化学工程的特点精选(九篇)

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第1篇：化学工程的特点范文

关键词：高等教育；国际化课程；材料科学与工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0199-02

党的十明确提出“国际化”是我国建设“中国特色社会主义”事业所面临的重大战略任务。目前，国际化课程的设置与优化已成为高等教育国际化的一个重要战略，也是衡量高校教学水平的重要指标[1]。近年来，为提升办学水平，优化培养模式，国内各高校纷纷探索国际化课程的建设，取得了丰硕的成果，但也在课程设置、授课组织、学生准备等环节出现一些问题[2]。在总结前期暑期国际化课程建设经验的基础上，2015年9月，南京航空航天大学材料科学与技术学院首次面向材料科学与工程专业本科生开设全英文国际化专业课程《金属科学与工程》，取得了较好的教学效果，获得了一些经验。

一、《金属科学与工程》国际化课程的开设背景及特点

为有效实施高等教育国际化战略，自2013年起，南京航空航天大学每年聘请国外知名大学的外籍教师，集中在7―8月开设暑期国际化课程。2013年暑期，来校教授国际化课程的外籍教师19人，分别来自7个国家，开设19门国际化课程。2014年暑期，来校授课的外教包括来自13个国家和地区的47位教师，开设48门课程。通过暑期国际化课程的建设，学校在制订管理办法、聘请外籍教师、组织学生选课和课程教学、教学质量保障措施等方面形成了一整套实施和管理办法，积累了办学经验。然而，由于暑期天气炎热，课程时间紧，学习强度高，教学效果尚有很大提升空间。为此，2015年9月，南京航空航天大学材料学院聘请澳大利亚昆士兰大学外籍教授为本科三年级的学生单独开设《金属科学与工程》专业国际化课程。汲取暑期国际化课程的教学经验，课程的设置和实施具有以下特点。

1.授课对象选取具有一定专业基础的本科三年级学生，教学内容有针对性地进行了调整和优化。暑期课程的实施中，国际化课程采取了全英文教学和考核，对授课学生未做区分。一些学生的基础过于薄弱，影响了授课效果。此次国际化授课，选择已完成专业基础课《材料科学基础》学习的本科三年级学生作为授课对象。同时，在对《材料科学基础》课程教学效果综合评估的基础上，对教学内容进行了调整和优化。例如，针对学习难度较大的“固态相变原理”和“晶体缺陷运动特点”增加了授课学时；对一些难于理解的机制、机理，制作了三维演示动画。

2.考核形式多样化，保证公平性，体现挑战性。为更好地评估学生的学习效果，采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多样化的考核形式，在保证公平的同时，更注重挖掘学生的学习潜力。授课前，为激发学生的学习兴趣，了该课程的参考书目（Additional Readings）和课后作业（Assignment）。Assignment侧重材料工程专业实践问题的分析，鼓励学生自己阅读思考，提出自己的解决方案，占总成绩的30%。授课过程中，每完成一定章节后，课上随即开展测验（Quiz）。Quiz可提升学生的听课效率，主要注重考查学生对基础知识的掌握情况，形式主要为单项选择题，占总成绩的20%。授课结束2周后，组织课程的闭卷考试（Final Examination）。Final Examination除涵盖课程的重点外，一部分试题难度较高，需要学生结合所学，创造性地予以回答，占总成绩的50%。该考核形式兼具公平性和挑战性，保证了课程的通过率，同时，有利于启迪优秀学生创造性的学习。

3.降低授课强度，教学进程与实验课程互为辅助，提升教学效果。由于暑期授课时间紧，国际化课程的授课频率较高，学生反映学习强度高。为保证教学效果，《金属科学与工程》每周三、周五授课，每次授课2学时，给予学生更多课前准备和课后复习时间，课程总学时增加至32学时。为进一步提升教学效果，将《金属科学与工程》与《材料试验》实验课程的教学进程统筹交叉进行。实践证明，这一组织模式极大激发了学生的兴趣，课程出勤率较暑期国际化课程明显提高。

二、《金属科学与工程》国际化课程的建设经验和启示

1.注重学生的“主体性”特点，更好地、切实地尊重和理解学生。《金属科学与工程》教学过程中，外教对学生的尊重和课堂的包容性令人印象深刻。课前除将课件、参考资料和习题等学习资料及时分发给学生外，对于学生的电子邮件，均能够在24小时内及时予以答复。即使是一些不属于课程范畴的问题，也能够中肯回答，并未敷衍。授课中，对于每位应答问题的学生都首先给予感谢，师生互动频繁，气氛和谐融洽。面对学生的课后提问，外教能够不厌其烦，坚持在教室解答完毕。这一系列的举措使得师生间建立了尊重、理解和信任，极大促进了教学过程。研究表明，学生在教学过程中具有主体地位。学生的主体性是否充分发挥是检验教学改革成功与否的关键点之一[3]。现在校的本科生大多为90后，个性突出，渴望被理解和尊重。在国际化课程的建设中，我们应更注重发挥学生的主体性特点，更好地、切实地尊重和理解学生，有利于教学效果的提升。

2.国际化课程的建设应结合“国情、校情、学情”，“借鉴”而非“照搬”国外教学方案。前期暑期国际化课程的教学中，部分外教直接照搬本国教学大纲，教学效果并不理想。《金属科学与工程》国际化课程开课前，我们组织教学经验丰富的教师，结合专业特点和学生的实际情况，对外教提供的教学方案进行了优化和完善。同时，在课程的组织上采取了较为灵活的方式。将该课程类别订为专业选修课，学生可自主选择是否将该课程成绩计入其平均学分绩点。对一些学习困难的学生，允许中途退选。另外，课程的考核方式注重多样化。Quiz侧重考查学生基础知识的掌握情况；Assignment侧重拓宽学生的专业视野；Final Examination难度较大，侧重考查学生灵活应用所学知识解决问题的能力。结果表明，这些措施既消除了部分学生对国际化课程的“恐惧”，减轻了学习压力，又有利于一些优秀的学生脱颖而出，取得了较好的教学效果。《金属科学与工程》国际化课程的建设经验表明，开课前应与外教充分沟通，结合“国情、校情、学情”修订教学大纲，“借鉴”而非“照搬”国外教学方案。

3.尊重认知规律，在开设专业国际化课程前应首先开设专业基础课程和专业英语课程。由于选取了具有一定专业基础的本科三年级学生作为授课对象，《金属科学与工程》国际化课程的教学效果较暑期国际化课程有了明显提高。教学过程中，学生普遍反映专业英语词汇的匮乏是学习的主要障碍。课程成绩的统计分析也表明，一些选修过材料专业英语课程的学生成绩明显优于未修过该课程的学生。因此，应当大力推进专业英语课程的建设，建议在培养方案中将专业基础课程安排在专业国际化课程开设之前，大力推广专业英语课程建设。

4.提供充分的师资配备，关怀外籍教师。前期暑期国际化课程的建设中，一些外教是首次来中国，语言不通，饮食起居难以适应，影响了教学效果。国外大学开设国际化课程时普遍为教授配备助教。此次开设《金属科学与工程》全英文国家化课程，学院特别为《金属科学与工程》国际化课程成立了教学指导小组，并为外教配备了1名助教，2名研究生助手。实践表明，由于采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多样化的考核形式，工作量非常大，这些措施是完全必要的。此外，学校为外籍教师提供了公寓，并配备生活秘书1名，生活的保障也使外籍教师能够潜心教学。

参考文献：

[1]惠悦，曹顺仙.高校国际化课程优化的途径[J].教育艺术，2013，（10）：359-360.

第2篇：化学工程的特点范文

关键词：化学工程实验技术课程；改革；创新能力；策略

在量子力学的建立发展下，现代化学理论得到了快速发展，但实验在化学研究和化学教学中仍占据非常重要的地位，高等化学教学中的实验教学作用也日益突出。化学教学中的实验教学在培养学生化学学习认知、研究能力和应用化学能力等方面发挥了重要的作用。在新课改的深入发展下，高等化学教学在讲授了化学基本原理和化学实验技能基础上，开始着重培养学生独立化学实验设计的能力，注重对学生展开实验技术和化学知识综合应用能力的训练[1-5]。高等化学实验课程体系改革成为高等化学教育发展的重要内容，得到了越来越多人的关注。完整化的高等化学实验教学改革内容包括化学实验课程体系和课程内容的优化、化学实验基地的建设、化学实验具体实践操作方法、化学实验组织管理等，其中最为重要的是化学实验课程体系。

1高等学校化学工程实验技术课程发展现状

在高校的扩招发展下，化学工程实验技术课程实验基地建设质量参差不齐，同时在学生毕业就业竞争的日益激烈下，在化学实验教学中很多学生过度重视理论，轻视了实验教学。现阶段高等学校化学实验教学存在的问题具体体现在以下几个方面:（1）在化学工程技术实验课程内容上存在“三多三少”的现象，从总体上看，依赖课堂理论教学的验证性实验课程较多，设计性的实验课程少；独立性的单元操作课程多，综合性的实验课程少；经典类型的实验课程多，能反映最新科学研究成果的内容少。（2）化学工程技术实验课程是根据化学理论课程体系设置的，在实验课程的安排上过于强调对化学课堂教学的补充，忽视了化学实验课程开设的本身特点，无法发挥出化学实验课程的本身作用。（3）化学工程技术实验课程教学模式单一，注重按照教师事先安排好的内容开展教学，无法发挥出学生学习的主观能动性。

2化学工程技术实验课程内容的设置

2.1精选基础性、理论性强的化学实验

化学工程技术实验课程内容改革的指导思想是要加强学生动手操作能力的训练，注重提升学生综合素质的培养，通过化学实验教学进一步巩固学生在课堂上掌握的化学理论知识。为此，教师可以在有限的教学学时中，精选化学基础理论实验教学内容，如可以为城市土木工程建设专业的学生开设胶体溶液性质类实验课程，在实际教学中要注重引导学生进行实验教学方案的设计，具体包括实验流程设计、胶体溶液的配制、实验仪器的安装和实验操作等[6]。

2.2注重精简重组验证性化学实验

化学工程技术实验课程要减少验证性实验在总体实验中的比重，验证性实验中繁多的验证内容不利于激发学生的学习兴趣，也不利于培养学生化学学习的综合素质，浪费了有效的课堂教学时间。在原有的化学实验教学中，“氧化还原反应与电化学”及“电解质溶液”是常见的验证性实验，实验验证过程简单，方便学生的观察，但在实验操作过于简单的情况下不利于调动学生学习积极性。为了解决这个问题，教师可以将这两个实验进行精简处理，在两个实验的重组中以“氧化还原反应与电化学”实验为主体内容，将“电解质溶液”的实验内容融入到原来电池的组成和电动势的测定中，让学生在原有电池的电解质溶液中加入适当的物质，如氨水、硫化钠等，之后应用精密的微安表对电池电动的情况进行观察，从而了解物质浓度变化对电极电势产生的影响[7-9]。这种精简重组之后实验的开展能够提升学生学习的积极主动性，实现学生自主化学习。

2.3增设应用型和综合应用型化学实验

在化学工程技术实验课程改革思想的指导下，教师要根据学生专业学习的特点增设应用型和综合应用型化学实验。例如，可以增设水硬度测定、金属材料腐蚀和防护测定实验、金属材料老化等综合型化学实验。在水硬度测定实验中，教师应用离子交换法和蒸馏法演示净化水的过程，通过实验向学生展示应用导电率来衡量和评价水纯度的重要意义。学生对实验兴趣很高，为了获得更精确的实验数据，一次次反复验证自己的实验，改进自己实验操作方式，对促进学生的化学学习具有重要意义。

3化学工程技术实验课程教学过程

3.1教学方式的选择

教师可以采用交互式的教学模式向学生具体介绍化学实验技术原理和重难点问题，通过交互式实验教学研究设计让学生能够有效解决化学实验学习中遇到的难点问题。化学教师要根据化学工程技术实验课程教学指导思想制定科学合理的教学方案。定期安排教师互相听课，从而促进教师之间的教学交流，提升彼此教学水平[10]。应用多媒体技术开展化学工程技术实验课程教学，通过多媒体的引入弥补传统化学实验教学视野狭窄的问题，缓解实验教学经费和学生人数之间的矛盾问题。

3.2培养学生良好的化学实验习惯

（1）教师要引导学生形成严谨、科学的实验研究作风。这种作风在化学实验操作中的表现是，学生能够仔细观察化学实验操作出现的各种现象，在发现实验现象和预期实验构想存在出入时，学生要能够从各方面查找误差的原因，和其他学生进行讨论，从而及时解决实验操作中出现的问题。

（2）原始性实验记录对于学生实验思路的形成、实验规律的把握等具有重要意义。为此，在实验开始阶段，需要学生仔细、规范的记录化学实验现象和实验操作获得的结果。

（3）学生要养成良好的卫生习惯，在化学工程技术实验课程过程中教师要监督学生注意做好实验器具回收工作，不能随意丢放实验器材以及实验产生的各种杂物。

3.3完善教学评价体系

在化学工程技术实验课程教和学习的过程中建立相应的激励评价机制，对提升学生的化学实验能力，促进化学实验教学发展具有重要的意义。为此，高等院校可以从化学工程技术实验课程教学内容、教学方式、教学管理和教学评价等方面建立相应的实验教学管理和评价考核机制[11]。在学生化学学习方面，学校要建立学生成绩和学分结合的学习评价方法，具体包括学生能否按时到达实验室、能否在实验之间做好了充足的准备以及学生是否如实记录了实验操作过程和做好实验总结。

4化学工程技术实验课程师资队伍建设

化学工程技术实验课程教师队伍的素质和能力对整个化学实验体系运行发展具有重要的作用。为此，高校需要加快打造一支结构合理、人员素质高、掌握多种化学实验教学技巧的教师队伍[12]。为了充分发挥高素质化学实验教师队伍在化学工程技术实验课程教学中的优势，学校可以制定一系列能够提升化学实验教学质量、促进实验化学有效运行的政策，充分发挥出教师在化学工程技术实验课程教学中的优势力量，培养学生化学学习综合能力。

5完善化学工程技术实验课程保障体系建设

高校需要从制度上进一步保障化学工程技术实验课程教学的开展，通过化学工程技术实验课程制度的建设，加强化学实验指导教师对化学课程教学各个环节的重视，具体包括化学实验教学方案、化学教学实验过程和化学实验结果的验收管理等，充分发挥出化学实验教学的重要地位和作用。

6结语

化学工程技术实验课程的开展不仅仅是为了加强学生对所学化学理论的理解、提升学生化学基技能训练和应用能力，更重要的是培养学生在生活实际中应用化学知识的能力。结合不同专业学生所学专业特点，进一步拓展学生化学知识面，提升学生化学学习兴趣，实现学生对所学化学知识的灵活运用。学生化学工程技术能力和他们综合能力的提升密切相关，科学合理的化学实验内容和规范化的化学实验技能训练，对培养学生的自我创新艺术，提升学生的科学研究能力，增强学生在社会主义经济市场中的竞争力具有重要作用。为此，需要有关教育人员根据不同专业学生化学学习的需要进一步完善化学实验教学体系。

参考文献

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[2]李向清,穆劲,康诗钊,等.研究生高等化学工程与技术实验课程建设初探[J].化工高等教育,2013,30(2):26-29.

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[4]冯红艳,徐铜文,王晓林,等.发酵过程与双极膜电渗析的集成操作——介绍一个分离与反应技术一体化的化学工程实验[J].大学化学,2015(1):59-63.

[5]孙康.果壳活性炭孔结构定向调控及应用研究[D].北京:中国林业科学研究院,2012.

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[10]周松柏.超声速内外流干扰的数值方法研究及其实验验证与应用[D].长沙:国防科学技术大学,2009.

[11]黄丽,夏宁,于兰.食品化学与分析实验技术教学改革实践体会[J].大众科技,2011(9):207-209.

第3篇：化学工程的特点范文

关键词：化学工程技术；反应技术；应对策略

0 引言

化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术在化学生产中的应用已涉及到各行各业，化学工程技术的发展对于强化化工生产过程，提高产品质量，降低原料和能量消耗，对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。

1 新型反应技术的研究

1.1 超临界化学反应技术

超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时，此时状态处于液体和气体之间，具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用，而且还在医药工业等领域应用很广泛，已经显示出巨大的魅力，极具发展前景。近年来，化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域，但是都处于初级发展阶段，很不成熟。

1.2 绿色化学反应技术

绿色化学是指对环境不会造成污染的，有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采用化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程，因此很彻底，这主要包括原子经济性和高选择性的反应，生产出对环境有利的材料，并且回收废物循环利用的一门科学技术。

1.3 新的分离技术

研究从广义上说，分离强化首先是对设备的强化，然后是对生产工艺的强化，综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果，有利于实现可持续发展，这也是化工分离技术的主要趋势之一。古老的化工分离技术原理：利用沸点的不同，将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术，具有广阔的发展前景，但是这些在应用中同样也存在着很多问题，那就是：此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少，没有在理论上充分说明和指导，对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术的不断进步，分离技术也不断得到改善，取得了长足的进步，逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上，例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面，这些都是信息技术发生功效的主要分离技术，再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离，因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进有利于新的分离过程的深入，提高工作效率。

2 化学工程学科发展动态

2.1 将化工过程与系统过程研究相结合

化学变化是一个复杂的过程，这是因为性质决定的，其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维，使其控制因素增多，结构尺度变多，其中结构是对过程工程研究的中心问题，主要解决办法是简化其结构，使复杂的结构变得简单，更具有使用价值；首先研究特殊系统，然后推理出一般性的结论，进而推而广之，这些都为解决结构问题打下了良好的基础，解决了复杂系统不容易被分析的问题，采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向，多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题，对研究化学工程的复杂结构有好处。化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张，更加注重其实用性和价值性，而非学科本身理论的研究。这也在化学课堂上出现了明显的改革，从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程，这就需要化学与数学物理等相结合，甚至与计算机技术相结合，进而实现化学过程的更好研究。

2.2 将化学工程与材料科学研究相结合

科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现，并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用，这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论，化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉，更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科，这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题，为化学的发展做了良好的铺垫。

2.3 将化学工程与信息工程研究相结合

化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合，随着信息技术的发展，信息技术已经深入各行各业，通过计算机技术可以收集大量信息，并对此进行精细的计算，随着大量的数据的统计和分析，可以得出很多重要的规律和结论，这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据，同时可以预见，将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题，必将成为引领化学研究的主要方向。

3 促进化学工程技术发展的对策

3.1 着眼全局提高化学工程技术水平

化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象，要进一步促进化学工程技术的进步，就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用，做好整体的规划，协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域，使各个学科领域相互促进，最后实现共同发展。

3.2 提高化学工程机械设备研究水平

机械设备是提高一项技术必须具备的，先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言，目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后，应该加强研究力度，向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备，在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。

3.3 做好化学工程技术的教育工作

任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才，所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识，与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识，更要加强学生的实践能力，为化学工程技术的发展储备人才。

3.4 积极开拓化学工程技术的应用市场

当今化学工程技术的应用领域已经很广泛，但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品，寻找新的市场。市场是产品开发的动力，有了市场的需求才会带动产品的生产，也就会促进技术水平的提高。

4 结语

化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。我们要加强研究，针对发展特点采取相应的措施，提高化学工程技术水平。

参考文献：

[1]陈惜明，彭宏.化学工程技术的几个热点与发展趋势[J].安徽化工，2012，01：3-6.

[2]房鼎业.化学工程的技术进展与化学工业的发展态势[J].化工生产与技术，2011，02：1-8.

[3]叶庆国，周传光.化学工程技术的发展动向及对策[J].山东化工，2012，01：21-25.

作者简介：

1.白清搏（1992-），辽东学院化学工程学院化学工程与工艺 B1201班学生。

第4篇：化学工程的特点范文

随着我国科学技术的不断发展，化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术，不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间，而且还能够提高化学工程的生产效率。因此，本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后，又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用，并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题，同时提出了相应的对策，从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。

关键词：

化学工程技术；化学生产；应用；分析

在我国，科学技术一直是我们的一项重要的生产技术，随着科技的快速发展，在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术，其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量，同时也能够提升化学生产中的工作效率，因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注，并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域，使得化学工程技术能够发展的更好，进而不断的推进我国的经济发展和科技发展，使我们的生活条件更加优越。

1化学工程技术的技术概念阐述

现如今，化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品，例如药物、食品和日用品，还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术，不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术，利用化学设备，通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中，化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的，而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求，进而提高了化学产品的质量。除此之外，化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理，这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响，正符合我国当前对生产的要求。

2化学工程技术在化学生产中的应用

2.1超临界流体技术在化学生产中的应用

超临界流体技术主要的内容是，控制一定的温度和压力，使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点，它的粘度低与气体相似，它的密度很高与液体相似，这就导致它的扩散能力很强，介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中，通过控制温度与压力，得到超临界流体，利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今，我们将这种技术应用于更过多领域，比如，高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。

2.2传热技术在化学生产中的应用

化学工程之中的传热技术主要是分为两方面，一方面是微细尺度传热技术，另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热，是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容，从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用，并取得了不错的成绩，因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程，主要的重点是通过调试换热器设备，不断改进生产过程中的传热系数，使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程，就要增加冷热流体间的温差，这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数，从而来提高传热的效率，使得在化学生产的过程节能减耗。

2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用

通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的，因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染，这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法，结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是，化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料，和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害，同时也要保证绿色环保。例如，采用绿色无毒的原料方面，可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中，原先采用的是含苯的石油化工原料，我们将可以其原料改换成生物原料，一样也可以制成尼龙，不仅保护了环境，而且也保护了人体收到伤害。除此之外，这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用，绿色食物是对人体很有益的，在其生产过程中一般禁止使用化学药剂，这样不仅减少了对人体的伤害，同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高，为了可以降低成本又能够有质量，我们可以将化学技术与生物技术相结合，开发基因技术，提高并促进农作物的产量和质量。

3现今化学工程技术存在的问题

3.1化学工程技术需要进一步的提高

现如今，我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛，但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现，因为在获得滴状冷凝后，冷凝的液滴不能够被长久的保存，所以，我们应该在这问题上有进一步的研究，从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展，人们能够有更好的生活条件。

3.2化学工程技术的人才匮乏

在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题，只有用化学专业技术强的人才，才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题，化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强，主要是由于我国的教育体制问题，当代的大学生理论要点掌握很好，但实际操作方面却严重的匮乏，这就导致技术型人才的缺乏，从而影响了化学工程技术的进步。

4对化学工程技术的发展提出对策

4.1不断提升化学工程技术

随着我国的科技不断的发展，化学工程技术也会越来越进步，我们应该不断的更新技术，以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术，并抛弃不利的部分，从而实现化学工程技术有更好的发展。

4.2培养化学技术人才

人才的重要性是我们有目共睹的，化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展，我们重点培养化学技术人才，化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作，让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作，从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。

5结语

化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛，它不仅促进了社会经济的发展，更是提高了人们的生活水平，通过技术和人才的不断涌进，我国的化学工程技术会有更好的发展。

作者：桂腾刚 单位：云南巨星安全技术有限公司

参考文献：

[1]王一竹,王一龙,麻超等.关于化学工程技术在工业生产中的应用探讨[J].大科技,2015,(27):283~283.

[2]侯海霞,柯杨,王胜壁等.解析化学工程技术在化学生产中的应用[J].山东工业技术,2015,(14):91.

[3]裘炎,王杲.探析化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工管理,2015,(20):90.

第5篇：化学工程的特点范文

关键词：能源化学工程；专业建设；课程体系；师资队伍

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0209-02

一、能源化学工程专业建设背景

能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。随着世界经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多，石油、煤炭等不可再生化石能源的储量逐渐消耗殆尽，且全球每年因消耗化石能源而向空气中排放大量的气体（CO2、SOx和NOx等），除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染外，更造成了全球的气候变化、温室效应日渐显现。含碳能源（煤、石油和天然气）的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应我国对可再生能源和清洁能源等新能源的迫切需求，东北石油大学化学化工学院根据自己的办学定位，发挥已有的专业优势，主动适应，准确定位，于2010年新增了能源化学工程本科专业，也是教育部首批建立的10个能源化学工程专业之一。专业获批后，于当年从09届转来1个班的学生，并新招10级2个班的学生，目前已有1届毕业生。关于能源化学工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。

二、能源化学工程专业定位与培养目标

新专业的定位决定了专业以后的发展方向，也决定了师资队伍的配置、实验室建设、课程体系的建立以及学生毕业后的就业等。专业人才培养目标的制定，首先必须在对专业深入分析和了解的基础上，结合国情和学校的条件，考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能，具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力，能从事化石能源（包括石油、煤、天然气）、新能源（包括太阳能、氢能、生物质能等）化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作，具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。

三、能源化学工程专业课程体系的构建

课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。能源化学工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程，属交叉学科。专业按照东北石油大学“通识教育+学科专业基础+专业教育+实践教学”四个层面设置课程，构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。通识教育主要包括两课、综合基础、外语、计算机、体育、公共艺术及跨学科门类修读课程；学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程；专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理（双语）等课程，同时开设了大量的专业选修课，注重学科交叉，拓展了学生的知识面；实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分，实验含课程实验和专业实验，所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。实践教学环节除了实习、实训、课程设计、毕业设计外，还开设了创新实践和科研训练等环节，在实践教学活动期间，学生可灵活选择在企业或校内完成。各教学环节学分分配情况如图1。

能源化学工程专业构建的课程体系的特点是：注重各部分之间的系统性与协调性，充分强调理论教学与实践环节并重，基础理论与专业知识并重的原则，力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识，又有较强的实验技能和实验设计能力，并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。

四、师资队伍建设

没有高水平的师资队伍就无法建设高水平的专业，所以师资队伍是专业建设的根本保障。东北石油大学制定科学合理的人才引进政策，采用各种优惠条件吸引高层次人才来校工作，补充新专业建设所需的专业教师，重点引进高水平的学科专业带头人以及主干课程的专任教师，重视已有人才的培养提高，充分发挥老教师带青年教师的传帮带作用，提高教师队伍的整体水平和素质。目前本专业已有10名教师，全部具有博士学位，2名教授，4名副教授，同时还聘请了企事业单位、科研院所及其他高校等高水平的专业人员担任新专业的兼职教师。已经构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的具有发展潜力教师队伍，保证了新专业的建设顺利完成。

以上是针对战略性新兴产业相关的本科能源化学工程专业的学科特点和办学定位，从培养目标确定到课程体系、师资队伍等方面的建设进行了初步的探索与实践。为适应国家经济发展对战略性新兴产业相关人才的迫切需求，下一步我们将进一步创新人才培养模式、完善课程体系，形成科学的人才培养方案，建立科学的管理制度，从而有效地保证人才培养质量，为社会培养具有创新精神和较强实践能力的高素质能源化学工程专门人才。

第6篇：化学工程的特点范文

关键词：裂解原理；化学工程；概念；应用

1.前言

近年来，裂解原理在化学工程中的应用范围正在逐渐扩大，究其原因离不开裂解原理本身的一些特点，这些特点决定了它在化学工程中的独特作用，使其能够在工业生产中占据一席之地，并为我国国民生产总值的提高做出贡献。对此，我们有必要针对裂解原理在化学工程过程中的应用进行积极的研究和探讨。

2.“裂解”的概念及内涵

在化学工程的概念中，裂解指的是在热能的作用下将某种高分子的化合物转变为其他低分子的化合物，该化学过程又叫做热解或热裂解[1]。这一工艺往往应用于石油化工的生产过程，它的发生温度较高，一般在七百至八百摄氏度之间，有些特殊的裂解反应甚至需要提供一千摄氏度的高温才能进行，也正是因为超出裂化的高温使得裂解反应可以不同于裂化反应达到更好的效果，比如它可以通过断裂长链烃的过程将石油或石油气的分馏产物转变为丙烯或乙烯等链烃较短的物质。可以说，高温是裂解反应的必要条件。

依照反应条件，裂解反应大致包括以下几种类型：首先是含水裂解。顾名思义，含水裂解就是指反应过程中有水存在的裂解过程，一般包括对石油进行蒸汽裂化或是从有机废料中提取出轻质的原油，这些过程都需要或不排斥水分子的存在；其次是无水裂解。不像有水裂解需要或容许水分子的存在，无水裂解恰恰是不需要水分子才能发生反应的化学过程。无水裂解的历史由来已久，古代的时候，古人将木材变成木炭的过程就属于无水裂解的过程。目前看来，这种裂解方式还可以用于塑料及生物质能中液体燃料的制取；第三种类型是真空裂解。真空裂解控制的是化学反应中的空气含量，某些物质在没有空气的情况下才能进行裂解。

3.裂解原理的工业用途

裂解原理在目前的化学工程中的应用相对来说是比较广泛的，起初的化学工程中，裂解反应的原料主要包括柴油、煤油及石脑油等，不过随着化学工业的发展和化学理念的变更，重油逐渐成为人们更为倚重的裂解反应原料。裂解的过程往往还会伴随着环化、缩合以及脱氢等不同类型的化学反应。

一般来说，我们可以将整个反应过程分成两个不同的阶段。在第一阶段的时候，裂解原料发生了初步的化学变化，会形成我们需要的目的产物，比如丙烯及乙烯等，这是一次反应过程。第二阶段的时候，是一次反应的产物作为反应物发生的二次变化，所以也叫做二次反应，亦即丙烯及乙烯转变成了二烯烃、环烷烃、芳烃及炔烃等的过程，甚至还有反应更为彻底的，直接变成了焦炭和氢气。经过了一次反应和二次反应以后，人们获得的裂解产物就比较复杂了，可以说是不同物质组成的混合物。一般来说，裂解反应受到温度、原料及反应时间的影响比较大，这三项因素的变化会导致不同的反应产物出现。一般来说，化工生产中比较常见的反应容器是蓄热炉或管式炉，在这两种反应容器中，石油烃会变成芳香烃、炔烃及烯烃等小分子物质，比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。

目前的化学工程中，裂解原理一般用在化工产品的合成上，比如将二氯乙烯进行裂解以后，人们可以得到PVC，即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人们日常生活用品中比较常用的一种原材料，比如门窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、电线外皮及包装盒等物品，都是由聚氯乙烯制成[2]，虽然除了化学工程领域的工作者及相关的研究者以外多数人并不了这些日常生活用品的合成过程。另外，在化学工程中，难免要出现一些化工废料，对这些化工废料的处理同样离不开裂解反应，因为它可以通过不同类型的裂解过程将这些化工废料转变成一些低害物质以避免对自然环境的污染，甚至有些化工废料还能够在裂解反应的作用下变成能够被人们二次利用的新的化工原料，这样就实现了资源的可持续利用，是低碳环保理念所提倡的一种化工生产方式。比如“合成气”，经过裂解反应将部分化工废料转变为合成气后，合成气又可以成为氨及甲醇的制造原料，而氨又是尿素及各类复合肥、硝酸等的重要合成材料。

4.结语

裂解反应是目前化学工程中应用比较广泛的一类化学反应类型，它与人们的日常生活息息相关，为推动我国国民经济的发展及方便人们的日常生活做出着巨大的贡献。作为化学反应的类型之一，裂解反应不可避免地受到一定反应条件的制约并且也会有部分能耗的浪费，在未来的发展过程中，更新裂解反应的技术工艺，创造低碳、节能、环保的裂解方式必然会成为化学工程发展的方向和目标。■

参考文献

第7篇：化学工程的特点范文

1 化工科技促使温童气体排放量藏少

我们所谓的温室气体，主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产，还是现阶段科技含量高，日趋现代化、国际化的社会化大生产，这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳。这些二氧化碳气体的排放，成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内，造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用现在这一状况已经得到了明显的改善，许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术，来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如，有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺，就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。

2 化学工程技术使可持续发展战略任务逐步向前推进

传统的化工生产，给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是昵，又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中，存在着大量的有毒有害物质，这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样，就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪，面对严峻的环境污染所提出的挑战，可持续发展战略这种道路的选择，成为了历史的必然。实现社会经济的可持续发展，已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业，在这一基本国策的指导之下，最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学，不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理，或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中，最大程度地充分利用资源，使原材料转化为产品，尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。

3 化学工程技术的新热点

3.1 化学超临界反应技术

超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上，这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域，已经显示出很好的效益，发展前景很好，但近年来的探究和发展阶段仍处于初级，待进一步深入研究。

3.2 绿色化学研究技术

绿色化学由于能够有效避免对环境的污染，近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如，它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理，利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品，这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。

3.3 分离技术的新研究

首先，分离技术强调对生产设备的强化，其次是生产技术。总结来说就是将设备更新，将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来，在力学的传递以及多相流方面，采用信息技术发生分离，还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平，对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。

4 传热过程新的研究发展方向

4.1 传热学中细微尺度的研究进展

细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴，如今它在热学中已经形成了一个分支，具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时，这样的情况会存在，但是由于尺寸的更加细微，原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩，很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的，近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果，产生了巨大的经济效益。

4.2 传热设备的研究进展

近些年来，利用翘片来强化传热，管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合，来优化传热装置结构的参数，实现管翘式的传热针设计。

4.3 与计算机技术的相结合

计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力，也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来，表现形式更加多样，能够有效分析大量实验数据。

4.4 与材料科学和信息工程相结合

科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段，在发展中应注重与多学科的交叉，更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科，这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业，为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析，得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。

第8篇：化学工程的特点范文

关键词：计算流体力学；求解；基本原理；化学工程；应用

化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。

1计算流体力学在化学工程中的基本原理

计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。

2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用

2.1在搅拌中的应用分析

在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。

2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。

2.3在精馏塔中的应用

CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。

2.4CFD在化学反应工程中的应用研究

在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。

结束语

计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。

参考文献

[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).

第9篇：化学工程的特点范文

关键词：地球化学；工程学；放射性; 废物处置

Abstract: with the people living environment and the worsening of the continuous improvement of the environmental protection consciousness, many new subjects are applied in environmental waste. In this paper, the earth chemical engineering in radioactive waste disposal paper discusses the application for various environmental waste disposal, provides the basis.

Key words: the earth chemistry; Engineering. Radioactive; Waste disposal

中图分类号：TL12文献标识码： A 文章编号：

随着时代的发展，工业对环境造成的影响越来越严重，各种废物排放和堆积越来越多，尤其是放射性废物，对人们的健康带来了极大的威胁。随着人们的生活质量意识以及环保意识的不断提高，其对废物的处理力度也不断增强。目前，采用地球化学工程学中的方法来处理放射性废物是一项新的尝试，也是一项具有长远意义的尝试。

一、地球化学工程的屏障

地球化学工程的屏障主要有三项，分别是废物容器、顶盖以及回填的材料。废物容器指的是有利于将一些具有放射性的核素的废物阻滞在工程屏障内，而不是其向外迁移的第一道有力防线。一般包括混凝土或者金属等不同的废物容器，这些容器能保护一些具有放射性废物的固化状态，从而使其不会过早地被破坏和侵蚀，不对人们生活环境造成影响。顶盖是工程屏障设置的基本要求，它在废物处理中能够起到防止地表水以及雨水等对废物带来不良影响，还能通过其中的抵抗侵扰的屏障来有效防止人类的干扰，这种屏障是通过设置卵石或混凝土等具有较高强度的难以穿越的层位来实现的。回填材料是在放射性废物处理的过程中，将一些岩石或者矿石等放在废物容器和土壤之间，或者放在各个废物容器之间来吸附一些有放射性的核素，减缓这些核素往外界泄露的速度。

二、地球化学工程学中放射性废物处理的模式及其应用

第一，中低放废物的废物处置模式。这种处置模式是对一些寿命比较短的中低放废物进行处置的模式，通常是选择在靠近地表的地方进行处置。所谓靠近地表，一般是指在拥有厚度为几米的的防护层的地表的上下，或者是在一些地表之下几十米深的岩洞当中，采用带有或者不带有上述工程屏障的对废物进行处置的模式。当将废物放在靠近地表的地方处理时，通常的做法是先将这些废物在包气带中埋藏起来，然后遵循就近原则，在旁边选择合适的回填材料，一般是选择黏土。这样子所形成的工程屏障具有简单、可操作性强等特点，并且所选择的黏土材料能够有效地防止放射性核素从土壤中往地下水迁移，防止其进入生态环境中造成不良影响。

拟建于我国西南某处的极低放废物填埋场具有地质条件复杂、人口众多、降雨量大, 岩石风化淋溶作用强烈等特点, 且该地区水系发达, 又属于长江上游, 对环境安全的要求较高。因此, 需要对场址采取适当的地球化学工程屏障, 确保水环境不受污染。

Sr 是长寿命裂片核素, 在长期的科研生产中积累了大量的含锶核废物, 特别是在核设施退役过程中, 产生了大量含锶极低放废物。极低放废物按国际惯例一般采取简便、经济、安全的就近填埋处置方案。为了确保填埋场址的安全性, 往往将工程屏障与地球化学屏障相结合。其中地球化学工程屏障, 主要是针对场址地层岩性对核素吸附固定能力差的不利因素, 通过采用矿物或化学添加剂改良岩土对核素的吸着能力, 从而在场址地下水的运动途径上形成新的屏障, 确保环境安全。该技术在水利工程、水工建筑等领域有较多应用,但将其引用到核环境治理中, 还是近年来的事。选择合适的添加剂是地球化学工程屏障设计的关键。添加剂的选择主要依据场址地段土壤的表面电荷性质和核素在土壤中的吸附行为。吸附比是评估放射性核素在水-岩中迁移和滞留的重要参数, 它受控于岩土和水溶液的物理化学性状, 以及影响水、岩性状的各种外来因素等。采用测定吸附比的方法来选择添加剂直观可行。

第二，高放废物的废物处置模式。这种处置一般是在较深的地质中进行的。也就是说，将放射性废物在地表以下深约五百米到一千米的地方，埋藏起来，使之和环境之间形成永久性的隔离。这种处置通常是设置较多重的工程屏障，这样子能有效防止放射性核素对生态环境带来影响。

在处置库关闭后的长时间尺度( 要求的安全期至少是1 万年)和空间跨度下，放射性核素在进入生物圈之前会存在一系列复杂的物理、化学过程。在这期间，复杂的耦合作用会破坏工程屏障和地质屏障，因此在高放废物深地质处置中对多场耦合的研究具有重要的地位。在对高放废物处置的过程中，由于放射性同位素衰变，会产生大量的热量。作为地质屏障的围岩介质的温度会随之升高，这就引起介质的膨胀或收缩并产生热应力，引发介质中裂隙张闭变形和岩石渗透率的变化，影响机械性质。高放废物是多种放射性核素的混合物，在迁移过程中会伴随着多种复杂的地球化学反应，产生新的矿物。这会改变岩石的渗透性，同时影响岩体的强度和完整性。由于水岩作用不仅使地下水的化学成分发生了很大的变化，也导致岩石的矿物成分发生变化，生成新矿物，与此同时本身的质量也发生变化。

三、某放射性废物处置场地球化学工程屏障物料研究

放射性废物处置场的选址原则是自然条件优越与社会经济许可的统一。对于极低放废物而言，按国际惯例，要求就近处置。为确保环境质量安全，需针对场址自然条件上的缺陷性，采取地球化学工程屏障新技术，改良自然条件，实施安全处置。所处置的放射性废料中的核素以铀（U）和锶(Sr)为主。实验资料和机理分析表明，U与Sr的迁移一固定性能相反，因此，必须在核素渗流途径上的不同地段，分别建造U、Sr双重屏障，即首先在处置体地层建造铀的吸附屏障，然后在处置体地层的外缘再建造sr的沉淀—吸附屏障。通过四组共52个试样(8种添加剂)历时70天的K1实验，以及岩土表面电荷测定等胶体化学研究，得知：场址东南山脊台地上的橙黄色砂质亚黏土，对U的吸附能力很强，且物源丰富，是茶园沟场址库的优质填料和底层吸附屏障。库体外缘渗流带Sr的沉淀一吸附屏障，必须采用碳酸钠作为添加剂。作为屏障填料的橙黄色亚黏土，是山脊台地基岩风化残积土，处于高岭土风化壳发育阶段。土中富含水铝英石，表面活性高，且正电荷(AEC)含量较高。该物料的pH值在6．0左右，正电荷主要由土中氧化铁等胶体引起。U的分配系数K1=1 228．4，满足屏障的一般要求。实验研究结果表明，山脊橙黄色亚黏土在加入NaCO3(5％)的情况下，pH在9．6以上，Sr的分配系数K1>1 400，满足屏障的一般要求。同时，预作屏障填料的橙黄色亚黏土物源丰富，因此，可作为首选屏障物料。

结束语：

放射性废物的地质处置难度高，科技含量高，将地球化学工程应用在放射性废物的处理中，具有一定的意义。其中，厂址的选择以及工程屏障的建立是处理的关键，本文对高低放废物处理的模式进行了探讨，并以实例说明了地球化学工程学在放射性废物处理中的应用。

参考文献：

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[2]王海，李晓红，靳晓光．放射性废物处置中的地质学问题及研究现状口]．重庆大学学报．2003，26(4)：130—134．

[3]吴传璧．地球化学工程学——21世纪的环保产业[J]．物探与化探．2002，26(6)：41I-414．

[4]IAEA．Site Investigations for Repositories for Solid Ra—dioactive Waste in Shallow Ground[R]．ViennalIAEA，1982．Technical Report Series No．216．