序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇煤化工工程論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞 情境認知 教學模式 初探

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

On Coal Chemical Technology and Equipment

Teaching Mode Based on Situational Cognition

CHEN Xiaojuan， WANG Chang， TAN Xin

（Mechanical Engineering School， Inner Mongolia University

of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010）

Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment"， the situated cognitive theory was applied， the teaching model was reformed and innovated correspondingly， and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.

Key words situational cognition； teaching model； initial exploration

高等教育承擔培養創新人才的歷史使命，要著力培養學生的創新意識，提高工程創新能力，從而要求教師能夠打破傳統的教育觀念與模式，引導學生形成自主探究和體驗知識的過程。情境認知理論在教學過程的應用，不僅更新了學生對學習的理解，而且逐漸成為了學習理論領域研究的主流。

1 情境認知理論應用概述

情境認知理論應用到教學之中，能夠達到學生掌握知識和知識實踐的目的，基于情境認知的教學就是由教師創造有利于創新思維的教學、學習情境。針對不同的教學內容，教師可以進行問題情境、案例情境及工程背景情境等情境的創設，通過問題情境的解答過程、案例分析討論的探索過程，具體工程及背景的研究過程等多種方式的拓展性教學，引導學生創造性地運用自身知識去自主發現問題、討論問題、解決問題，培養學生的創新思維和學習能力。

2 基于情境認知的煤化工技術及裝備課程教學模式的探索

2.1 課堂教學環節

本環節中，針對不同教學內容，建立不同情境認知的教學模式，使知識點形象化、實際化，知識結構條理化，學生能夠在具體的情境中掌握教學內容，實現理論與實踐的統一認知。

2.1.1 采用“三位一體” 案例式情境認知教學方法，提高課堂效率

所謂案例式“三位一體”教學是指將設備、儀表以及工藝三者有機結合，并加強相關課程引入的綜合教學。現代煤化工具有自動化程度高、工藝先進以及設備大型化的特點，將控制理論加到教學中并加以化工工藝知識的學習，可以讓學生更快地適應現代化工的發展和要求。將多學科知識應用到該課程教學當中，用工程實例來啟發學生，在循序漸進的案例情境教學中，通過對大量案例的講授、分析，學生更易于體驗和掌握知識，也能從中學會理論聯系實際的方法。

2.1.2 充分利用多媒體手段，構建工程情境認知背景下的教學方式

此情境的創設需要教師收集充足的教學素材，并加以整理完善，應用好此種教學方式可以加大信息的傳遞量，同時對設備內部結構等復雜專業知識給學生以感性認識。比如在專業設備的講解過程中要結合工程實際構建合理的工程情境，利用影像圖片資料講解設備的關鍵部件及運行原理，以及相關知識點在工程和現實生活中的應用，讓學生切實感受到知識的用途，而不是單純的理論。讓學生學會從工程實際考慮問題，帶著問題聽課，真正做到理論和實踐的結合。

2.1.3 創設互相交流的合作情境，激發學生探究問題的熱情

在合作和交流的過程中，學生可以感受不同的思維方式和思維過程，合理地調整、豐富自己的認識，獲得知識。教學中，教師要根據學習的需要，適時組織學生的合作與交流，提出具體的目標和要求，使學生在相互啟發、互相補充的學習活動中，獲得知識，發展能力，逐步形成合作與創新意識。在合作情境的創設和認知應用中，學生的主觀能動性和自主學習的熱情都有了極大的提高。

2.2 實踐教學環節

實踐教學是夯實課堂教學成果的關鍵步驟，合理創設實踐教學的情境，對有效縮短學生在校期間的學習內容與實際工作應用之間的差距，有著極為顯著的作用。

2.2.1 合理的情境創設和高度仿真實訓結合的拓展性教學

拓展教學旨在讓學生變成學習的主體。主要進行工藝仿真實訓，輔以設備的拆裝和儀表的認識。使學生在掌握了書本上的基本原理、工藝流程和設備的基礎上，結合完整的模擬工藝流程和實際背景材料，通過先進的網絡多媒體設施，科學地了解煤化工工業體系及其知識需求。運用所學理論知識，系統化地認識實際工藝流程。通過改革傳統的驗證性實驗，創造仿真工程實訓環境，對于鞏固教學成果，提高學生的分析能力和在復雜情況下的決策能力起到明顯效果。

2.2.2 情境教學和研究性教學結合的隨機進入式教學模式

將情境教學和研究性教學結合，旨在提高當理論基礎知識學習扎實，對工藝指標理解深刻后，完成指定題目的課程設計或學術論文的質量。在所創設的情境中，把煤化工技術及裝備教學問題作為研究課題，統攬煤化工方面多家學派的學術觀點，隨機并及時地總結，深入地研究探討所涉及的學術問題，并將這些信息應用于自己的學習和研究，達到檢驗知識成果的目的，最終提升學生綜合運用基礎理論知識的能力。

2.3 考核環節：改革考核方式，重視學習過程

情境認知理論認為，評價的本質是一種價值判斷。為了真實地體現學生學習的價值。本課程的考核以考核動手能力、分析解決問題的能力為主要目標，輔以傳統的教學考核，實現多元化考核。具體而言，主要有以下幾種方式：（1）用多任務標準取代單一評價，如在對學生考核時綜合考試、論文、仿真實訓、課堂討論、提問等多種成績，全面考查學生的知識掌握程度和實際運用能力等方面。（2）以真實任務為標準的評價，以實地考核學生實驗操作，過程評定課程設計，答辯式論文綜述等方式為主，讓學生逐漸學會運用所學知識去分析和解決工程實際問題。

3 結語

實踐證明，在煤化工技術及裝備教學中理論講解與情境教學相結合，取得了良好的教學效果。教師只有不斷學習，并結合學生就業的需要，更新知識結構，積極開展教學研究與探討，吸收最新的學科成果，注重教學方法，采用合理的教學模式，才能使教學質量不斷提高。

本文系內蒙古科技大學校內重點教改《以培養工程應用型人才為導向的煤化工技術及裝備課程改革》資助項目（項目編號：JY2011005）

參考文獻

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關鍵詞：ArcGIS管網 爆管分析 算法優化 理論實現

一、管網爆管分析算法研究背景分析

我國經濟的迅速發展有力推動了城市建設，隨著人們生活水平的提高，煤化工的工業技術要求也在不斷提升。作為城市燃料生產的主要供給來源，煤化工企業的正常運營是城市能源持續供給的有力保障。作為煤化工企業建設工程的核心，管網結構鋪設占據了煤化工建設工程內容的近65%，且管件結構搭建和裝置布置也愈加趨向于復雜化，這對煤化工管網建設工作的開展提出了更高的要求。在實際管網搭建工程施工中，由于煤炭原料氣化和液化過程所涉及的管件設備大部分埋設在地下，這就導致了壓力管易受到地下外界因素的影響而發生爆管事件。為實現對爆管事件及時有效的處理，煤化工建設管理部門應在爆管事件發生后及時的采取針對性措施，并將爆管影響范圍控制在最小。為實現對煤化工企業氣體，液體燃料生產過程中地下管網的高效控制，并在最大限度上杜絕爆管事件的發生，我國多數煤化工工程都已建立起了地下管道管理系統，并且在不同程度上實現了爆管分析功能。

二、ArcGIS管網模型構建及流向生成

ArcGIS管網構建工程是以邏輯網絡模型和幾何網絡模型為基礎而實現的，幾何網絡和邏輯網絡的關系如圖：

由圖分析可知，在幾何網絡結構中，要結合實際管件裝置布局和具置設定，設立對應的管道接口和網絡結構交匯點，如通過設立N1，N2交匯點，使得煤炭在氣化處理后能夠同通過管網結構進行分支處理，其次在管網邏輯網絡的構建中，也應對不同接口和管件進行尺寸控制，如在煤碳氣化處理管道的交點網絡數據設定中，應將距交點距離較遠點的標準值設定為2～3m，而要將邊緣管網的管道數據標準值控制在10左右。在邏輯管網的構建中，將ArcGIS管網中的特定屬性及連通信息以邏輯網絡的形式展現出來。而ArcGIS幾何網絡模型則更為側重對管網中要素的集合，通過建立起一定數量的交匯點以實現對管網中網路要素的描述。從模型中點與邊的關系角度分析，邏輯網絡模型是利用邊元素表和點元素表呈現點與邊的關系的，而幾何模型則是通過在網絡要素和邏輯網絡中建立起一對一或一對多的關系，進而在模型中建立起管道網絡關聯。ArcGIS管網模型的構建中，由于其能夠描述煤化工管道網絡中物質的流向，所以管網模型在構建過程中能夠建立起網絡流的源點和終止點，以此表示網絡中形成的流向。在進行爆管分析時，通常將水供給點，供熱點等設置為流向源點，用戶設置為能源的終止點，并以此為基礎利用函數接口形成流向。在ArcGIS管網中最為普及的是已知流向，未知流向和為初始化流向三種流向方式，在樹狀管網結構中通常生成已知流向，環狀管網結構中多數生成未初始化流向，而在多源點的情況下，則主要生成未知流向。

三、ArcGIS管網分析算法優化方案設計

結合ArcGIS管網模型設計可知，在樹狀管網結構下，單一源點的建立要結合ArcGIS結構提供的函數接口才能實現，而煤化工氣化管道和液化管道管網結構的搭建多采用多源點的環狀網絡結構，這就使得部分管網爆管分析方法無法準確的應用在煤化工工程的建設中，所以為提升煤化工管網工程的建設與管理的質量，應對管網分析算法作進一步的優化和改善，以實現對管道網絡的有效管理。在ArcGIS管網分析算法的優化中，進一步強調了拓撲結構在網絡中的建立，并結合了網絡中點和邊的連通性與物質的流向性，以有效控制爆管兩端最近的閥門，進而實現對爆管事件的有效控制。ArcGIS管網分析算法的優化方案中，應首先科學合理的設立起閥門數組和節點隊列，并通過將搜索起始節點加入隊列以進一步提升節點隊列間的連接性。為提升ArcGIS管網中爆管閥門的搜索效率，應首先在模型的有效邊集合中選取一條邊，并判定其流向，一旦發現該邊流向為無流或順向，則終止對該邊的搜索，而若在邊中發現逆向流，則要將就爆管點最近的閥門加入到閥門數組中，并依次重復管道流向的檢測工作。為進一步優化煤碳氣化處理后管道運輸的ArcGIS管網分析算法，應利用元素兩端的方向性進一步判斷網絡模型中的流向，如果經計算后流向是從模型邊的起點到終點，那么該流向即為順向流，反之則為逆向流。

四、ArcGIS管網爆管優化方案實現方式探究

1.爆管分析的實現

在ArcGIS管網爆管計算分析中面臨的主要問題是如何搜索爆管周圍最近的閥門以及關閉閥門后對保管區域的影響，因此在爆管分析過程中通常會利用NETFLAG技術為煤化工管道爆管位置設置標記。從爆管種類角度分析，ArcGIS管網爆管通常分為邊上爆管和點上爆管兩種，邊上爆管主要采用設置邊標記的方法，通過判斷模型邊上的流向，以決定對閥門的搜索方向，而在處理點上爆管問題時，則是首先判定是否符合閥門處理的類型，當發現是處理類型后則直接在該點進行閥門搜索。在完成搜索閥門工作后，ArcGIS管網系統依照優化方案將搜索后的閥門設置成為無效閥門，再利用IFraceFlowSolver函數接口進行函數查找，并將查找后的爆管接口與區域地點相連接，以這種方式確定爆管的影響區域。在完成煤化工管道爆管修復工作后，將管網恢復至正常運行的狀態，以此保障城市管道網絡的穩定工作。在ArcGIS管網閥門搜索工作中應當強調網絡模型中源點和流向的設置問題，在完成爆管點的搜索后，及時形成網絡流向，以確保系統爆管分析功能的正常實現。

2.爆管分析的模塊化封裝

為實現煤化工管道ArcGIS管網爆管分析算法的有效優化，應從ArcGIS系統的核心，即Arcobject組件的COM技術編寫方面做進一步優化。COM技術是微軟公司開發的軟件編寫技術，在該技術中，一個或多個相關方法及屬性在對象操作機制的調控下，有效實現了軟件重用，程序封裝及動態連接。

五、結束語

為實現我國煤化工管網爆管的有效控制，應以我國傳統模式下的爆管分析方式為基礎，結合建設的實際需求采取科學有效的爆管分析計算方法。ArcGIS管網爆管分析法作為時下最為普及的爆管分析方法，在煤化工管網建設中起著至關重要的作用，該技術中閥門搜索功能與爆管影響區域分析等問題的有效處理都為爆管處理工作提供了較大的便利，這在實際工作中具有重要意義。隨著我國科學發展觀的進一步落實，對于煤化工業生產要求不僅要實現節能減排，安全問題也是同等重要的，因此我們要在現有的技術基礎上，不斷完善爆管分析預防工作，提高管道建設的安全性與可靠性。

參考文獻

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[5]程耀東，孫建國.基于組件的城市地下綜合管網信息系統開發研究[J].測繪與空間地理信息， 2005， （2）1

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“多年來，研究人員一直想造出像電池和超級電容器這樣能在高溫環境下穩定工作的能源存儲設備，但由于傳統材料本身性質的制約，一直未能攻克難題?！比R斯大學材料科學家帕里柯·阿加恩說，“我們的革新是找到了一種能在高溫下保持穩定的、非傳統的電解質/隔離板系統?！?/p>

他們研究了歐洲和奧地利科學家于2009年開發的一種室溫離子液（RTILs）。RTILs在室溫下導電性較低，但加熱后黏度會降低而導電性提高。黏土具有很高的熱穩定性、吸附能力和滲透性，活性表面積也很大。通常用在石油鉆探、現代建筑或鋼鐵鑄造中。

研究人員把RTILs和自然界的斑脫土黏土等量混合，制成一種混合膠，將其夾在兩層還原的氧化石墨中間，上下再裝兩個集電器，就成了一種超級電容器。經測試和電子顯微圖像顯示，這種材料被加熱到200℃時也沒有變化，即使加熱到300℃也只有很小的變化。

“材料的離子電導性在180℃之前幾乎是直線增加，然后在200℃時達到飽和?！闭撐念I導作者、萊斯大學機械工程與材料科學系研究人員阿拉瓦·瑞迪說。測試還發現，雖然在第一次充/放電中，其容量有輕微下降，但這種超級電容能穩定地通過1萬次周期測試。在運行溫度從室溫提高到200℃后，無論電能還是功率密度都提高了兩個數量級。

這種新型超級電容器擁有最佳的電容性能，能在幾秒鐘內充電而瞬間放電，一般的充電電池是緩慢充電，按照需要逐漸放電。理想的超級電容器能迅速充電、儲電并按需放電。阿加恩說，它們能在200℃甚至可能更高的溫度下穩定工作。這對于在極端環境下使用的充電設備是非常有用的，比如石油鉆探、軍隊以及太空環境。

研究小組還將RTILs/黏土和少量熱塑聚氨酯結合，制成一種薄膜，可以切割成不同的大小和形狀，靈活適應多種設備的設計。

“我們的目的是克服傳統液體或膠體電解液的限制，它們只能用在低溫工作的電化能源設備中。”瑞迪說，“這項研究讓人們能在更廣泛的溫度范圍安全操作，而不必在能量、功率和周期壽命之間折中妥協，大大改善甚至消除了對昂貴的熱量管理系統的需求?！?/p>

我國首創煤制芳烴4項技術 冉永平

筆者從中國華電集團獲悉：由華電集團參與開發的煤制芳烴技術近日又獲得國家知識產權局授予的4項國家專利，這項技術屬于世界首創。目前，該項技術成果已經通過國家鑒定，現已上報國家專利申請21項，取得授權6項。此舉標志著我國已經成功掌握了這一新技術的核心知識產權。據悉，華電集團規劃在陜西省榆林市建設世界首套百萬噸煤制芳烴工業示范裝置，計劃于2016年投產。

煤制芳烴技術由華電集團與清華大學聯合開發。華電集團總經理云公民表示：“華電集團十分重視煤炭資源清潔高效利用。煤制芳烴技術的成功開發，開創了煤基能源化工新途徑，對我國石油化工原料替代具有重要意義。”

芳烴是大宗基礎有機化工原料，目前我國年消費量超過2000萬噸，是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修、電器產品、移動通訊等。目前芳烴97%以上來源依賴于石油原料，其價格與石油價格正相關，常年居高不下。中國石油和化學工業聯合會副會長周竹葉說：“煤制芳烴技術填補了國際空白，是我國現代煤化工科技領域的重大突破，對推進石油和化工原料多元化進程具有重要的意義。”

據介紹，經過10余年的技術攻關，清華大學率先在國際上開發成功甲醇制芳烴的催化劑和便于大型化工業生產的流化床甲醇制芳烴的連續反應再生技術。為了加快實現技術的產業化，清華大學與華電采取“以企業為科技創新主體，產學研相結合”的方式共同開發成套工業技術。2012年，全球首套萬噸級甲醇制芳烴工業試驗裝置在華電煤業陜西榆林煤化工基地建成。2013年1月投料試車成功，2013年3月18日，技術通過國家能源局委托中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。鑒定委員會專家一致認為，此項技術總體處于國際領先水平。

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目前，環境工程專業教學所用的教材和實驗講義很少或者根本沒有涉及煤炭行業環境工程的內容，很難應對日后煤炭行業環境保護的問題。因此，現階段可以考慮在傳統環境工程教學內容中引入煤炭行業環境保護的內容。通過課程改革，修訂實驗內容，在滿足實驗教學大綱的基礎上，突出礦業環境保護的行業特色；特別是加強有關礦山環境保護的實驗內容。根據基礎實驗、專業基礎實驗、綜合實驗和研究創新實驗不同教學目的，精心設計每一個實驗教學方案。最可行的方法是煤炭特色高校環境工程專業在教學實驗中將煤炭行業環境保護科研課題或某一課題的若干階段設計為實驗教學內容，可以高效培養學生的創新能力、并實現科研資源的教學共享。把學校本科教學投入、“211”工程投入、“985”工程投入和環境工程系教師科研項目投入形成的實驗室資源，實行分層次管理和開放，逐步實現實驗室資源的優化配置，向本科教學全面開放，為大學生實踐教學和科技創新活動提供實驗平臺。為此，我校環境工程專業充分利用教師承擔的煤炭行業環境保護的課題，積極探索將科研課題內容轉化為實驗教學內容。具體表現在以下幾個方面：

(1)在給水工程實驗教學中，我們依托承擔的國家自然科學基金課題《高濁高鐵錳礦井水處理研究》，將環境工程專業傳統的混凝沉淀、地表水過濾及反沖洗實驗教學內容改為高濁度礦井水混凝沉淀、高鐵錳礦井水過濾及反沖洗實驗。在實驗教學過程中，不僅講授傳統的混凝沉淀、過濾教學原理和內容，還補充煤礦礦井水的產生、排放和水質污染特征等知識。通過教學，使學生在掌握實驗基礎知識和基本技能的同時，對工業過程、工業污染特征以及工業污染防治有了初步的認識，不僅為學生將來的工作打下了基礎，也增加了學生學習專業知識的興趣。

(2)在排水工程實驗教學中，我們結合國家高技術研究發展計劃(863計劃)《電化學氧化－生物強化A/O工藝處理焦化廢水研究》，將原來SBR工藝處理生活污水實驗教學內容改成SBR工藝處理焦化廢水實驗。這個實驗內容的改變，讓學生深刻地認識到工業廢水和生活污水在處理技術方面有較大的區別，防止了課堂教學和實際工程出現較大的偏差，特別是水力停留時間、活性污泥比增長速率、揮發性懸浮固體濃度(MLVSS)等參數選擇，為學生以后從事工業污水處理工作奠定了良好的基礎。

(3)在環境監測實驗教學中，我們結合國家自然科學基金課題《納米RuO2/ZrO2－CeO2催化臭氧氧化深度處理焦化廢水及廢水中的POPs》，將原來的COD分析教學內容中的生活污水換成煤化工廢水。這一實驗內容的改變，使得研究對象由生活污水變成了受氯離子干擾嚴重的煤化工廢水，讓學生系統深刻地體會到了消解過程中沉淀產生的原因及其對分光光度法的干擾，以及滴定法和分光光度法各自的優缺點，并引導學生從一個簡單的COD測試實驗思考到各種環境工程原理。此類教學內容的改變還有很多，比如，將礦井除塵裝置、煤化工廠VOCs催化氧化分解裝置和燃煤電廠脫硫脫硝裝置引入到大氣污染控制工程實驗教學的演示實驗中；將煤矸石簡單制磚的內容引入到固廢處理與處置實驗教學中；將頭發中汞含量的測定引入到環境化學實驗教學中；將煤化工廠受污染土壤的氣提修復裝置引入到環境土壤學實驗教學的演示實驗中。通過這些來自于科研課題的實驗，提高了學生的動手能力，培養了學生的創新思維，為他們將來開展實際的科研打下了良好的基礎。

2開展與煤礦區污染控制相關創新性實驗

我校環境工程中心積極開展與煤礦區污染控制研究項目相關的創新性實驗室，并以此為基礎，確立本科生創新項目和畢業論文設計課題，全面培養學生的創新能力，成為學生完成綜合設計性和研究型實驗的重要基地。學生從大一開始進行查文獻、寫調研報告等基礎訓練，大二和大三開展具體實驗，大四開展成果總結訓練，學習撰寫結題報告并。我們的創新實驗基本來源于科研項目，但是為了不給學生造成難度，又對科研項目進行了大量的改變，基本都是教師自己精心設計的面向本科生的創新性實驗。圖1是典型的創新實驗設計過程。先根據傳統的混凝和沉淀實驗，添加礦井水污染治理的內容，設計創新實驗的第一個研究內容，即混凝沉淀處理礦井水。然后根據課堂講授的混凝沉淀水力梯度(G值)的理論知識，將混凝部分擴充為多級攪拌混凝實驗；根據淺池理論，將沉淀內容擴充為斜板沉淀池設計。最后將所有的內容合并起來，形成實驗名稱為多級攪拌＋混凝＋斜板沉淀處理礦井水的創新性實驗。在實驗教學過程中，學生根據下達的科研任務要求，充分發揮個人智慧，設計系統的實驗方案，并在充足的科研經費支持下，開發了用于實驗過程的多套連續裝置；獨立分析整個實驗過程所涉及的實驗參數，完成了一個復雜的工藝實驗研究，并提交系統的研究報告。這些改革既為教師和研究生完成科研任務提供了一定的參考依據和技術基礎，并充分調動了本科生學習和參加科研的積極性，培養了他們的創新素質，既促進了科研任務的順利完成，又提高了本科實驗教學的含金量。

3大力建設企業實踐基地

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教學資源建設是有中國特色卓越工程師教育培養計劃實現的關鍵問題，也是長期以來中國卓越工程師教育培養計劃實施的重點和難點問題。我國教學資源建設仍然存在總量不足、分布不均、共享困難、不能有效服務專業設置、課程建設、頂崗實習和學生就業等諸方面的不足。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010－2020年)》明確要求把加快教育信息化進程作為推動教育改革發展的保障措施。卓越計劃結合自身規律開發數字化資源，加強以優質視頻、教學素材、特色專題為主要內容的專業教學資源庫建設，有利于推動卓越計劃相關專業建設、課程改革和教學方法手段的不斷創新，并直接關系到卓越計劃培養出來的人才質量。同時，《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見(教高(2012)4號)》提出“通過多種方式整合校園資源，優化辦學空間，提高辦學效益，確保高校辦學條件不低于國家基本標準。因此，建立開放靈活的教育資源共享平臺、提高資源建設的規范性和利用效率、降低建設成本和促進優質教育資源的普及和共享已成為亟待解決的重要問題。

2卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建設的思路

卓越工程師背景下的化學工程與工藝專業需要根據行業對化工工程師知識、素質和能力的要求，確定相關課程和實踐教學環節，將涉及工程意識、工程素質、工程實踐能力、工程綜合能力培養、企業以及工程項目管理知識的課程納入培養方案中，增加工程教育相關課程，因此，必須按照新的人才培養方案，以教材建設和精品課程建設為手段，改革教學內容，加強教材建設，自主編寫和完善系列專業教材，使教學內容充分反映新世紀化工實際生產和化工行業可持續發展的新要求?？傮w建設思路如下:

2.1構建“新體系”

構建以培養工程意識、工程素質、工程實踐能力、工程綜合能力為目標的實踐教學新體系。按照基本技能層、知識應用能力與工程實踐能力層、創新能力與工程綜合能力層等“三層次”，循序漸進地培養學生的工程綜合能力和創新能力。在基本技能層，主要通過課程實驗、上機操作等實踐環節加深對理論課程基本概念、基礎知識和基本理論的理解和基本技能的培養;在知識應用能力與工程實踐能力層，主要通過課程設計、專業實習、社會實踐等環節實現對學生知識應用能力的培養;在創新能力與工程綜合能力層，主要通過化工企業輪崗實習、化工企業項目設計與研究、畢業設計(論文)、大學生“挑戰杯”競賽、大學生科技創新活動、產學研合作開發等方式實現對學生的工程綜合能力與創新能力的培養。

2.2突出“厚基礎”

本專業卓越工程師教育專業培養方案課程設置分為通識教育，專業基礎課和專業課三大模塊。通識教育包括數學與自然科學、人文與社會科學、體育、素質教育公共選修課等，其課程學時占總學時的47.7%，課程學分占總學分的47.5%;專業基礎課包括相關學科基礎課和專業基礎課，其課程學時占總學時的34.9%，課程學分占總學分的34.3%;專業課包括基本專業課和專業方向課，其課程學時占總學時的17.4%，課程學分占總學分的18.2%。突出了卓越工程師培養的厚基礎，為卓越工程師的培養奠定堅實的基礎。

2.3強化“寬口徑”

本專業卓越工程師教育專業培養方案設置了精細化工、能源化工和生物化工三個專業方向課程模塊。其中，精細化工方向課程模塊開設了精細化學品化學、精細化工工藝學、精細化工過程與設備、精細化工及分離實驗等課程;能源化工方向課程模塊中開設了煤化學、煤化工工藝學、潔凈煤技術、煤化工實驗等課程;生物化工方向課程模塊中開設了工業微生物學、生物化工工藝學、生化分離技術、生物化工實驗等課程。強化了卓越工程師培養的寬口徑，以滿足大化工行業對工程技術人才的要求。

2.4體現“重創新”

教材建設也是教學資源建設不可缺少的內容。在化學工程與工藝專業的專業基礎課和專業課教材的選用上，以“加強基礎、精選內容、有所創新、有利教學”為原則，盡量選用國家規劃教材或者比較權威的高水平教材。同時，組織教師立項編寫或參編高質量教材，如普通高等教育國家規劃教材或精品教材;自編配套輔導教材和講義，制作和充實各類聲像教學資料，積極開發具有專業特色的CAI課件，錄制網絡教學視頻。重點開展精品課程建設，爭取獲得1門國家級精品課程、2～3門省級精品課程、4～5門校級精品課程，通過改革與建設，不斷提高教育質量和人才培養質量，努力培養學生的創新精神和實踐能力，打造出有扎實理論功底、掌握化工專門技能、有很強事業心和吃苦耐勞精神的應用型專業人才，以滿足現代化工業發展對化工專業高素質人才的需求。我們將不斷完善卓越背景下化學工程與工藝專業的教學資源建設，確保學校教學質量不斷提高，確保專業建設項目績效。

3卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建設存在的困難

卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建設的內容相當豐富，在實際操作過程中需要突破重重難關，其中最為突出的有校企合作、人才需求的個性化和多樣化以及師資隊伍建設三個方面。

3.1校企合作是首先要解決的問題

近年來，我院不斷探索和完善校企合作的長效運行機制，努力通過各種渠道與企業溝通，先后在多家大中型企業設立了教學實習基地并成立了一個工程實訓中心，為學生營造了在企業進行實踐學習的良好機會。但有些企業為了兼顧安全生產、產品質量和生產效益，不能為學生提供在相應的技術崗位上動手操作的機會，這樣一來學生的動手能力就得不到真正的鍛煉。

3.2人才需求的個性化和多樣化

不同的公司對技術應用型人才的需求均存在差異，如同樣是培養化學工程與工藝卓越工程師，有些公司需要學生具有精細化工或生物化工方面的知識，而有些公司則需要學生具有能源化工方面的知識。因此，我們必須有的放矢地進行化學工程與工藝專業卓越工程師教學資源的建設，以滿足不同公司對技術應用型人才的多樣化需求。

3.3師資隊伍的建設

化學工程與工藝專業卓越工程師培養必須擺脫傳統的大學生培養模式，為了實現卓越工程師的培養目標和落實卓越工程師的培養標準，形成具有良好的學緣結構、知識結構和以中青年為主體的雙師結構教學團隊是順利、高效進行教學資源建設的必要條件。而要改變目前師資水平不足，知識結構單一和學緣結構不合理的現狀將是一個長期而艱巨的過程。

4結論

篇(6)

本科專業模塊化人才培養方案改革自2012年本科合格評估以來,欽州學院化學化丁.學院依據辦學定位,圍繞學生知識應用能力、實踐和創新能力,全方位、系統地進行了教學改革。

(一)模塊化人才培養方案改革的基本步驟及結果

1.修訂人才培養目標我們將化學T程與工藝專業新的人才培養目標修訂為本專業培養具有高度社會責任感和職業道德素養的化學化工類高素質應用型人才,所培養的人才不僅能夠適應北部灣區域化工類產業發展的需要,而且能夠服務廣西、輻射東盟,為大化工產業的發展提供保障;所培養人才是掌握化學工程與工藝專業的基本理論知識,具備一定的實踐技能、創新能力和繼續學習能力的應用型人才,能夠滿足北部灣經濟區包括石油化工、精細化工、無機化工、有機化工、煤化工、教育科研等領域發展對專業人才的要求。畢業生可以在這些領域從事工業生產、生產技術改進、技術開發、工程設計及管理、教育科研等工作。

2.確定培養規格與要求

(1)素質要求。本專業學生要具有較高的思想覺悟和道德意識;具有較強的化工實驗技能、工程設計方法、丁?程實踐等專業素質;具有較強的運用化學工程與工藝知識和技能綜合解決專業問題的能力;具有較強的適應能力和團隊合作精神;具有較強的自學和知識更新能力,能夠運用現代信息技術實現自我發展。

(2)知識體系。掌握大學英語、計算機基礎等公共基礎知識;掌握高等數學、大學物理、工程制圖、無機化學、有機化學等專業基礎知識;掌握化工原理、化工熱力學、化學反應工程等專業核心知識;掌握石油煉制工程、化工儀表及自動化、化工工藝學、精細有機合成及工藝學、化工分離工程、化工設計、工程制圖等從事石油煉制、石油化工、精細化工等化工行業所需的專業知識;了解環保法規、勞動安全保護以及職業健康等知識。

(3)能力要求。具有較強的綜合素質、較強的專業綜合素質,掌握工程設計方法、工程實踐等實踐技能;具備石油煉制、石油化工、精細化工等行業生產所需的綜合實踐能力;具備較高的綜合素養和實踐能力,能夠綜合運用所學知識和技能解決實際問題;對新產品、新工藝、新技術和新設備具有一定的研究設計能力。

3.將培養規格與要求分解為能力要素化學工程與工藝專業能力要素分解與實現途徑。

4.將知識點及知識點應用組合成模塊根據新修訂的專業培養目標,我們突破現有學科分類的條框,打破原有的課程體系,從學生能力培養要求出發,統籌規劃學生的知識、能力、素質培養體系,將能力培養貫穿于各教學環節的始終,設計出合理的課程模塊,建立以能力為導向的應用型人才培養教學體系。分別設計出公共基礎模塊、專業基礎模塊、專業核心模塊、專業拓展模塊和綜合運用模塊。針對能力培養目標,利用這些設計出來的課程模塊,將教學課程內容進行重組,使教學形式多樣化,實現了對原有課程的整合優化,構建了化學工程與工藝專業應用型人才培養的模塊化課程體系。

(二)模塊化人才培養方案改革的實施概況自2012年以來,我們按照先改先試、邊改邊試、邊總結邊試、邊試邊推廣的基本策略,依托“化學工藝廣西高校重點學科”“北部灣石油天然氣資源有效利用廣西高校重點實驗室”和“化學工程與工藝省級特色專業及課程一體化建設項目”,先在化學工程與工藝(石油化工)廣西高校特色專業試行模塊化教學改革,并在2013級本科生教學中實際應用,然后逐步向油氣儲運工程專業輻射。

(三)模塊化人才培養方案改革實施的初步效果化學工程與工藝專業實施模塊化人才培養方案改革后,其在應用轉型發展和應用型人才培養方面初步顯現出良好的效果,具體表現為:一是初步解決了舊有人才培養方案應用型人才培養目標不明確的問題,二是初步解決了如何增強學生運用知識解決實際問題的能力的問題,三是初步解決了校企、校地合作與產學研不夠深人的問題,四是初步解決了教師教學與學生學習相脫節的問題,五是初步解決了學生個性化發展和因材施教不能協調發展的問題。

二、化學工程與工藝本科專業模塊化人才培養方案改革的思考

(一)總體評價

1.理念和目標定位明確欽州學院提出“主動服務北部灣經濟社會發展,重點建設涉海類學科專業及臨海工業的學科,為北部灣經濟開放開發培養髙質量應用型人才”的人才培養理念以及確定“以社會需求為導向,以服務區域經濟社會發展為宗旨,把學校建成適應1K域經濟社會發展特別是廣西北部灣經濟IS:發展需要的,特色鮮明的多科性、區域性教學型大學”發展目標定位,已貫徹在化學工程與工藝專業人才培養方案中。

2.培養目標和人才規格基本符合社會經濟發展對化工類人才素質的要求化學工程與工藝專業人才培養方案是依據該專業所對應的工作崗位確定其能力要素,并認真分析培養各種能力所需的路徑和不同的課程模塊,確定了不同能力、素質要素和模塊課程對應表,通過不同的模塊課程教學實現相應的能力和素質的養成。

3.實踐學分比例顯著提高,體現了應用型人才培養的要求化學工程與工藝專業實踐教學學時(含課內實踐和集中實踐性教學)占總學時比例33.9%,實踐教學學分占總學分比例42.5%,體現了應用型人才培養的特點。

4.實踐教學環節貫穿全程,體現了應用型人才培養的基本規律應用型人才培養重在應用能力和實踐能力的培養,而這些能力的培養需要長期、不間斷的訓練。化學工程與工藝專業人才培養方案中安排了不間斷、持續的專業實踐能力的訓練,難能可貴。

(二)值得思考的問題

1.課程設置與人才培養目標、人才培養規格一致性的問題課程設置應根據培養目標和人才規格,通過課程教學達到預設的人才素質要求和實現培養目標。如“培養規格和要求”中有“能從事教育科研領域工作”的描述,但無相關課程。

2.學分計算標準不統一,易導致教學任務不均衡(1)不同課程學分對應的課時不同。有16課時,如有機化學;也有17課時,如化工熱力學;個別的有36課時,如大學體育。(2)實踐教學每周對應的學分差異更大。專業見習4周1學分,專業實習8周5學分,畢業論文設計14周14學分。學分是計算學生學習量的單位,也是計算教師工作量的單位。同一個專業的學分折算學時(課時)的標準應統一,便于平衡學生學習量和教師工作量的分配。

3.沒有足夠的自主學習和選修課程,彈性學制學業難以操作實行學分制的重要目的之一就是滿足學生個性化學習需要,允許學生選學不同的課程,允許學生提前或滯后畢業。要想提前畢業就必須給學生創造提前修滿學分的機會,但現在的方案設計顯然做不到讓學生提前畢業。必須有相當量的自主學習和選修課程,開放教學時空,如假期課程、網絡課程、競賽學分、職業證書學分、自主申請畢業論文開題與答辯等。

三、結語

篇(7)

關鍵詞：化工工藝；設計；阻火器；安全閥

近些年來，化工行業有了突破性的成果，對推動社會進步起到了重要的作用。對于化工行業來說，化工工藝的科學設計至關重要，要想設計好化工工藝，不僅僅需要扎實的理論基礎，還需要有豐富的實踐經驗，這樣才能夠達到預期的效果。一些年輕的設計人員在化工工藝設計中，往往不能找到一個合理的數值，要么存在安全隱患，要么存在材料浪費，這些問題非常的值得研究，本文將圍繞一些典型問題進行探討。

1管道設計壓力和溫度的確定

1.1管道設計壓力的確定

所謂的管道設計壓力，就是指管道在極限的工作狀態下，能夠正常工作而不發生破壞的最小安全壓力。管道的設計壓力是否合理對于真個系統的正常運行有著重要的影響。一般來說，在設計的設計中，管道設計壓力的確定都會參考這些原則：管道的設計壓力一定要小于管道在極限工作狀態下能夠承受的最大工作壓力，否則就會有安全隱患壓力；管道的壓力到了一定的數值，都會有專門的裝置進行泄壓，泄壓的壓力值應該小于管道的設計壓力，這樣才能夠真正的發揮出它的作用；化學裝置中的連接管道，其設計壓力應該比化學裝置本身的壓力適當的大一些；在化學裝置中，部分管道會用來傳送一些沸點比較低的物質，這時候在確定設計壓力的時候，就應該參考輸送物質靜止狀態下的最大蒸汽壓力；對于離心泵來說，在確定出口管道的設計壓力的時候，要參考泵的關閉壓力，其數值應該比關閉壓力要大；對于往復泵來說，在確定其出口管道壓力的時候，必須要確保其泄壓裝置壓力的數值大于其設計壓力，這樣才能夠確保泄壓裝置在整個系統中的泄壓作用；在設計壓縮機排出管道的設計壓力的時候，要考慮到泄壓裝置的設定壓力和壓縮機出口至泄壓裝置之間最流量下的壓力差，其設計壓力應該大于這個壓力差；真空管道的設計壓力應該區分兩種情況，分別是有泄壓裝置的管道和沒有泄壓裝置的管道，對于有泄壓裝置的管道，應該取最大壓差的1.25倍或0.1MPa的最小值，參考外部的壓力情況，對于沒有泄壓裝置的管道，可以直接取0.1MPa。

1.2管道設計溫度的確定

所謂的管道溫度設計問題，就是指在化學裝置在正常工作的情況下，其管道材料位于設計壓力下所達到的溫度。管道的設計溫度對于整個設備的正常運行有著重要的影響，一般來說，在進行管道設計溫度取值的時候，都是參考正常的操作溫度，然后在這個溫度的基礎上根據實際情況適當的增加一定的溫度，這就是管道的設計溫度，當流體的操作溫度大于300℃的時候，一般來說這個增加的溫度應該比15℃要大，當流體的操作溫度小于30℃的時候，這個增加的溫度應該比30℃要大，在流體的溫度比0℃小的情況下，這時候的設計溫度就可以直接參考最低溫度。

2阻火器

2.1基本分類

阻火器是化學工藝設計中不可或缺的裝置，是一個安全保護裝置，在系統正常工作的情況下，流體可以順利的通過阻火器，一旦發生問題，它就能夠快速的動作，有效的阻止火焰傳播和蔓延，起到安全保護的作用。阻火器有多種分類方法，根據其使用用途分類，主要分為阻爆燃型和阻爆轟型阻火器，根據應用的位置，可以分為管道型和防空型的阻火器，根據其內部的結構，又可以分為波紋型、充填型等。

2.2選用原則

化學管道中在輸送易燃易爆氣體和氣體能夠自行分解導致爆炸以及連接明火設備減壓后的管道，都應該在管路中合理的位置安裝上阻火器。在選用阻火器的時候，一般要遵守這些原則驟：根據使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器；根據阻火器設置的位置和潛在點火源的方向，確定采用雙向型阻火器還是單向型阻火器；根據入口火焰的傳播速度，來選用阻爆燃型或者阻爆轟型阻火器；在安裝阻火器的時候，還應該考慮到阻火器最恰當的安裝位置和管道的布置對阻火器的影響。

3安全閥

3.1基本原理

安全閥對整個系統起到了壓力保護的左右，它的原理是依靠調節彈簧力來控制壓力，在一些大壓力調節的場合，也會采用先導式的結構，當管道中壓力不斷升高，升高到大于安全閥的設定壓力的時候，安全閥就會動作，系統的壓力穩定在安全閥的設定壓力，當系統壓力低于安全閥設定壓力的時候，安全閥不起作用，所以安全閥是管道系統中不可或缺的重要元件。安全閥也有很多的分類方法，根據國標，其可以分為直接荷載式、先導式、帶動力輔助式等，根據閥的開啟可以分為微啟式和全啟式，還有一些分類方法，就不一一介紹了。

3.2安放位置

對于安全閥來說，其安放位置非常重要，只有安放在正確的位置，才能夠發揮它的作用。當外部的力要比設計壓力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被關閉的可能性、壓縮機和容積式泵的出口管道存在突然被關閉的可能性等，安全閥一般位于它們的出口管道上，一旦壓力超過安全閥的設定數值，那么安全閥就會打開進行泄壓，就能夠保持整個系統處于安全壓力下工作，且壓力比較恒定。

3.3壓力設定

安全閥的壓力是非常重要的，壓力設定的太大或太小都容易對系統的正常工作造成影響，壓力設定的太小，在系統的正常工作壓力下，安全閥就可能會動作，這是不必要的，壓力設定的太大，則超過系統的安全壓力也沒有動作，這就起不到安全保護的作用。當一個管道系統中只安裝一個安全閥的時候，這時候，安全閥的動作壓力就必須要小于系統的設計壓力，并且，安全閥的設定壓力應該參考系統設計壓力的10%和20KPa，要比這兩個數值中大的那個??；有的管道系統為了工作的需要，可能會安裝多個安全閥，這時候，所有的安全閥一定要有一個安全閥的工作壓力小于管道系統的設計壓力，其他的安全閥的設定壓力不得超過系統設計壓力的5%，且安全閥最大泄放壓力均應不大于系統設計壓力的12%或30KPa中的較大者；有些安全閥的主要作用是為了預防火災的發生，這時候，這些安全閥的工作壓力就不應該大于系統設計壓力的16%。

4結論

科技的不斷進步，必然會進一步的帶動整個化工行業的飛速發展，化工行業要想取得更好的成就，其化工工藝設計就必須要與時俱進，能夠達到實際的使用要求，化工工業的設計質量關乎著整個化工生產的正常運行，稍有不慎就可能會造成人身事故，所以，應該重視化工工藝設計中的每一個細節，及時的發現問題解決問題，文章主要針對典型的化工工藝設計問題進行了分析，希望能夠對相關的工作人員有一定的指導意義。

作者:張浩 單位:山西陽煤化工工程有限公司

參考文獻：

[1]朱葛中.關于化工工藝設計的幾點看法及建議[J].中國新技術新產品，2012,09:140.

[2]趙寶生.關于化工工藝設計的幾點看法與建議[J].中國石油和化工標準與質量，2012,15:20.