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煤化工工艺方法
1移动床气化
移动床气化是煤化工工艺的重要方式之一,它又被称为固定床气化,是一种非常有效的煤气化方法。移动床气化一般分为常压与加压两种。较为简单的是常压法,但是这种方法具有局限性,那些熔点较低的煤无法使用。加压法则是人们通过对常压法的局限性进行研究而出现的一种更为有效的方法。这种方法采用氧气和水蒸气进行气化,能够很好地将煤炭气化。
2流化床气化
除了移动床气化法外,流动床气化法也是较为普遍的煤气化方法。一般情况下,在进行流化床气化法对煤炭进行气化时,使用的是八毫米以下的煤颗粒,再加上助于催化的气化剂,使煤炭得以气化。
3气流床气化
气流床气化方法也是一种比较有效的煤气化方法。在运用该方法进行气化时,气化剂就会将要被气化的煤粉带入至气化炉内,进而实现流气化。这种气化方式的速度较快,采用的是较为普遍的氧气和水作为气化剂,操作较简便。但是,这种气化方法在常压下会出现很多问题,因此需要在加压的情况下使用。
煤气化工艺无法产业化的原因
虽然以上几种气化方法可以很好地实现煤气化,但是要将其产业化却是困难重重。首先,这些方法需要使用大量的氧气作为催化剂,氧气的成本高,使得煤气化的成本高,无法实现经济效益。其次,这些方法都有一定的局限性,对煤种的要求很高,并不能转化任何煤种,这极大地阻碍了煤气化产业化的发展。第三,这几种方法对熔炉的要求较高,其对炉灶的损害较大,无法长久性、大批量的进行气化。这些原因大大阻碍了煤气化产业化的发展,加上煤炭资源的运输量大、环境污染等因素,使我国的煤气化产业发展有着极大的挑战。
通过各学校一段时期的使用,有些教师和学生反馈,本课程使用的教材存在以下不足:
1.1综述较多,技术方面知识相对较少
其中核能及新型化学电源方面介绍不尽详细。例如,燃料电池中的“质子交换膜燃料电池(PEMFC)”,只是简单地介绍了这种电池的结构、原理及新的应用,而对于电池的材料、性能及电极制备工艺、PEMFC的应用和发展没有做详细的列举,工作原理也只是以“氢离子通过电解质渗透到阴极,而电子通过外部网路流动,提供电力。同时,以空气形式存在的氧供应到阴极,与电子和氢离子结合形成水”这样一句话带过。
1.2在材料制造和工艺计算方面有所欠缺
例如太阳能集热器,只介绍其结构、特点、原理,没有进行相关的分析计算。高职院校化工技术类专业的学生,已经学过《化工原理》及《物理化学》课程,具有工艺计算及设计计算的能力,如果能将太阳能集热器的原理和工艺计算结合起来讲解,收效会更好。
1.3理论与应用结合不够紧密
教材中第四章核能,只讲了核能的发展简史、核资源的分布、发电概述等,对于没有实践经验的同学们来说,他们没有机会接触核能,所以只通过理论学习并不能了解核能在实际应用当中的重要性。
2《新能源技术》课程使用教材的改进方法
2.1增加技术层面的知识
例如可以从技术角度详细介绍燃料(含氢、富氧)如何到达质子交换膜,在膜的阳极、阴极发生了怎样的反应而产生了电能,PEMFC从结构性能方面又分为单电池及电池组,以及它们的工作原理和特点。
2.2加强工艺计算
如可以对太阳能集热器传热进行分析计算,其效率方程为:fiajcTTttqAHABH其中Ac——太阳能集热器的面积,m2;A,B——与太阳能集热器类型和型号有关的常数;tfi——太阳能集热器入口流体温度,℃;ta——周围环境温度,℃;qj——热量;HT——热焓。由此可以看出,太阳能集热器的集热量一方面来自辐射,另一方面来自与周围环境交换的热量,而且与太阳辐射强度成正比,与外界空气温度成反比。
2.3理论与实际应用相结合
增加对核能在军事、民用、供热及核动力等方面的介绍,尤其是核电技术层面,可以分别就核裂变反应堆和核聚变装置,阐述电站装置结构、工作原理、分类,以及其安全性、核废物处理等发展。如核裂变反应堆235U,其合理结构:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置,由核燃料、慢化核和冷却剂三种材料的不同组合,产生出各种堆型,有轻水反应堆、重水反应堆、高温气冷堆和快中子反应堆。核聚变反应方式有四个氢核聚合成一个氮核,由氘到氘,由氘到氚,根据反应特点,分析其实现的可能性。
3结语
1.原料易燃、易爆、腐蚀性强
约百分之六七十以上的化学物品易燃、易爆、有毒和腐蚀性强。如果在生产、使用、贮运中管理不当,就会发生火灾、爆炸、中毒和烧伤等事故,给安全生产带来重大损失。
2.高温、高压设备多
化工生产所需设备多高温、高压,能量集中,如果操作中失误,易发生灾害性事故。
3.工艺复杂,操作性强
化工生产工艺流程长、技术复杂、工艺参数多、要求严格。如果擅自改动,违背操作规程,就会产生安全隐患,导致事故发生。
4.三废多
化工生产中产生的废气、废渣、废液多。“三废”中许多物质可燃、易爆、有毒、有腐蚀,这都是不安全因素。
二、化工安全隐患中人为因素
1.员工素质不高
不少化工企业的员工,并不是科班出身,只是经过短期培训就匆忙上岗,安全技术素质不高,安全意识不强,缺乏防范和处置事故的能力,因此易于发生事故。统计数字表明,员工操作不当导致的事故占整个生产事故的50%以上。
2.管理者安全意识淡薄
不少化工企业管理者对安全隐患流于被动整改,却并未真正彻底改进。不可否认,经营者在生产中尽量降低成本,拼设备、拼消耗,加之部分员工不懂操作程序,技术生疏,加大了生产管理的安全隐患。
3.安全管理制度不健全
不少化工企业虽有安全管理制度,却并不健全,巡查制度不落实,诸如未增设有效紧急止漏装置、未在易漏地点增设浓度报警装置;员工没有取得资格证,对职工操作技能、安全生产的教育和培训不够;工艺设计不完善,生产设备选型不妥,厂房设计、施工弊端多,降低防爆标准,人员随便出入生产场所,职工随便吸烟;危险化学品的储存没有按照规定摆放,甚至混存随意摆放。管理上的漏洞易增加危险化学品爆炸事故的发生。
4.生产设备老化
许多企业不增加技改投入,普遍存在设备老化严重问题,甚至必要的定期维护也难以做到,设备失效而引起气体泄漏产生爆炸。
5.职能部门监管不力
化工厂建厂审批没有把好关,未经严格审查就批准生产经营条件存在安全问题的化工厂开工,带来安全隐患;职能部门在化工厂生产、运营环节没有做好安全监督工作。
二、化工企业安全生产改进策略
基于以上所述化工生产自身特点以及人为因素,笔者以为,要科学认识化工生产特点,在员工中普及防火防爆知识,知晓危险有害因素,深入研究事故发生的客观规律,提高安全意识,创建安全生产环境。具体而言:
1.真正树立安全管理意识
化工企业管理者要时刻牢记“人命大于天”,真正的树立起安全生产的管理意识,把管理落实到车间、班组,抓住每一个薄弱环节,层层落实才能更有效的作好各项安全生产,做到步步到位,不留死角;把安全第一,预防为主的方针落实到实处,对生产中存在的不安全因素实行监控,查找隐患,控制危险源,招聘文化水平高、技术素质较高、安全意识较强、防范和处置事故能力强的员工,减少因操作不当而发生的事故。
2.完善安全生产制度
化工企业必须建立健全安全生产管理制度,加强巡查制度,真正落到实处。增设有效紧急止漏的装置、在易漏地点增设浓度报警装置;对职工操作技能和职工的安全生产意识做定期培训,提高职工的防火防爆意识;禁止随便出入生产场所,禁止职工在生产区吸烟;对于危险化学品要严格摆放,加强火源的控制和管理,除生产过程本身具有的加热炉火、反应热、电火花以外,对易于引起易燃易爆物着火爆炸根源的维修用火、机械摩擦热、撞击火星等,严格控制。
3.强化细节安全
在生产操作过程中注重细节,把安全生产落实到每一个环节,要严格控制工艺指标,控制温度、压力、加料速度、加料比例、加料顺序等,对设备进行正确的操作,减少火灾爆炸事故的发生。确保检修质量,确保设备完好,加强对压力的容器的安全监察和检测,及时更新老化设备,严格控制系统中的氧含量,加强气体监测,采用自动检测分析、自动调节、自动报警、自动排放、自动切除电源等安全联锁自控技术措施,防止火灾爆炸。
4.加强安全监督
随着石油化工产业发展步伐的加快,石油化工的产品的更新速度也在逐渐加快,为了适应这个国际的发展趋势,我国相对的,就需要不断地加快石油化工产品的更新,而问题也就随之产生了。在我国石油化工产业中核心技术少,缺乏竞争力的问题普遍存在着。结合我国目前的发展现状来看,我国这一方面的科研技术并不完善,新产品的开发速度也非常缓慢,并且生产量也很小,不能满足我国石油化工市场的需求。我国对于石油化工产业产品的需求量大,但是没有自给自足的能力,没有自己的核心技术以及需要大量进口石油化工产业的产品这两点与我国可持续发展道路相互矛盾,严重阻碍了石油化工产业的进步与发展。
2改变传统观念,明确低碳转型走势
我国一直被认为是“富煤、缺油、少气”的国家,当前我国一直习惯用石油来解决生活和运输的问题需要被彻底改变,也就是说我国人们需要改变传统的观念,明确低碳转型的走势。我国一直要求低碳环保,进行可持续发展,这些发展趋势都是不可逆的。这样就要求我国人们必须进行科技创新,利用全球化发展的便利条件,发挥智慧和才能,使中国交通运输的能源和化工原料向多元化的方向发展,开创石油化工产业的新天地。
2.1从一次性能源转变为终端利用,提高资源利用率
资源都是经过日积月累积累起来的,如果对资源不加以合理地使用,即使有再多的资源也会出现资源枯竭的一天。目前,我国已经认识到了这一点的重要性,在未来的石油化工产业的发展道路中,遵循我国的可持续发展理念,对石油化工产业的产品进行二次利用,把对资源的利用率扩展到最大,实现低碳经济。在未来,石油化工产业还会把一次性能源向核能和地热能以及可再生的能源转变,并且不断地开发新的能源,实现低耗能,高发展,促进我国石油化工产业的发展。
2.2产业布局转变,产业集中度增高
将石油化工的产业都集中在一起,这样就可以减少在能源生产过程中所产生的运输里程,而且还会减少相对应的运输费用,提高石油化工产业的生产量。形成了高密度的石油化工产业布局,在减少运输的同时也降低了我国由于交通不便利而造成的运输资源压力,这样就可以及时地提供资源,减少时间。目前,我国的大连、大庆、吉林和上海等多个城市都已经建立了石油化工产业的生产基地,实现了集中型的产业格局。
2.3形成自身产业的核心技术,提高产业竞争力
想要解决石油化工产业困难的现状,就要从根本上的原因入手,也就是说,从根本上解决产业自身的核心技术问题,才能提高石油化工产业的竞争力。21世纪是一个需要人才的时代,在未来石油化工的发展道路上,只有加入了有创新性的人才,才能形成自身的科技竞争力。目前,加大力度对这方面的人才进行大力培养,在未来才有可能使我国的石油化工产业的产品不再依靠进口,逐渐实现自给自足。
3结语
初步设计内容包括:设计采用的标准规范、电源状况、用电负荷、负荷等级、功率因数补偿、全厂供配电系统、变电所布置、主要设备选型、控制信号和计量、继电保护、防爆区域划分等。对初步设计进行审查应注意:设计范围和概算范围应一致;初步设计应能够实现且科学合理;设备选型应能够满足实际的需要并留有裕量;对总变电所设备和全厂其它设备的微机监控系统整体思路;对系统短路电流的处理方案;根据区域介质类型对防爆区域划分应正确;全厂各变配电所系统图及布置图进行审查;对场地和设备应留有一定的裕量等;
2 电气设备询价采购、供货商返资料给设计院
根据设备交货周期,到货时间,倒排设备采购说明书编制完成日期及技术附件签订日期。采购说明书应对电气设备的主要参数及配置作出明确要求。在与供货厂家签订的技术附件中应包括遵循规范、供货范围、产品性能、材料清单、试验项目、包装运输、资料返回时间及数量、联系方式等并附采购说明书,一般情况下选择 3~5 家资质优良,业绩较好的厂家进行谈判,尽量做到相关技术性能、供货范围一致,以便商务报价的可比性。根据技术协议中资料提交要求,供货厂家应按时提供相关资料,资料要求签字盖章、准确无误,以便提交设计院进行详细设计。设备资料包括但不限于设备平剖面图、基础平面图、安装图、荷重等。设计院按照供货厂家提供资料进行土建及电气详细设计。
3 详细设计及土建施工
设计院根据供货厂家返回的资料进行详细设计,详细设计包括:配电室布置图,一次系统图,二次线接线图,电缆及桥架走向图,防雷接地图、照明、插座等图纸;还包括相关电气材料清单如动力和控制电缆、桥架、接地线、照明灯具、直流系统、交流系统、插座、轴流风机、防雷接地等材料的规格、数量等;土建施工时,尤其要注意防雷接地线,高、低压柜,保护柜等柜体相应的基础预埋,预埋件预埋时应注意数量和位置。
4 电气设备验收、就位和安装
在土建、结构完成以后,电气设备等相继进场,应组织专业人员对到货设备进行验收,验收包括核实到货设备是否与技术附件要求的设备品牌,数量,尺寸、备品备件数量、专用工具数量、图纸、出厂实验报告、质量证明文件是否要求一致,外观检查是否有破损;大型设备对运输及吊装过程有要求的,还需在设备吊装就位后检查运输或吊装过程中相应记录仪的相关数据,如变压器就位后应对安装在器身上的三维冲击记录仪数据进行检查,设备吊装,就位过程要做好安全保护措施,大件吊装(如变压器吊装)时,需提前制定吊装方案。设备就位后按照相关规范进行安装。
5 电气设备一次、二次连接、试验及单体调试
电气设备就位后,施工单位根据全厂电气系统图对一次部分各电气设备进行连接,根据二次接线图进行测量、控制、保护线路的连接。一次设备连接包括高压电缆连接,如 110 kV 电缆头制作连接过程需要请专业电缆头制作人员进行现场制作,一次设备母线连接应按照相关标准选用力矩扳手对一次导线的连接螺栓进行紧固,一次连接过程中完成以后,由监理人员逐个进行检查,确保每个连接螺栓达到规定力矩,且设备内无螺栓、垫片和工具等金属物品及其他杂物留存。动力电缆应挂电缆标牌,电缆标牌应注明电缆起点、终点、规格型号和长度等。二次回路的连接一定做到连接准确无误,二次线连接紧固,每个导线端应套有按照规定编码的线号管,在检查故障时有利于分辨。一二次连接完成以后,由安装单位聘请有相应资质的试验单位对电气设备按照相关要求进行试验,如对变压器、电缆、母线、断路器等进行交流耐压试验,对变压器油进行试验,GIS 进行气体分析,断路器还需做机械特性试验,直流电阻测量等试验,并对单个开关进行单体试验。对二次回路用实验台做加压通流试验,一方面反映测量是否准确,一方面确保保护装置能够动作;对 CT进行极性校核,保证 CT 方向按照要求指向正确。在一二次设备相应试验完成以后,应现场进行分合开关试验,确保控制回路正常,对于高压柜,应将断路器置于试验位置,通过给保护装置加压通流,使其保护动作跳开断路器,以验证保护传动的正确可靠。
6 微机监控系统组态及联动调试
本文作者:王罗强童孟良张果龙作者单位:湖南化工职业技术学院
春风育万物,润物细无声———高度重视案例教学和情境教学的巨大作用
20世纪初,哈佛大学首创了案例教学法(CTM)。从普遍意义上讲,CTM的运用对调动学生的主观能动性,增强学习动力,开发学生思维,改善学习质量和效果均有着积极的作用。化工计算是一门理论性很强的、比较枯燥乏味的化工专业基础课程,教学过程与方法策划不当,教学双方的主体性均不可能得到充分的发挥,效果不言自喻。“理论是灰色的,而实践之树常青”。通过案例的引入,开展研讨式教学,充分调动学习的主动性,学生显然能提高兴趣和动机水平。例如,在化工基础数据单元教学中,笔者引入某公司三水平四参数与产品品质、产量的关系模型案例,学生便迅速理解了工艺参数的重要性及其与产品质量、产量、消耗水平之间的关联关系及原则性的操作步骤与方法,初步获得了对化工装置工艺控制的认知能力。在讲授简单过程物料衡算中,我们通过某公司出口产品BJQ业务决策案例的引入,较好地调动了学生在企业模拟决策中的参与意识,活跃了讲堂气氛,开发了学生的发散思维能力和综合能力。此外,从教学过程来看,企业鲜活现实再现于课堂,企业生产经营中现实的策划、规划、设计、作业管理决策的再现,能使学生在“润物细无声”的氛围中,掌握发现问题、诊断问题成因、解决现实问题的思路、方法技能,持之以恒,逐步养成创造思维和灵活运用理论知识的习惯,这无疑在方法论上获得了一种帕累托改进,最终由量变到质变,提高了分析、综合能力和创造性,从根本上内化理论知识,巩固学习效果。
篱笆三个桩,好汉三个帮———在教学组织上注重搞好配合,讲究团队合作
化工计算课程一般在毕业班级开设,必须处理好它与其他专业课程教学的时序关系,否则可能影响到几门课程的学习效果。首先,要搞好化工计算课程教学与化工设计课程教学的有机配合。从课程设计逻辑上讲,化工计算是化工设计的基础。最好是化工计算课程比化工设计课程提前一个学期,但受高职学制限制往往做不到,必须依靠团队合作。要么化工计算课程教学进程至少比化工设计教学进程提前三周以上,要么整合两门课程的教学,由一名教师主讲。当然,也可以考虑由两门课程的主讲老师进行合作教学,但这对专业课程的教学组织会提出较大的挑战,需要摸索经验。诚然,如果教师能做到多专多能,问题也会迎刃而解。其次,要搞好化工计算课程教学与化工仿真培训的有机配合。化工计算课程的理论色彩比较浓厚,如果仿真教学过程能与化工计算课程有机配合,则完全可能解决仿真教学过程中的定量教学问题,实现两门课程的相互促进,形成协同效应。再者,要处理好化工计算课程教学与毕业设计课程教学的关系。毕业设计是化工工艺类学生综合检验和运用化工专业知识、技能的极好机会。毕业设计课程中一般要有比较精确的化工设计计算过程,担任化工计算课程教学的教师有义务指导学生毕业设计相关环节,但这种指导方式通过一种怎样的课程组织与协调机制来实现,需要改革,有待探索。
绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。
2绿色化学化工产品的发展研究
即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。
2.1加大宣传力度,转变生产方式
虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。
2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新
绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。
2.3重视人才培养
在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化>文秘站:
1)化工工程的设计总体分为三个阶段进行
即计划、设计和实施三个阶段,先从相关的学科理论上分析设计是否可行,再经过逐步的工程试验,最后把设计落实到工程中去,应用于实际的生产,化工工程设计与其他的工程有着不同的特点,化工工程的技术含量在工程行业位居前列,且工艺流程与其他工程大不相同。化工工程的内容包含了设备的遴选、设计工艺线路、绘制成图以及对周围环境进行可行性评估,这些设计最重要的是落实到图纸上形成规范性的图件,即化学工程工艺流程图、化工预算、化工工程设备布局图等。化工工程设计是化工工程进行的首要也是重要的环节,要考虑到诸多方面的因素,解决安全问题也要由此开始,在设计时,设计人员要考虑到化学工程的安全性,诸如化学设备的选用,设备如何布局才能避免安全事故发生等等。
2)化工工程设计中的安全问题。
化工工程的设计也比传统的工程设计复杂许多,其中需要进行大量的运算,包括数学、力学、化学反应方程式等等,需要多学科综合。化工设计中需要用到很多参数,参数的难把握性和可靠性又是设计人员面临的又一大挑战。在工程的设计完成阶段,设计人员必须对完成的设计图纸进行反复的实验并进行修改优化,以防止安全事故的发生,其中需要耗费工作人员大量的精力。在化工工程设计阶段,安全问题是设计的重点,应该把化工安全设计摆在一个十分重要的位置,我国化工行业主要存在以下几点问题:
a.设备的安全隐患。
前文提到,化工工程需要的设备往往是与众不同的,有的设备甚至需要定做才能满足需求,一个工艺流程中需要数个,甚至数十个设备彼此连接,所需要的设备型号也是各不相同,由此带来的型号不相互匹配,造成化工工程安全隐患。
b.设计所用资料不详实。
我国现阶段的化工工程不发达,在设计阶段所用的基本资料也并未进行严格的实验,其来自于一些中小型企业,可靠性不强,数据权威性不强,未经过大规模生产,因而在设计中使用这些数据会给安全生产埋下隐患。
c.设计中安全因素考虑不到位。
化学工程需要的化工设备纷繁多样,管道彼此交织,资金投入较大。安全因素考虑不到位分为两个方面:其一是设备过多,又限于设计人员水平有限,许多安全因素考虑不到位;其二是由于化工企业感觉投入已经过高,再花费过多进行安全设计会降低企业的收益,因而放弃了工程的质量。有些企业过于追求工程进度,导致工程粗糙,安全隐患层出不穷。
2化工工程设计安全观
工程安全在如今阶段已经备受重视,这是近年来安全事故频发以后总结的经验教训,工程事故给企业带来了严重的损失,给人们的生命安全带来了极大的威胁,近些年经济发展使工厂如春笋般涌现,但是频发的安全事故给人们心中留下了一道不可抹去的伤疤。化工工程的事故率较之其他工程更高,因而在设计阶段必须做好事故防范工作。在设计阶段要满足安全要求,重视每个生产环节的安全生产设计,严格遵守相关部门的安全标准,把安全的理念深入到设计中的每个细节中去,以主动的姿态防范安全事故的发生,设计人员严格遵守安全设计的制度,把制度作为安全的保障。根据化工工程不同阶段和不同部分的要求,注入安全运行的新元素,把安全设计深入到每个环节和每一个部分。同时对于化工工程的安全设计要有针对性,抓重点,有区别的对待不同的工艺流程。在工程设计完毕以后,要对设计完成的方案进行复议,对每个环节进行模拟实验,逐个排除其中的不安全因素,对设计好的图纸进行修改和优化,力求做到万无一失。
3化工工程设计中相关问题的解决方案
1)化工厂的选址问题以及场内布局。
化工工程的设计要从化工厂的选址开始,做好化工厂的选址工作并且做好厂内布局直接关系着化工工程的安全。按照以往的设计理念,化工厂要建在水源充足、原料供应充足、交通便捷的位置,这样的选址有利于产品的销售使用,减少运输路途,减少不安全因素,产、销、用区域化。其次,厂址的选择应该以人为本,化工厂不应该选择人口稠密、风景秀丽的地区,也不应该设立在上风向,避免有害气体扩散至人口稠密区,影响人们的日常生活,厂址的选择也要符合可持续发展的生态理念,化工厂在建立之前应该对周围进行环境影响评价,尽量少的破坏原有的生态环境,做到人与社会和谐共处,做到可持续发展。其次是厂内的布局,厂内的布局是指化工厂内部各组件之间的设置问题,化工厂中的各个设备要为物资的投入以及人员的工作提供便利,对设备中的永久性管件进行设计保护,将危险性较高的设备和危险性较低的设备分成不同的区域,并对危险性较高的设备进行专门的保护设计以及应急设计,一些可能接触发生反应的设备要隔离开。
2)管道的安全控制。
管道设计是化工工程设计中最为重要的一部分,管道担负着运送液体的任务,也是设备相互连接的通道,在化工生产过程中,管道中的液体一般具有可燃性和较强的腐蚀性,部分液体的毒性还比较强,管道安全是整个化工工程设计的关键,有的管道使用不久便会腐蚀掉,发生漏液等,进而发生危险,机械损坏也是最为常见的问题之一。因而在进行管线的设计过程中,要选用合适的金属材料,金属管道的连接处要做相应的安全处理。
3)电气设备的安全控制。
化工原理课程需要重点论述单元操作的基本原理和计算方法,其中包含许多公式的推导和计算。教师充分利用网络资源,制作多媒体课件进行启发式教学,将抽象的原理以小视频、Flas等形式展示给学生,提高教学效率,增强教学效果;使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程和设备。如第二章流体输送机械中,使用动画或者Flash影片播放各种输送机械的工作过程,如离心泵、往复泵等,第四章传热中列管式换热器使用三维动画生动地展示其工作原理,使学生直观的理解。我们从之前的教学经验发现,单纯采用PowerPoint课件进行讲解,公式在屏幕上显示直观感觉“乱”,造成学生视觉上的疲劳,而且许多学生往往还没有反应过来,页面就已经翻过去了,学生会感到枯燥无味,造成多数学生不爱听,失去学习化工原理的兴趣。此部分内容教师需要借助板书,手写推导,随写随看,诱导学生进入动态思维过程,调动学生学习的能动性,从而让学生跟着教师的思路走。此外,课堂上理论知识的讲解,只能让学生对化工原理涉及的单元操作和设备简单的理论了解。安排学生进入化工厂参观实习及实验操作,结合工厂工程师的讲解,增加学生的感性认识,使知识转化为实践,使学生对化工原理的知识掌握不再是“纸上谈兵”。
2重视预习,调动学生主动学习积极性
化工原理课程是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[3]。课程学习相对于其他科目难理解、难推导、难掌握,从以往的教学经验发现,部分学生对这门课程存在抵触、害怕的情绪,使得学习和讲授过程相对较难,互动较少,学习效果差。在第一堂课的授课过程中消除学生对本门课程的害怕抵触情绪,之后的教学中教师提前布置预习任务,学生在课下主动学习,熟悉课堂内容,查阅资料[4]。课堂上以回答问题和分组讨论的形式检查预习情况,发现学生难理解的内容,再对其进行详细讲解和分析,使学生将课程内容理解掌握,提高学习效率。这种方式改变了传统的学习方式,使学生从被动的接收内容转变为主动学习知识,充分发挥学生的主观能动性,并培养了自学能力。对于流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏塔、干燥几章内容,涉及到设备的结构与操作原理,采用以学生自学、查阅资料为主,自己制作多媒体课件,课堂上以讲课的形式展示自己的自学成果,使学生真正成为课堂学习的主体[5]。
3习题课的重要性