等最古老的生物技術加工過程,也包括應用現代生物技術改良食品原料加工品質的基因、生產高質量的農產品、制造食品添加劑、植物和動物細胞的培養,以及與食品加工和制造相關的其他生物技術。生物技術在食品工業中的應用以及最新的研究狀況表明,食品生物技術作為一項高新技術,將為食品工業的發展起著重要的推動作用。展望21世紀基因食品的發展,未來生物技術不僅有助于實現食品的多樣化,而且有助于生產特定需求的營養保健食品。[2]在與環境協調的糧食生產方式方面,生物技術將降低農用化學品的使用量,并使農作物更好地適應特定的自然地理環境。目前人們之所以對于轉基因生物技術的發展存在爭議(如對人類健康、環境及社會經濟的影響等),主要原因在于公眾對目前的基因食品管理體系不夠信任,科學家與公眾也缺乏必要的溝通。因此,政府應采取積極措施,隨時公開基因食品的研究成果,以博取信任的方式與公眾進行溝通。

3.生物制藥技術及發展簡述

生物制藥技術是指運用微生物學、生物學、醫學、生物化學等的研究成果,從生物體、生物組織、細胞、體液等綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造的一類用于預防、治療和診斷的生物藥物制品的技術。生物制藥現狀:生物藥物的陣營很龐大,發展也很快。目前全世界的醫藥品已有一半是生物合成的,特別是合成分子結構復雜的藥物時,它不僅比化學合成法簡便,而且有更高的經濟效益。我國的生物醫藥“十二五規劃”確定了生物醫藥發展的重點,[3]包括基因藥物、蛋白藥物、單克隆抗體藥物、治療性疫苗、小分子化學藥物等。同時,國家將拿出100多億元來支持重大新藥創制。將從100多個新藥中遴選出10多個,作為重大新藥創制重點支持對象,這些原創新藥可能成為打入歐美市場的先鋒。在這些新藥品種中,生物藥和化學藥居多,其中疫苗、單克隆抗體、蛋白質藥物、抗癌藥物等均有。

二、天津現代職業技術學院概況

天津現代職業技術學院[4]是經天津市人民政府批準,教育部備案的集應用文科、應用理科、工科及藝術學科于一體的公辦全日制高等職業技術學院,現有各類在校生6500余人。學院設有管理工程、電子工程、信息工程、生化工程、機械工程、印刷工程、應用外語7個教學系部,開設有會計電算化、電子商務、金融保險;應用電子技術、機電一體化技術、電氣自動化技術、電子信息工程技術、低空無人機操控與應用、計算機信息管理、計算機網絡技術、軟件技術;水環境監測與保護、食品生物技術、食品營養與檢測技術、食品加工技術、精細化學品生產技術、環境監測與治理技術、生物技術及應用、生物制藥技術;精密機械技術、數控技術、計算機輔助設計與制造;商務英語、涉外旅游;印刷技術、印刷圖文信息處理、包裝技術與設計、裝潢藝術設計、裝飾藝術設計、影視動畫等30個專業。“食品生物技術”等3個專業被評為市級教學改革試點專業,“食品微生物”、“食品分析與檢測技術”等7門課程被評為市級精品課程。在我院的7個教學系部中,生物化學工程類專業占有重要比重,是我院的重點專業組群之一。其中開設的8個相關專業,占到全部專業的26.7%。因此,根據我院生物化學工程類專業教學的需要,學院圖書館建設具有生物化學工程特色的開放存取文

第7篇

應用化學專業、化學工程與工藝專業、分析化學專業、化學工藝專業。

應用化學專業是培養具備化學的基本理論、基本知識且具有較強的實驗技能,能在科研機構、高等學校及企事業單位等從事科學研究、教學工作及管理工作的高級專門人才。

化學工程與工藝專業培養具備化學工程與化學工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的工程技術人才。

分析化學專業具有寬廣而扎實的理論基礎和系統的分析化學專業知識,較強的科研能力,嫻熟的實驗技能,較高的外語水平,德智體全面發展的高層次分析化學專業人才。

化學工藝專業在學習與掌握化工單元操作與設備、化工熱力學、化工工藝、化學反應工程、分離工程等專業知識及工程制圖、計算機應用、實驗測試、設計概論等工程知識,進行有關新型化工生產過程的研究、開發及化工生產過程的管理與運行維護。本專業畢業生知識面寬,可到工業部門從事化工類產品的設計、施工、生產管理、技術開發、應用研究以及貿易等方面的工作,也可到科研、商貿、行政等部門從事與化學工程相關的工作。

(來源:文章屋網 )

第8篇

關鍵詞:能源化學工程;專業建設;課程體系;師資隊伍

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0209-02

一、能源化學工程專業建設背景

能源與環境問題是21世紀人類面臨的兩大基本問題。隨著世界經濟的不斷發展,人類社會對能源的需求越來越多,石油、煤炭等不可再生化石能源的儲量逐漸消耗殆盡,且全球每年因消耗化石能源而向空氣中排放大量的氣體(CO2、SOx和NOx等),除了引起局部地區的煙塵、灰霾、酸雨、光化學霧和連帶的重金屬鉛的污染外,更造成了全球的氣候變化、溫室效應日漸顯現。含碳能源(煤、石油和天然氣)的高效潔凈利用及具有清潔、低碳、可再生等優勢的太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能等新能源的開發和利用成為未來中國經濟可持續發展的關鍵。為適應我國對可再生能源和清潔能源等新能源的迫切需求,東北石油大學化學化工學院根據自己的辦學定位,發揮已有的專業優勢,主動適應,準確定位,于2010年新增了能源化學工程本科專業,也是教育部首批建立的10個能源化學工程專業之一。專業獲批后,于當年從09屆轉來1個班的學生,并新招10級2個班的學生,目前已有1屆畢業生。關于能源化學工程專業本科生的培養方案、培養模式和培養體系則處于不斷探索和完善中。

二、能源化學工程專業定位與培養目標

新專業的定位決定了專業以后的發展方向,也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設、課程體系的建立以及學生畢業后的就業等。專業人才培養目標的制定,首先必須在對專業深入分析和了解的基礎上,結合國情和學校的條件,考慮專業發展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業定位應以拓寬專業面、培養寬口徑的掌握能源化學工程專業知識和技能,具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發的基本能力,能從事化石能源(包括石油、煤、天然氣)、新能源(包括太陽能、氫能、生物質能等)化工過程工程的研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面的工作,具有創新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。

三、能源化學工程專業課程體系的構建

課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養人才的質量。能源化學工程專業是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程,屬交叉學科。專業按照東北石油大學“通識教育+學科專業基礎+專業教育+實踐教學”四個層面設置課程,構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎、外語、計算機、體育、公共藝術及跨學科門類修讀課程;學科專業基礎主要包括高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數、分析化學、工程制圖等等專業技術基礎課程;專業課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理(雙語)等課程,同時開設了大量的專業選修課,注重學科交叉,拓展了學生的知識面;實踐教學包括實驗課程和實踐教學環節兩個部分,實驗含課程實驗和專業實驗,所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創新性的比重。實踐教學環節除了實習、實訓、課程設計、畢業設計外,還開設了創新實踐和科研訓練等環節,在實踐教學活動期間,學生可靈活選擇在企業或校內完成。各教學環節學分分配情況如圖1。

能源化學工程專業構建的課程體系的特點是:注重各部分之間的系統性與協調性,充分強調理論教學與實踐環節并重,基礎理論與專業知識并重的原則,力求體現德、智、體、美全面發展。培養的學生既有豐富的基礎理論和專業知識,又有較強的實驗技能和實驗設計能力,并了解所學專業方向的學科前沿及發展趨勢。

四、師資隊伍建設

沒有高水平的師資隊伍就無法建設高水平的專業,所以師資隊伍是專業建設的根本保障。東北石油大學制定科學合理的人才引進政策,采用各種優惠條件吸引高層次人才來校工作,補充新專業建設所需的專業教師,重點引進高水平的學科專業帶頭人以及主干課程的專任教師,重視已有人才的培養提高,充分發揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用,提高教師隊伍的整體水平和素質。目前本專業已有10名教師,全部具有博士學位,2名教授,4名副教授,同時還聘請了企事業單位、科研院所及其他高校等高水平的專業人員擔任新專業的兼職教師。已經構建了年齡、職稱、學歷等結構合理、教學與科研綜合水平高的具有發展潛力教師隊伍,保證了新專業的建設順利完成。

以上是針對戰略性新興產業相關的本科能源化學工程專業的學科特點和辦學定位,從培養目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發展對戰略性新興產業相關人才的迫切需求,下一步我們將進一步創新人才培養模式、完善課程體系,形成科學的人才培養方案,建立科學的管理制度,從而有效地保證人才培養質量,為社會培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。

第9篇

摘要:隨著經濟的迅猛發展,國家越來越工業化、城市化,同時也衍生了各種環境污染問題。而化學工業作為造成大規模嚴重環境污染的主要過程之一,越來越被國家所重視。如今,化學工程慢慢向環境化學工程靠攏。

關鍵詞:化學工程;環境化學工程;現狀;發展

隨著經濟的迅猛發展,國家越來越工業化、城市化,同時也衍生了各種環境污染問題。而化學工業作為造成大規模嚴重環境污染的主要過程之一,越來越被國家所重視,如今,化學工程已經開始向環境化學工程方向發展。而環境化學工程無論是在環境改善、修復,還是在提高人們的生活等各個方面,都能起到重要作用。本文大略的分析討論了化學工程的現狀及發展。

1化學工程的現狀

由于我國仍屬于發展中國家,且人口基數大,工業化發展相對發達國家而言還比較落后,人們對于各種基礎化學品的需求遠遠沒被滿足,許多地方企業為了牟利,仍然走的是先污染后治理的老路,對環境造成了很大的破壞。目前,我國的主要污染有三:(1)水污染工業生產必不可少的東西就是水,而工業生產用過之后的廢水回收過程過于麻煩,又沒有經濟價值,一般的工廠就會選擇排放到山河湖泊里。由于排放量太大,超過了湖泊自我修復能力,湖泊就被污染了,這種湖水是不能喝的。據不完全統計,在我國被污染的水量已經達到了總淡水量的76.63%。(2)空氣污染我國的工業生產所用能源大多是化石能源,而絕大多數化石能源焚燒后都會產生污染氣體,不回收利用直接排向大氣的話就會造成嚴重的空氣污染。而我國回收利用廢氣的技術并不成熟,很多工廠簡單處理一下就排向了大氣。(3)土壤污染如果把化學肥料亂填亂排,土壤就會慢慢失去活性,這種失去活性的土壤是不能耕種的。因此,原來的那種先污染后治理的思想是行不通的,我們應該將注意力集中在化工生產最優化、實現資源回收利用、新能源的開發上面,也就是環境化學工程。

2化學工程的發展

環境化學工程在20世紀60年代初期,許多國家為了發展化工工業,忽略了化工工業發展所帶來的環境污染。隨著環境污染的日益嚴重,隨之而來的各種問題也越來越多,人們開始重視環境的保護,各國政府也想方設法的去改善環境。但是這些措施的作用很有局限性,并不能從根源上消除或減少污染的增長,而且還會影響到國家經濟的發展,不能適應人類進步的要求。為了解決這一矛盾,各國政府制定了許多條例。1984年,在原蘇聯召開的國際會議上,聯合國歐洲經濟委員會指出:無廢工藝是一種讓所有的原料、能源在資源-生產-消費-二次資源的循環中得到充分的回收利用的生產產品的方法,同時,不破壞環境的正常功能;在法國,也制定了《預防優于治理》的條例,來做出規定;1990年,美國將污染防治設為國案;在我國,國家自然科學基金委員會與中國石化公司為了開展環境友好的催化化學和反應的研究。想要從根本上解決化學工業所產生的污染問題,實現可持續發展的戰略目標,應從根源下手,開發出無污染工業,或者優化反應過程,將污染扼殺在生產過程中。簡而言之,就是開發出新方法把對人類或者環境有害的原料或溶劑反應掉,反應出對環境無害甚至有利的材料,實現零污染,這就是環境化學工程的目的。

3結語

總而言之,化學未來的方向就是環保型、高效型化學。我們可以從反應過程和生產過程兩方面著手,最大限度的降低化工生產對環境造成的影響,并利用化工造福人類,改善生活。而化學工程的未來發展方向——環境化學工程仍然處于快速發展中,其學科的理論體系仍有待進一步完善.

作者:劉霄漢 單位:武漢工程大學

第10篇

【關鍵詞】燃料乙醇;化學工程;探究分析

乙醇作為一種燃料,不管是在生產過程中還是在燃燒過程中均不會產生污染物,屬于一種清潔能源。早期的乙醇主要是通過淀粉、纖維素等經過長時間的發酵而來,然而燃料酒精由于其需求大,在生產過程中需要大規模的生產,在生產中涉及到一定的化學工程,了解這些化學工程是燃料乙醇生產的關鍵,同時也是該調整我國能源結構的重點。本文主要就燃料乙醇工藝的化學工程問題分析如下:

一、燃料乙醇發酵分析

1、燃料乙醇發酵的多尺度

燃料遺傳在發酵過程中涉及到的工程領域較多,其中包括微生物工程、化學工程以及生物化學工程等,因此在實際的發酵過程中化學反應相對復雜,正是由于其發酵過程中的復雜性,在研究中僅僅從單一的角度去研究與實際要求不符,因此在生產過程中應該注重多尺度問題,也就是說從多個角度對燃料乙醇的發酵過程進行分析,這樣才能更加全面的將乙醇復雜的發酵過程顯現出來,因此對于燃料酒精發酵的研究應該涉及到生物學以及化學兩個重要方面,這樣的研究才更加符合實際研究需要。

2、發酵中的動力學與放大

乙醇在發酵前期需要進行相關的準備工作,其中主要與偶乙醇原料的液化以及糖化等,然后在乙醇發酵過程中應該做好相關特性的控制,也就是動力學問題,動力學是乙醇發酵是否可以順利發酵的基礎,其中涉及到兩個方面的問題,一個是本征動力學,也就是從早期的原料到發酵微生物固有速率的問題,另外一個就是宏觀動力學,這個具體的就是在發酵階段乙醇的能量傳遞情況,現階段對動力學研究應用主要模型是酶催化反應。

3、發酵中的發酵罐多場

在遺傳發酵過程中需要一定的設備,發酵罐就是主要設備,由于乙醇發酵的復雜性,同時在發酵中還會受到外界環境溫度、濕度等各方面因素的影響。這些因素的影響會造成發酵速度緩慢,影響發酵進程,也就是溢出發酵進程的不同在發酵罐內形成了不同的反應場,不同的反應場對于發酵罐正常的發酵造成影響,最終發酵質量也會造成影響,不過這種發酵場也有有利的一面,那就是工作人員可以在發酵中采取措施進行干預,使發酵質量向更高的程度靠近。

二、燃料乙醇提純分析

乙醇在經過發酵后在發酵液中實際含有的乙醇含量非常低,據有關資料顯示,這種含量通常只能達到5.0%―12.0%,這種低含量的乙醇基本不能滿足燃料的需求,所以在發酵結束后通常還需要進行提純,當然提純也是乙醇生產中必不可少的,對于乙醇提純的技術方法較多,應用較為廣泛的主要是蒸餾技術,蒸餾提純乙醇主要是將乙醇中大量的水分排出,當然在具體的提純中需要多次提純才能保證乙醇的含量,不過乙醇通過蒸餾能達到的最大含量約為90.0%,因此想要進一步提出就需要采用其它的提純方法。在實際對乙醇的提純中通常是先通過蒸餾的方法將乙醇提純到一定程度,在達到一定含量后可繼續使用萃取、吸附等提純方法進一步提升乙醇的含量,最終達到工業乙醇要求或者實際需要的濃度[1]。

三、發酵與分離的耦合

乙醇在發酵過程中其發酵過程與早期乙醇的發酵過程有較多的相同點,因此其工藝研究內容也是一些基礎性的東西。在發酵反應和分離過程中進行的耦合同樣是一個復雜過程,因此在技術水平以及操作水平上都應該有嚴格的要求。

如果通過直接的化學反應就可以得到最終的成品,那么這個過程就是一個簡單的反應過程,而在這個反應過程中采用的干預措施、采用的設備等就屬于反應工程,在乙醇提純中采用一定的方法將乙醇中不需要的一些水分或者雜質清除,在這個過程中采用的試劑、設備以及提純中遇到的實際問題均屬于分離工程。因此乙醇發酵與乙醇分離的耦合在理論上是可行的,當然通過實驗證明在實踐操作中也是可行的。在這方面也有較多的報道,比如有學者將液體的萃取以及發酵過程結合到了一起,在進行連續發酵過程中將油烯基乙醇作為萃取劑,最終結果表明通過這種方法提取的乙醇質量相對于早期的提純明顯提高。也就是說將生物發酵技術可以簡單地看成是反應與分離技術的耦合,這樣在工業乙醇生產過程中可大大的提高分離效率,促進乙醇含量的提升,當然對于大范圍的推廣乙醇生產具有重要意義。在乙醇發酵中可以將反應工程學的原理以及分離學工程理論結合起來,然后研究整個耦合過程,這樣的研究對于推動整個燃料乙醇的工業生產起著關鍵性作用,不過當前大多數學者的報道中報道的內容更多的傾向于工藝條件、生物萃取劑以及膜材料等,但是涉及到多場耦合、傳遞特性等化學工程的研究卻很少,這些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工藝生產[2]。

在未來乙醇生產中新型發酵設備以及分離設備都需要多場耦合的指導,當然在后期的乙醇發酵中將會實現反應、分離以及其其它多種分離技術設備的耦合,也就是說通過一個連續的設備可實現乙醇發酵到成品,這樣的設備不僅提高了生產效率,同時乙醇的質量也會得到明顯提高。當然這種設備同樣的可加快燃料乙醇作為新型能源的步伐。

結束語

燃料乙醇生產中過多的涉及到流體流動、熱量傳遞以及發酵生化反應等,這個過程是一個復雜的過程,同時也涉及到多學科,因此在燃燒乙醇工藝的化學工程分析中應該從多個角度對其進行研究,在后期較長時間內的研究目標應該集中在生物發酵反應與提純分離過程的耦合,這樣的研究可以推進乙醇工藝生產的發展,有利于盡早的調整我國能源結構,實現環保綠色可持續發展。

參考文獻

第11篇

關鍵詞:高等教育;化學工程;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)33-0099-02

隨著我國經濟的不斷發展,高等學校數量也呈現逐年遞增的發展趨勢,高等教育逐漸由精英教育向大眾化教育模式轉變。隨之而來的是大學生就業形勢的嚴峻和競爭壓力的增大,特別是以化學工程為代表的工科專業,更是面臨著嚴峻的考驗。作為多種學科交叉的,應用型、發展型學科,化學工程與數、理、化等基礎自然學科聯系緊密,對我們的生產和生活有著重大的影響,為使我國化學工業得到更迅速的發展,必須努力提高我們高校化工類教育質量,努力培養優秀的專業化工人才。

一、高校化工專業現狀

20世紀前葉,一批重大化學工藝出現使得化學工程這個學科在學術界嶄露頭角,而煤和石油迅速發展也要求有透徹的理論指導與專業知識,因此作為化學工程的一級學科應運而生。經過幾十年的發展,化工學科逐漸走向成熟,目前國內各大地方院校中,絕大部分開設了化工工程專業及其類似專業,為我國化學工業培養了大批人才。但是隨著時代的發展,高校化工教育也面臨著一些問題和挑戰,這也成為我們亟待改革教學模式的原因。

(一)化學工程與高新技術學科交叉發展

化學工程涉及面廣,且涉及品種多、數量大,不僅關系到人們生活的方方面面,也是提高人們生活質量的“載體”和“橋梁”。而化工在學科上與材料、能源、化學等學科聯系越來越緊密和深入,因此在人才的培養上也應該遵循學科發展規律,培養專業化、多樣性復合人才。

目前,我國高校專業教育仍然停留在過去傳統教學方式,與高新技術發展的現實有所脫節,學科交叉引起專業界限的淡化,因此在教學過程中不應在僅僅強調本專業知識的把握,更應著眼于未來,打造化工與生物技術、計算機技術等交叉發展的新型教學模式,培養多層次、復合型人才。

(二)人才就業觀念和培養模式改革

這就要求高校化工教育人員轉變教學模式,從化學教育深層理念創新入手,擴大學科內涵,改變教學設置和教學方法,開展以理論教學作為基礎,以實踐訓練為載體的教學模式,努力提高化工學科教學質量。

就目前情況來看,“平臺加方向”實為不錯的選擇。近年來,我們以主動適應經濟社會發展需求的人才培養模式,以深化改革教學模式與實踐等教學項目為依托,進行了人才培養模式改革的探索和實踐。根據社會需求,調整學科專業,壓縮冷門內容,采取專業互補的形式,拓寬專業發展方向,盡可能增加知識含量。此外,化學工程專業應緊密與生產實踐相結合,通過建立不同種類的培訓基地,在打好基礎理論知識前提之外,盡可能增加實際操作的經驗,以便畢業后很快適應工作環境。

(三)教育模式落后,學生創新能力不足

人才的競爭是一切競爭的核心。教學模式的落后直接導致學生創新能力不足,難以承擔新領域開發和高新技術研發的重任。高校教學仍然遵循過去傳統的教學模式,單一的授課模式容易導致學生缺乏學習化學工業的熱情,進而導致學生缺乏創新意識。這也是目前高校教學中存在的主要問題之一。

針對上述情況,未來高校必須在人才培養以及課程教學方面有所改變,適應當今社會對化工人才的要求和化工產業未來的發展方向。具體說來,可從基礎專業知識和課程改革入手,打造高素質專業人才。

二、高校化工類人才培養模式及課程改革探討

(一)適應社會發展,拓展專業外延和內涵

1.重視新興專業,與社會接軌。近年來,高新科技發展突飛猛進,與人們生活有關的各種新科技層出不窮,特別是生物化工與新能源等發展十分迅速,在日常生活與生產方面發揮越來越大的作用。我們高等教育院校應該抓住當前發展契機,重視新興產業的出現和發展,努力調整專業課程,與社會發展接軌。特別是生物制藥、節能減排、環境保護等作為人類的重要課題,近年來引起了人們的極大重視,這些都是當前化學工程未來的發展方向和重要領域。高校教育應及時了解行業最深動態,調整教學方案,以適應當前化工行業發展的現狀。

2.把握發展趨勢,發掘專業內涵。化學工程最早包括“化學工程”、“化工自動化”等幾個板塊,但就目前的形式看,僅僅圍繞這幾個傳統板塊展開教學已不能滿足現在的產業發展現狀,應在原有基礎上發掘專業內涵,確保傳統人才培養緊跟學科發展趨勢,不斷充實基礎知識和專業知識。另外,根據信息技術在化工領域應用的愈加廣泛的特點,一方面將其納入傳統課程體系,另一方面,與信息學院、生物學院等展開合作,探索和實踐復合型人才培養模式,使化學工程煥發新的生機。

(二)深化教學改革,提升人才培養質量

美、英、德等西方發達主義國家早就將“通識教育”作為高等教育的核心內容,澳大利亞也明確指出到2020年高等教育的使命是輸送符合國家和全球勞動力市場需求的、有知識、技能和適應能力的優秀人才。我國緊跟世界發展步伐,也將提高教學質量作為未來一段時間教育領域發展的重要領域來把握。尤其當前我國“世界工廠”的地位,導致對于人才需求的變化速度非常快,畢業生也面臨日益嚴峻的就業壓力,因此,深化教學改革,提升人才培養質量成為當前教育領域的重點。

1.變革課程體系,注重課程質量。本著務實專業基礎,注重能力培養的原則,高等院校,特別是石油高校應認真梳理與優化傳統化工課程,同時根據現代化工發展方向和發展重點,打造適應化工人才培養的專業課程體系,這不僅要求高校對傳統課程進行整合,更要抓住重點,利用化工學科與其他學科的交叉點,拓展化工專業課程,與其他課程相互支撐,形成一個有機整理,以滿足新形式下的化學工程技術發展要求。

努力提高課程質量也是當下高校發展需著重考慮的重要方面,如何將枯燥的原理課程講得精彩、生動,培養學生對于化工產業的熱愛并激發學生投身化工實業的熱情,這是衡量課程質量的一個重要標準。根據一項研究調查顯示,在化工專業畢業生對高校教學效果等評價中,與世界總平均值相比,中國化工教育只有教師優秀與敬業精神一項略高于平均值,而包括教師激勵作用、就業所需課程深度、授業滿意度以及課程組織優劣等其他四項評選,中國的得分全部低于世界平均值。這其中尤其需要警惕的是,中國學生學習化工專業愉悅程度僅僅為67%,這一成績遠遠低于美國、澳大利亞以及英國等同類學生,這一調查結果也給我們化工教育從業人員敲響了警鐘。

2.加強創新實踐教學環節。“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。實踐教學環節對于學生創新能力的培養非常重要,高校可利用自身資源和外部條件,從實驗教學和實習教學兩方面加強學生實踐能力。高校可利用現有實驗室,開設大量綜合性、設計性、研究性等實驗項目,將創新能力培養融入實驗教學過程中,啟發學生主動探索創新,增強學生的創新意識。

實習教學作為化工專業極為重要的一個環節,在培養學生實踐能力的過程中也起到極為重要的作用。過于單一、落后的教學模式很難適應當前瞬息萬變的就業環境,必須積極的組織實習教學,建立高效與高新技術企業之間的合作關系,通過人才輸送等渠道加強學生與企業之間的聯系,有效調動學生學習的積極性、主動性,并在實習教學過程中及時發現問題、解決問題。

3.構建優良育人環境。在我國高校教育領域,過去往往過分強調“教書”,而忽略了“育人”;過分強調“教學”,而忽略了“教育”。這種情況導致的結果就是,高校畢業生很多時候不能適應社會發展的需求,所學專業僅僅局限于課本知識,缺乏應有的動手操作能力,或者所學知識與社會脫節,最終不得不背棄自己所學專業。西方教育在之前的發展過程中也曾出現過類似情況,而中國目前這種情況則相當突出。我們如何吸取發達國家的經驗教訓,將可遷移性技能培養作為基礎知識領域外的重要環節,努力培養學生可遷移性技能是高校教育的必由之路。

除了這些基礎知識的培養外,更應該注重大學生心理健康與道德品質方面的培養,學生可通過良好的素質進行自覺地學習與提升,很快適應未來的就業崗位與就業環境,這是高校未來人才的培養方向。在高校課程設置過程中,以專業知識為主線,以可遷移性技能培養為輔線,增加學生團隊合作的機會,進一步提高學生合作精神和交流理解水平,不斷提高大學生解決實際問題的能力,使其成為社會與企業放心人才。

三、結語

我國高等教育正面臨來自知識經濟與新科技革命的沖擊和挑戰,科技與人文及其他學科的交融、滲透,使得學科與學科之間的聯系日益緊密,特別是對高校化學工程專業人才的培養提出了更高的要求。以石油院校為代表的高等教育院校必須適應新的發展形勢,遵循原有學科基礎上,依托國內外化工產業發展大背景,結合本校本專業的特色以及社會需求,勇于探索,勇于實踐,才能不斷提高教學質量,并在激烈的人才競爭中取得先機,提高畢業生整體素質,從而保證高校在競爭中不斷發展、壯大。

參考文獻:

第12篇

關鍵詞:計算流體力學;求解;基本原理;化學工程;應用

化學工程在我國具有較長的研究與應用歷程,并在實際的生產與生活中取得到巨大的應用成效,不僅能夠供給正常的生活需求,同時根據新材料的開發,能夠滿足現代型環保材料的使用。在化學工程中,較多的反映環境和反應機制都是在溶液中進行的,具有質量守恒和熱量守恒定律的應用。而這種質量與能量的關系正是計算流體力學的主要原理。通過對實際應用環境和原理的分析,能夠優化工程設計和工藝改進,提高化學工程的生產效率。

1計算流體力學在化學工程中的基本原理

計算流體力學簡稱CFD,是通過數值計算方法來求解化工中幾何形狀空間內的動量、熱量、質量方程等流動主控方程,從而發現化工領域中各種流體的流動現象和規律,其主要以化學方程式中的動量守恒定律、能量守恒定律及質量守恒方程為基礎。一般情況下,計算流體力學的數值計算方法主要包括數值差分法、數值有限元法及數值有限體積法,其也是一門多門學科交叉的科目,計算流體力學不僅要掌握流體力學的知識,也要掌握計算幾何學和數值分析等學科知識,其涉及面廣。針對計算流體力學的真實模擬,其主要目的是對流體流動進行預測,以獲得流體流動的信息,從而有效控制化工領域中的流體流動。隨著信息技術的發展,市場上也出現了計算流體力學軟件,其具有對流場進行分析、計算、預測的功能,計算流體力學軟件操作簡單,界面直觀形象,有利于化學工程師對流體進行準確的計算。

2計算流體力學砸你化學工程中的實際應用

2.1在攪拌中的應用分析

在攪拌的化學反應中,反映介質之間的流動性比較復雜,依據傳統的計算形式根本無法解決,并在化學試劑在攪拌中存在不均勻擴散的特點,在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點。若是依據實驗手段測得反映中物質、能量和質量的變化規律,其得出的結構往往存在較差時效性,實驗騙差加大。通過對二維計算流體力學的應用,能夠對攪拌中流體的形式進行模擬,并進行質量、能量等數據的驗證。但是流體的變化,不僅與化學試劑的濃度、減半速度有關,還與時間、容器的形狀等有著之間的聯系,需要建立三維空間模擬形式進行計算流行力學。隨著科學技術和研究水平的提高,在通過借助多普勒激光測速儀后,已經對三維計算形式有了較大的突破,這對于化工工程中原料的有效應用和工程成本的減低具有促進的作用,但是在三維計算流體力學中還存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不斷的完善。

2.2CFD在化學工程換熱器中的應用分析

換熱器是化學工程中主要的應用設備,通過管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應用,能夠有效的控制化學試劑在反應中的溫度變化。其中根據換熱器的形式不同,計算流體力學的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過流體湍流速度的改變,增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過加大流體的接觸面積,提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中,熱量交換的形式更為復雜,但是卻群在重復性換熱的特點,增加了換熱的時間,提高了換熱的效果。從總體上分析,計算流量力學中,需要對溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時間變化進行分析。通過CFD計算流體力學的應用,能夠計算出不同設備的熱交換效果,并根據生產的實際需求進行換熱器的選擇使用。

2.3在精餾塔中的應用

CFD已成為研究精餾塔內氣液兩相流動和傳質的重要工具,通過CFD模擬可獲得塔內氣液兩相微觀的流動狀況。在板式塔板上的氣液傳質方面,Vi-tankar等應用低雷諾數的k-ε模型對鼓泡塔反應器的持液量和速度分布進行了模擬,在塔氣相負荷、塔徑、塔高和氣液系統的參數大范圍變化的情況下,模擬結果和現實的數據能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎,充分考慮了塔壁對塔內流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計算了矩形鼓泡塔內氣液相的分散性能,以及氣泡數量、大小和氣相速度之間的關系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內典型微型單元(REU)的流體力學性質來預測整塔的流體力學性質的方法,對每一個單元用FLUENT進行了模擬計算,發現塔內的主要能量損失來自于填料內的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預測了整塔的壓降。Larachi等發現流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質相關,因此用CFD模擬計算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動產生的壓降,為改進填料提供了理論依據。CFD模擬精餾塔內流體流動也存在一些不足,如CFD模擬規整填料塔內流體流動的結果與實驗值還有一定的偏差。這是由于對于許多問題所應用的數學模型還不夠精確,還需要加強流體力學的理論分析和實驗研究。

2.4CFD在化學反應工程中的應用研究

在化學反應工程中,反應物和生成物的化學反應速率與反應器、溫度和壓力等有著較大的聯系,在實際的反應中可以利用計算流體力學進行數據的獲取。但是這數據的獲取具有一定的溫度限制,當反應中溫度過大,就會造成分子的劇烈運動,其運動軌跡的變化規律就會異常,在利用計算流體力學的模型計算中,計算數據與實際情況會發生較大的偏差。由于高溫中分子的運動軌跡和運動速度難以獲取,在計算流體力學的實際計算中,就要借助FLUENT進行三維建型,并利用測速反應器進行速度的測量,通過綜合的比較分析,利用限元法進行數據的計算。可以得出不同環境下的反應器的流線、反應器內部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預測反應器的速度、溫度及壓力場,可以更進一步理解化學反應工程中的聚合過程,詳細、準確的數據可以優化化學反應中的操作參數。

3結束語

計算流體力學對于化學工程的應用具有實際意義,并在經濟效益的提高上具有重要的價值,在近幾年,化學工程技術人員不斷的計算流體力學中展開研究,以二維空間計算和模擬為基礎,不斷的完善三維空間的流量計算,并得出了一系列的流體流動規律。根據計算流體力學在化學工程中的廣泛應用,在今后的化學工程發展中,應加強此類學科的教學與延伸,提供出更有效的反應設備和工藝操作。

參考文獻

[1]余金偉,馮曉鋒.計算流體力學發展綜述[J].現代制造技術與裝備,2013(06).