经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成化工、能源产品的工业。包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少,煤化工有着广阔的前景。以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化 、液化 、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。在煤化工可利用的生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位,用于生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。煤化工开始于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪,许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产,煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后,石油化工发展迅速,很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料,从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键互相连接,并带有各种官能团的大分子结构,通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭 ,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位,用于生产城市煤气及各种燃料气 ,也用于生产合成气 ;煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。
化学工程与工艺专业论文范文
在平平淡淡的日常中,大家都经常接触到论文吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。还是对论文一筹莫展吗?以下是我精心整理的化学工程与工艺专业论文,希望能够帮助到大家。
一、化学综合实验教学的思考和改革。
1、实验方法绿色化。
结合我院的实际情况,我们对化学综合实验内容进行了合理的选择。首先,在溶剂、原料及产品的选择方面,尽量使用无毒或低毒试剂、少用或不用剧毒的有机物,如不选用苯、甲苯、二氯甲烷作为溶剂或原料进行实验,不选用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸盐作为氧化剂,不选用硝基苯或苯胺作为产品的实验等,并努力实现半微量或微量反应。
其次,在化学反应方面,积极探索无溶剂反应和超声波、微波催化等新型实验,如使用微波催化合成乙酸乙酯不仅可以降低乙酸、乙醇及催化剂浓硫酸的用量,缩短反应时间,而且收率可达90%以上。最后,在实验“三废”处理方面,主要实行“统一回收、循环使用、综合处理”的原则,最终实现“三废”无害排放。
2、实验内容现实化。
在化学综合实验过程中应增加与日常生活相关,以及对化学、社会发展的紧密联系的内容,以提高学生自我钻研、创新的意识和兴趣。膏霜类化妆品已经完全渗透人们的生活,其配制实验也是学生极为感兴趣的综合性实验之一。化妆品原料种类繁多,性能特点各异,在配方中所起的作用不同,一般而言:油脂和蜡及其衍生物为基础组分;为使形成稳定乳化体,需加乳化剂,如司盘类、吐温类;为保证外观和流变性,应加水溶性高分子聚合物;此外,还应根据实际情况加入保湿剂、营养添加剂、防腐剂、色素、香精及祛痘、美白等其他功能性原料。
完成一个具有优良性质的膏霜类化妆品的设计,需要掌握原料的性质特点、性质影响因素及相互影响;实验方案的设计、改良和优化;产品性质评价等多方面的内容。膏霜类化妆品设计方案与学生日常生活密切相关,学习兴趣浓,在实验过程中可以体味到科研实践的价值,很好地调动了学生的科研积极性。学生在实验完成后,积极主动地对实验进行总结和分析,对比不同方案优化实验方案,受到多方面的锻炼,实验思路、动手能力得到了有效的培养。
3、实验学科交叉化。
化学综合实验应综合体现有关知识:理论知识和实验知识;单元实验方法和实验操作技能;基础实验知识和科研创新能力训练;实验室实验能力和工业化生产能力训练等。化学合成属无机化学和有机化学的内容,是验证、巩固和加强理论知识,培养学生正确选择化合物的合成方法、条件优化以及一般的分离和鉴定方法,如重结晶、熔点测定等,应该注重合成方法的适用范围、实际条件、应用领域等。
化合物分析包括分析化学和仪器分析,培养学生的基本分析方法和原理、化合物结构解析的基本知识、分析方法的有关计算,应该注重分析方法的合理选择和初步具备对数据的评价能力。化学工程与工艺专业的学生除了掌握化合物合成和分析等自然科学领域的有关知识外,还应具备工程技术科学领域的有关知识和技能。在化学综合实验过程中渗入化工原理实验,回答过程和设备的问题,使学生熟悉工艺流程和操作设备,掌握单元操作的过程规律和典型设备,学会利用理论知识分析操作变量对过程的影响,调整操作参数以完成指定工艺要求,还应启发学生积极思考过程实验装置和操作规范所蕴含的科学依据,为工业化生产奠定基础。如在合成分析纯乙酸乙酯的实验中,使用的化工原料是什么?反应原理是什么?影响因素有哪些?工业上如何除去反应过程中生成的水?产品如何进行纯化,使用何种设备?设备的设计应该满足什么条件?产品纯度如何检测?在回答所有问题时,学生必需掌握合成、设备、分析等有关学科内容,实现学科交叉,对分析纯乙酸乙酯的从合成到工业化产品就有了非常深刻的认识。通过化学综合实验使学生初步具备查阅文献、选择合成方法、拟定实验方案、建立产品分析方法和基本工程操作能力,培养观察、分析和解决问题的能力,为研究性实验和创新性实验打下基础。为了满足实验需要,还应补充其他教学内容,如文献检索、波谱解析、试验设计方法等。
4、实验项目科研化。
化学综合实验除承接基础实验的提升外,还应为科研创新性实验的开展奠定基础,因此必然需要在综合实验中渗透科研的方法和技能。化学综合实验一般在第三学期,开设时间为两周,对一个实验项目不能进行特别深入的研究,因此选题就显得尤为重要,应该注意选题的难度控制和选题的意义。根据我院情况,题目来源主要有:教师科研项目中可分割的、难度适宜的试验部分;教研组开发的综合实验;学生提出可实行的实验项目等。科研实验对于本阶段的学生来说有一定难度,因此教师要从文献的查阅、实验方案的确定、实验条件优化、实验仪器操作、数据采集和处理分析等各个环节对学生进行指导,提高学生的动手能力,培养其实践和创新的能力,有利于提高其综合素质,培养其交流协作能力和团队精神。
二、结语。
化学综合实验教学的目的是夯实学生基本理论,培养学生掌握实验技能,提高学生动手能力,使学生具有较强的独立解决问题的能力和良好的专业素质,还要重视对学生实事求是的工作作风,严谨的科学态度和具有创新性的科学思维方法的培养。因此,我们必须不断精选和更新实验内容,重视和加强实验教学研究工作,探索新的实验方法,增加现代的实验技术和手段,努力提高学生的综合素质,以期为社会培养出合格的应用型人才。
一、精心选择教材和教学内容。
我校化学工程与工艺专业英语课程的参考教材是华东理工大学胡明、刘霞编写的《化学工程与工艺专业英语》。笔者选取该教材里具有代表性的五个单元作为基础部分,让学生掌握化学化工常见专业词汇,了解专业英语构词规律,掌握专业英语中常见句式和翻译技巧。同时,从ACS、ScienceDirect、RSC、JohnWiley等数据库出版的化学化工方向的专业杂志中,精选近三年的文献作为学生的参考教材,进行大胆的尝试。常见的化学化工英文文献有三种:全文、快报和综述。这三种文献的写作风格和各组成部分(题目、摘要、关键词、引言、各级标题、结果与讨论、结论、参考文献等)都有各自的特色。在第一次讲述一篇美国人发表在JournaloftheAmericanChemicalSociety上面的文献时,同学们都很好奇,课堂气氛顿时变得活跃起来。
很多学生反映,这是他们首次接触到英文文献。好奇之余,也暴露了一些问题。比如,在短短的三页文献上有太多不认识的英文专业词汇、较多的长难句和定语后置等,给阅读带来了极大的不便,论文的写作风格与教材上面的单元有较大差别,同学们一时间难以适应等。随着教学时数的增长,同学们逐渐适应了英文科技文献写作的风格和格式。比如,美国人写的科技文章(美式英语)和英国人写的科技文献(英式英语)的写作风格就有较大的差别。
二、激发学生学习的兴趣,营造宽松、愉悦的课堂氛围。
兴趣是最好的老师,是学业成功最重要的心理动力。因此,要让学生充分认识到学习专业英语的重要性和必要性。在第一次上课时,笔者就试图从以下几个方面培养学生学好专业英语课程的兴趣和紧迫感:
(1)让学生了解中国化学工业和世界化学工业的状况。中国化学工业在深化改革中取得重大的发展,但是与世界发达国家相比还有一定的差距,在技术方面还远远落后于发达国家,这就需要同学们发扬“师夷长技以制夷”的爱国主义精神。
(2)让学生了解中国化学工业日益成为世界化学工业发展中一支充满生机和活力的重要力量。许多跨国公司把中国作为投资和贸易合作的对象,如:巴斯夫、陶氏、联合利华、杜邦等。毕业生要想在这些公司谋得一席之地,就必须具有良好的语言能力和丰富的专业知识。
(3)让学生认识到专业英语在本科最后两年学习中的重要性。专业英语知识掌握的好坏,将直接影响着我校化工专业学生学习化工热力学(双语和英语)的效果。此外,本科生毕业论文(设计)的环节要求学生翻译一篇和毕业论文相关的英文文献(译文字数不少于3000字),撰写毕业论文的英文摘要,熟悉本专业的几种主要外文期刊。
最后,在研究生面试时,很多高校和研究所都要求翻译一篇或者几段英文文献。尝试将课堂交给学生,营造宽松、愉悦的教学氛围。不论什么课,如果只是老师一味地讲解,学生没有参与到其中,那么课堂气氛一定很沉闷。有些老师希望通过提问的方式促进师生之间的互动,但又发现,中国的学生,尤其是大学高年级的本科生,很少有学生在课堂上愿意主动回答问题。笔者采取的做法如下:明确地告诉学生,本课程的平时成绩占35%,每个同学至少在课堂上回答一次问题才能得到平时成绩,回答问题次数越多,平时成绩越高。这样一来,就使得本来很沉闷的教学课堂,气氛一下子变得非常活跃,甚至出现多个学生争抢回答一个问题的现象。
三、以公平为原则,改革单一的考核模式。
专业英语考试的重点应放在考察学生综合利用专业英语知识从英文资料中获取信息的能力。其关键在于学生能否理解英文文献资料。笔者认为,能够用自己的语言,将一篇文献中的工作描述出来,并且能让同学们听懂,就可以称之为“理解”。基于这种观点,笔者采取了全新的考核方式。在第一次课的时候,就将同学们分成不同的小组(5人一组),老师给出几十篇英文文献,要求每个小组从中选择一篇,并以之为基础,制作PPT。当本学期课程快结束时,由其中一个学生上台讲解他们制作的幻灯片(时间约6min)。
讲解完毕后,该小组的其他成员和其他小组的学生均可补充,并回答同学们和老师提出的问题。最后,根据学生在报告中所体现的对文献的理解程度和回答问题的情况给出考核成绩。这种模拟学术报告及问答的过程,不仅对学生专业英语的应用能力进行了考察,还锻炼了他们制作幻灯片和现场演讲的能力。通过这种考核方式,学生不仅学到了知识,而且也锻炼了人际交往和团队协作的能力,为以后的应聘求职奠定了良好的基础。
四、结语。
所谓“授人以鱼,不如授之以渔”,在有限的化工专业英语教学课时内,笔者采用这样的教学方法对我校化工专业连续三届学生进行教学,取得了良好的教学效果。学生不但掌握了基本的化学化工类专业词汇,还掌握了较为完整的专业英语知识、扩大了学生的适应面,为学生日后的应聘求职和研究生生涯奠定了一定的基础。
自1994年我校开设化学工程与工艺专业以来,十多年间,我校化工专业蓬勃发展,培养了千余名合格的毕业生。我校化工专业分两个专业方向培养,分别是煤化工专业方向和高分子化工方向,大三第二学期由同学们自愿选报专业方向。据统计,报高分子化工专业方向的学生不足11%,为了了解同学们的想法,我们对学生进行了一次问卷调查,调查结果显示,同学们选择专业方向的主要依据是考虑到就业的便利。近年来我国,尤其是西部,陕西、山西、宁夏等地煤化工行业较热,结合我院生学来源,超过一半的学生在考虑就业时倾向回原籍工作,于是参照往届同学的经验,大多选择了煤化工方向,无暇顾及到自身的兴趣。
不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。
基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。
1、调整培养计划,进行培养规范的整体设计
专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。
应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。
2、加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作
化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:
(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。
(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。
(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。
(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。
(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。
结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:
(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。
(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。
(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。
(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。
3、灵活设定培养方向
专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。
4、优化各级结构,提高培养质量
当前,大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的'一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致[4]。
我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点[4]。
通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。
1、化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则
以市场为导向
随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。
发扬创新精神
只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。
稳定发展原则
化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。
2、建设煤化工特色的对策
创新教育观念
专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。
创新课程体系
煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。
理论与实践相结合
化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。
建立健全质量保障体系
完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。
3、结语
化学工程与工艺专业的煤化工是高校的特色专业,因此要坚持以市场为导向和创新性原则,在稳定发展的基础上,促进本专业特色发展。煤化工特色建设要创新教育观念,将理论与实践相结合,健全教学质量监督机制,突出特色,促进教学目标的实现,为社会培养更多的煤化工专业人才。
绿色化学在石油化工中的研究进展和应用 2003 年5 月国际工程学会在美国Sandestin 主办了“绿色工程: 定义原则”( Green Engineering :Defining the Principle) 的会议,目的是确定一套绿色工程的原则以指导工程师在设计产品和工艺时,使其符合企业、政府和社会的需要,这包括了成本、安全、使用性能和对环境的影响. 最后发表了“工程师工作框架的Sandestin 原则”,提出了在工程项目中为全面实现绿色工程,工程师要遵循的9 条原则. 这9 条原则是: (1) 整体考虑工艺过程和产品,使用系统分析与集成的方法来评估对环境的影响; (2) 保障并改善自然生态系统,同时也要保护人类健康和生活安宁; (3) 在工程活动中考虑整个生态循环; (4) 尽可能保障所有的物质和能量安全并良性地输入和输出; (5) 尽可能减少对自然资源的消耗; (6) 努力减少废物产生; (7) 在对当地地理和人文认知的基础上,开发和实施工程解决方案; (8) 革新、创造和发明技术以实现可持续发展,在传统和主流工艺之上,创造性地提出工程解决方案; (9) 让股东和社会共同积极参与工程解决方案的开发[2 ] .20 世纪的化学工业是建立在煤、石油和天然气等矿物质资源基础上的, 尤其是到了60 年代前后, 石油化学工业获得了飞速发展, 与此同时, 也产生了日益严重的资源、环境等社会问题。1990年以来, 绿色化学的理念迅速崛起, 并成为包括石化工业在内的化学工业可持续发展的方向, 越来越受到各国政府、企业和学术界的普遍重视。在石油化工领域, 一批绿色化工技术不断被开发和应用,甚至逐渐成为一些新兴产业。本文作者介绍可持续发展的石油化工技术的一些新进展。1 以过氧化氢作氧化剂的烃类“原子经济”氧化反应反应的“原子经济”性是衡量在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到产品之中, 这一标准既要求尽可能地节约原料资源, 又要求最大限度地减少废物排放。在石化工业中烃类的氧化反应是一类非常重要的反应过程, 由于具有含氧官能团的产物分子比原料烃类要活泼得多, 此类反应的选择性通常较低, 还有一些反应需要经多步骤才能完成, 过程往往产生很多废物。过氧化氢作为一种温和的氧化剂, 在某些材料的催化作用下, 可进行选择性很高的定向氧化反应, 而且其本身无毒并在反应后转化为无害的水, 使反应的“原子经济”性大大提高, 因而被看作是绿色的氧化剂[1 ] 。 钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟实现工业应用环己酮肟的制备作为目前化纤单体ε- 己内酰胺主流生产技术的核心工艺, 需经环己酮与羟胺的盐进行反应而得, 而羟胺盐制备过程的“原子经济”性较差, 腐蚀和污染严重。20 世纪80 年代后期意大利EniChem 公司提出了一种全新的环己酮氨肟化工艺, 即在钛硅分子筛的催化作用下, 环己酮与氨、过氧化氢一步“原子经济”反应直接合成环己酮肟。中国石化石油化工科学研究院也开发成功具有自主知识产权的环己酮氨肟化新工艺, 并与中国石化巴陵分公司合作, 于2003 年8 月率先完成了70 kt/ a 的工业试验, 环己酮转化率和环己酮肟选择性均超过 % , 氨的利用率达97 %以上。而传统的磷酸羟铵肟化法工艺(HPO) 氨的利用率不足60 %; 同时, 新工艺避免了NOx 、SOx(HPO) 等的生成和使用, 使环己酮肟的制备成为清洁生产过程。传统的以苯为原料的己内酰胺生产过程流程长、工艺复杂、投资大、成本高, 国外Du Pont 、BASF 和DSM 等公司已分别研究开发了以丁二烯为原料的己内酰胺生产新技术[2 , 3 ] , 可简化工艺流程和降低生产成本, 但由于新建装置巨大的投资和技术风险等原因, 至今尚未工业化。环己酮氨肟化新工艺适宜对现有装置的技术改造, 将使由苯生产己内酰胺的工艺路线更具竞争性。 丙烯环氧化制备环氧丙烷新技术取得新进展自从钛硅分子筛( TS - 1) 诞生以来, 低温下利用过氧化氢作氧化剂的液相氧化反应工艺一直在不断地研究开发, 另一类取得突出进展的是烯烃与过氧化氢进行环氧化反应制取环氧化物, 其中最重要的过程是丙烯环氧化制备环氧丙烷。以TS - 1 为催化剂, 用过氧化氢环氧化丙烯制备环氧丙烷, 产物环氧丙烷的收率达97 %以上(以丙烯计) ,以过氧化氢计其收率为87 %[4 ] , 副产物主要为水和氧气。该过程原子的有效利用率达76 %。而传统的二步氯醇法生产工艺原子的有效利用率仅为31 % , 需要消耗大量的氯气和石灰, 并且设备腐蚀和环境污染严重。针对TS - 1 分子筛价格较高、与产物分离难度较大, 丙烯环氧化的其他催化剂体系也在不断研究之中, 以过氧化氢为氧化剂的新型氧化催化材料正在研究的有负载锡的β- 沸石[5 ] 、有机氮络合Fe2 系催化剂[6 , 7 ] 和含钨的金属簇相转移催化剂[8 ]等。最近, BASF 和Dow 化学公司合作, 在丙烯的过氧化氢环氧化反应工艺(HPPO) 的开发中取得了重大进展, 已完成各自的详细评估。据称, HPPO工艺由于不联产其他产品, 流程短, 投资低, 占地少, 尤其对较小规模生产装置投资回报率大幅度提高。双方计划近期完成中试放大, 开始建设第一套300 kt/ a 规模生产装置, 预计2007 年初建成投产[9 ] 。此外, Degussa 和Uhde 也拟在南非Sasol 建设60 kt/ a 环氧丙烷装置, 将采用HPPO 工艺。据报道[10 ]其开发了一种专用分子筛催化剂, 副产物生成量可降低到最低限度。丙烯环氧化新工艺虽然使用了价格较高的过氧化氢作氧化剂, 但只要采用适合的催化剂, 可使产物收率大幅提高, 同时由于工艺简化, 该工艺仍具有较好的技术经济性, 加之该技术的环保优势, 有望对环氧丙烷行业产生重要的影响。 其他有机含氧化合物的制备技术以过氧化氢为氧化剂, 烯烃、醇和羰基化合物可高选择性地氧化生产环氧化物、醇和羧酸, 并可避免使用金属催化剂、含氯氧化剂和有机溶剂。文献[11 ]介绍Kazuhiko Sato 等开发了由烯烃氧化生成二醇类化合物的新工艺。采用普通的树脂负载的磺酸催化剂, 用不同的链烯烃和环烯烃与过量的30 %双氧水反应, 可高选择性和高收率地得到反-1 , 2 - 二醇, 带有端基羟基的链烯烃也可一步反应生成三羟基化合物。杜泽学等[12 ]以钛硅分子筛为催化剂, 开发了氯丙烯与过氧化氢环氧化制备环氧氯丙烷的悬浮催化蒸馏新工艺, 反应选择性达98 %以上, 有望取代现有的氯醇法生产工艺。2 取代有毒有害原材料的绿色化工技术光气、氢氰酸等是剧毒物质, 因它们的化学性质极为活泼, 至今仍作为化工原料广泛使用, 但这些化学品在制造和使用中一旦不慎泄漏, 就将造成难以估量的人身伤亡和环境灾难, 因此, 用无毒、无害的原料代替剧毒光气、氢氰酸等绿色化工技术的开发受到重视[13 ] 。取代光气, 生产异氰酸酯、聚碳酸酯新工艺 目前替代光气制造异氰酸酯的工艺有: 由伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯制造异氰酸酯, 由伯胺和一氧化碳进行氧化羰化制异氰酸酯, 由硝基苯和一氧化碳羰基化制异氰酸酯。这些技术有的正在小试, 有的已进入中试阶段, 但是生产成本比原有的光气法高10 %左右, 不经济, 所以还需改进。代替光气生产聚碳酸酯, 已经开发成功以碳酸二甲酯为原料的工艺。首先由碳酸二甲酯与苯酚反应生成碳酸二苯酯, 再和双酚A 进行酯交换、缩聚生成高分子聚碳酸酯, 现正在建厂, 而且生产碳酸二甲酯采用甲醇氧化羰基化法, 取代了传统光气为原料的路线。韩国L G化学公司称独自开发了一种非光气的聚碳酸酯生产新工艺, 由于工艺简化,可减少投资70 % , 装置操作费用和生产成本明显降低。可见, 代替剧毒原料也可找到经济合理的绿色工艺路线。 甲基丙烯酸甲酯生产新工艺继异丁烯氧化法、乙烯氢甲酰化法生产甲基丙烯酸甲酯(MMA) 技术工业化后, 人们仍在积极开发新工艺以取代传统氢氰酸为原料的丙酮氰醇法。异丁烷直接氧化法因资源更丰富、廉价而受到重视。这种方法包括异丁烷氧化制取甲基丙烯醛、甲基丙烯醛再氧化制取MMA 两步反应。由于异丁烷反应活性低于异丁烯, 通常选用具有强氧化性的杂多酸类催化剂。近年来研究发现, P - Mo 系杂多酸中引入V、Cu、Cs 等元素, 可促进甲基丙烯醛的氧化反应, 提高反应收率; 进一步将P - Mo - V- Cu - Cs 五元催化剂和Mo - V 的复合氧化物作为助剂, 添加到“MMA 高选择性催化剂”浆态杂多酸催化剂中, 可使MMA 的收率提高2 倍, 达到10 %以上, 表现出一定的工业应用前景。英国Lucite 国际公司开发成功其专有的α-MMA 技术, 并计划建设第一套100 kt/ a MMA 生产装置, 预计2007 年末建成投产。α- MMA 是两步法工艺。第一步由乙烯与甲醇、一氧化碳进行羰基化反应生成丙酸甲酯。据称, 所用的钯基催化剂活性很高, 选择性达9919 % , 且具有良好的稳定性, 反应温度和压力条件温和, 对装置的腐蚀性小; 第二步中丙酸甲酯与甲醛反应生成MMA 和水, 采用专有的多相催化剂, MMA 的选择性较高[14 ] 。该工艺大大改进了产品的经济性, 是三十年来开发的最重要的MMA 生产工艺。MMA 在中国是一个发展前景良好的有机化工原料, 随着国民经济的持续高速增长, 其需求还将不断增长, 中国应该慎选一条符合国情的绿色路线进行开发, 注意克服其不足之处。3 使用环境友好催化剂的化学反应石油化工生产技术的核心是催化剂, 催化剂的消耗虽不大, 但同样可能对环境产生很大的危害。硫酸、氢氟酸、三氯化铝等液态酸是广泛应用的酸性催化剂, 使用过程易腐蚀设备、危害人身健康和社区安全, 同时还产生废液、废渣污染环境。目前应大力开发环境友好的固体酸催化剂代替液体酸,已有一批工业化成果。在苯与烯烃烷基化过程中采用ZSM - 5 分子筛代替三氯化铝的气相法合成乙苯, 采用USY 或β- 沸石或MCM - 22 沸石代替三氯化铝的液相法合成异丙苯等; 此外, 还有采用固体酸替代氢氟酸的长链烷基苯合成的新工艺。采用上述分子筛固体酸取代三氯化铝、氢氟酸等催化剂, 虽然推出了新一代的烯烃烷基化绿色技术, 但是由于分子筛催化剂的酸强度不如氢氟酸、三氯化铝高, 分布也不够均匀, 而且酸中心数量较少, 于是采用这类固体酸催化剂时反应温度升高, 压力增加, 同时少量的副产物和杂质有所增高, 所以又出现了开发新固体酸催化剂的热点。负载型杂多酸催化剂可望克服上述缺点, 成为新一代的催化剂; 正在研究的还有一些新型催化材料, 如包裹型液体酸、纳米分子筛复合材料、离子液体等。这方面的研究, 中国已有一定基础, 应组织人力, 加速开发, 力争取得领先地位。
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
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
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。
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。
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。
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。
3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).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华,冯新,吉远辉,等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ,2008,3:19-21.
[2]梁浩,刘惠茹,王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工,2010,37(1):157-158.
[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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化工是一个多行业、 多品种、 历史悠久的工业部门。下面是由我整理的化工 安全生产 技术论文,谢谢你的阅读。
化工生产中的安全技术探讨
摘要:化学工业是运用化学 方法 从事产品生产的工业。 它是一个多行业、 多品种、 历史悠久的工业部门。目前,化学产品在国民经济中的地位也越来越高, 发展化学工业促进工农工业、 发展国防和改善大家生活等方面都很重要。 但是, 化学工业生产本身面临着安全生产的重要难题, 随着化学工业的快速发展, 这些现象已越来越突出,本文就对化工生产过程中的安全技术进行了探讨。
关键词:化工生产;安全技术;探讨
中图分类号:C35 文献标识码: A
引言
化工行业是我国国民经济的支柱产业,然而化工生产主要是发生化学变化或者以化学处理为主,具有高温高压、易燃易爆、腐蚀性强等特点,因此,了解化学生产的过程及其常见的
安全问题,努力探讨控制危险的有效 措施 ,控制化工生产的安全技术非常重要,对人类的生命财产安全起着至关重要的作用。
一、 化工安全生产的重要意义
化工生产大多操作工艺复杂, 很多生产材料具有易燃、 易爆、 腐蚀性、 毒性等特点, 工艺流程也十分复杂, 在很大程度上增加了化工生产的危险性, 使化工生产存在一定的安全隐患。 化工企业一旦发生安全事故 (如火灾、 爆炸等) , 不但会造成经济上的巨大损失, 往往还会引起人员伤亡。 就我国目前而言, 化工企业在国民经济中居于支柱地位, 在经济发展中具有无可替代的重要作用。 因此, 化工安全生产管理是一个十分重要的领域, 不管是从经济效益出发还是从社会影响考虑, 都应当做好化工企业的安全生产工作, 保证化工企业的安全生产, 化工工人的人身安全, 社会秩序的稳定及国民经济的健康发展。
二、化工生产中常用的安全技术
化工过程具有生产工序多、操控要求高等特点,任何化工产品的生产过程都包含化学反应、热量传递、产物分离、物料输送流程等流程,在每个化工生产工艺流程中都需要针对其可能发生的危险采取相应的安全措施。
1、 加热传热
温度是化工生产过程最常见的控制指标,在化工生产过程中具有重要的意义。加热、传热过程是化工生产过程中及其重要的程序,温度升高的重要手段就是加热,然而加热过程危险较大,因此必须严格控制温度范围和升温速率 。加热过程中升温过快或温度过高都会对化工设备产生一定的损害,严重的甚至会导致化学反应失控造成爆炸事故。因此,在化工生产过程中必须严格控制温度,采取适当的传热设备。在加热过程中要防止加热设备与易燃易爆物接触或者采用惰性气体进行保护来防止爆炸。
2、冷凝冷冻
冷却、冷凝是化工生产中两种降温操作,在化工生产中冷却、冷凝过程严重影响防火安全。如果反应设备和物料未能及时得到应有的冷却或冷凝,常常会导致火灾甚至爆炸。在冷凝冷冻过程中一定要严格控制技术要求,根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷却的工艺条件,正确选用冷却设备和冷却剂,并且要严格注意冷却设备的密闭性,防止物
料进入冷却剂中或冷却剂进入物料中。空气和水是化工生产中常用的冷却介质,而氟利昂和氨常被用做冷凝介质。在进行冷却操作时,冷却介质要持续供给,否则会造成积热,使系统温度、压力骤升而引起火灾或爆炸。在冷凝过程中,要特别注意冷凝器和管道的封装密封性,防止泄露爆炸现象。化工生产中,应先清除冷凝器中的积液,再通入冷却介质,最后通入高
温物料。停车时先停物料,后停冷却系统。
3、 蒸 馏
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液 - 固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合(见图 1)。将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体从而达到蒸发、冷凝的作用。蒸馏是分离沸点相差较大的混合物的一种重要的操作技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义,它的优点是不需使用系统组分以外的 其它 溶剂,从而保证不会引入新的杂质。在常压蒸馏中应注意易燃液体的蒸馏热源不能采用明火,可采用水蒸气或过热水蒸气加热。对于高温的蒸馏系统,应防止冷却水突然漏入体系,这将会使水迅速汽化,体系
内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸。却水不能进入气缸,并且管道内的压力必须保持正压。
4、过 滤
过滤是通过特殊装置将流体提纯净化的过程,在生产中可以将悬浮液中的液体与悬浮固体微粒有效分离(见图 2)。过滤操作是使悬浮液中的液体在重力、真空、加压及离心力的作用下,通过多细孔物体,而将固体悬浮微粒截留进行分离的操作 。过滤过程安全操作要尽可能采用连续自动操作,使操作人员脱离与有毒物料接触。过滤的设备选材和焊接质量要可靠,设备不能超时间、超负荷运转,以免转鼓磨损或腐蚀,启动速度不能过高,否则会导致事故发生。
5、干 燥
为除去原料和粗产品中的少量水分,常需要干燥。干燥是指除去固体、液体或气体内少量水分的操作 。干燥方法可分为物理方法与化学方法两种。物理方法有吸附、共沸蒸馏、分馏、冷冻干燥、加热和真空干燥等。化学方法按去水作用的方式又可分为两类: 一类与水能可逆地结合生成水合物,如氯化钙、硫酸钠等; 一类与水会发生剧烈的化学反应,如金属钠、五氧化二磷等。为防止火灾、爆炸、中毒事故的发生,干燥过程要严格控制温度,防止局部过热,杜绝自燃点很低的物质存在。在过程中散发出来的易燃易爆气体或粉尘,不应与明火和高温表面接触,防止燃爆。
三、 化工生产中存在的危险因素
1、生产设备存在安全隐患
很多化工生产环节需要在高温、 高压的环境中进行, 对化工设备的性能有严格要求。 然而, 有不少化工企业出于经济成本等考虑, 在采购化工设备时购进了质量不合格的化工生产设备, 带来了安全隐患。 有的化工设备生产厂商缺乏责任意识、 质量意识, 生产的化工设备质量不达标, 导致化工事故时有发生。 2、化工生产人员素质不高
员工素质是实现安全生产的重要因素, 然而, 我国大部分化工企业的员工均存在素质偏低的问题, 成为引起安全事故的又一危险因素。 有的员工在生产时注意力不集中, 与其他人交头接耳, 发现异常现象时没有及时上报, 不按照正确的操作规程去处理。 还有的员工任意拆卸化工设备的零部件, 导致零部件丢失, 导致设备出现安全隐患, 极易出现异常。
3、 企业管理 水平低
安全管理制度落实不到位是引起化工安全事故的重要因素。 在化工企业的生产过程中, 安全生产管理制度是实现安全生产的重要保障,但在实际生产过程中, 有很多化工企业并没有严格落实这些制度。 再加上宣传手段的缺乏, 导致国家制定的化工生产安全法律法规、 规章制度 成为表面 文章 , 没有发挥其应有的作用。 如2012年2月发生的河北克尔化工硝酸胍爆炸事故, 导致80余人死伤, 其直接原因就在于安全管理落实不到位, 安全管理水平不高。
4、 企业扩张过快
近年来, 我国的化工行业有了飞速的发展, 行业内企业的规模有了不同程度的扩大。 在此过程中, 有些企业为了追求更大的经济效益而盲目扩张企业规模, 但在技术水平、 管理 经验 、 经济实力等方面却没有及时跟进, 导致企业不能对安全生产进行有效的监督与管理, 不能及时消除安全隐患
四、加强化工生产的安全管理措施
首先,需要建立完善设备生产 - 安全预警 - 生产管理系统,实时监控生产情况及设备运行状况,在危险设备上安装预警系统并实时刷新数据,当温度或压力达到一定值时即启动警报装置,管理人员对于收到的报警处理预案及时进行判断并处理,并在此过程中不断更新完善安全管理系统,实现化工生产高效及时的安全生产管理。其次,化工生产企业需要做好员工培训工作,加强员工的安全生产意识,定期作好 安全 教育 培训和各项安全演练活动。组织职工学习各类事故发生的原因, 总结 经验教训,使广大职工通过安全活动的学习能够更深刻的认识到安全生产是一切事物的前提,督促全体员工认真学习各项 安全知识 。
结束语
化工生产是一个存在高危险、高风险的生产过程,需要安全技术对其生产体系进行危害辨识、风险评价和风险控制,确保化工生产过程的安全管理和事故预防。化工生产过程中必须对各个操作进行严格控制,加强安全防范意识,提高安全管理的科学化、规范化、标准化水平,提升生产过程中的安全保障能力,减少或避免事故的发生。
参考文献
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石油化工企业的安全技术管理论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都跟论文打过交道吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?下面是我帮大家整理的石油化工企业的安全技术管理论文,欢迎阅读与收藏。
引言
基于石油化工产品大部分具有危险性,导致石油化工行业通常具有相当高的危险系数。而在实际的生产操作之中,一旦发生操作不当或者是安全管理的工作还不够完善,往往容易造成安全事故的发生,这样不但会对企业造成非常严重的经济损失,阻碍企业的正常运转,同时还会产生极为恶劣的社会舆论影响。所以,石油化工企业一定要将安全管理的工作落实到实处,根据实际情况对于管理方面的不足之处进行积极的改进以及完善,从而为中国石油化工企业的稳步发展打下良好的基础。
1中国石油化工企业在安全管理方面存在的不足
对于安全管理的认识不足
中国石油化工企业在安全管理方面存在问题的其中一个主要原因就是对于安全管理认识的不足。当前阶段,大部分跨国石油化工企业或者是中外合资的企业在安全管理方面的水平都非常高,所应用的安全生产技术也是十分的先进,在人员管理以及设备管理的工作上都完成的非常出色,极大的降低了事故危害的产生[1]。但从一些生产规模相对较小的少数化工企业来看,由于企业自身的管理工作者的能力还有待提高,对于安全管理的认识还不够透彻,导致这些企业只有简单的安全管理模式,只一味的追求高生产、高效益,从而大大的增长了企业生产中的安全隐患,致使安全事故时有发生。
在安全管理方面投入力度不够
在企业实际生产的整个过程之中,由于在安全管理工作上的投入力度不够,安全管理人员自身的配置也严重不足,安全管理制度不能产生实际的效用;安全设备以及警示标志的短缺,从而导致了企业不能有效的遏制灾害的发生,降低了企业的安全系数。
工作人员的素质不高
当前中国还有少部分化工企业的相关工作人员在自身素质方面存在一定的不足,这也是致使安全事故产生的一个根本原因。特别是在一些小型的乡镇级石油化工企业,个别员工在实际生产操作的技能方面并不熟练,难以达到安全生产的管理要求,对于生产之中出现的问题不能冷静地作出判断,从而导致了事故的产生。与此同时相关的安全管理工作人员也有其不足之处,某些安全管理方面的工作人员并没有受到过有效的培训学习,对于法律认识不够,在实际进行安全管理的相关工作时,没有将正确的安全管理制度作为根本依据,许多生产之中的隐患不能得到有效的规避以及消除,从而造成严重的事故。
2石油化工企业在安全管理方面进行改进的有关建议
健全相关的安全管理机构
石油化工企业相关的安全管理机构分为三个主要部门,分别为决策机构、职能部门以及管理部门。其中决策机构也就是安全生产委员会,身为企业安全管理工作的至高机构,其需要负责企业的卫生环保、生产安全以及技术改造等相关事宜,拟定有关的目标并实际指导相关的企业职能部门切实实施。而职能部门就是负责落实企业安全生产委员会的一切事务,制定相关的企业安全生产管理制度并且加以督促以及实施。至于管理部门以及企业车间的安全管理人员是负责企业安全的有关管理和监督的工作,是能够保证企业进行安全生产的重要因素。
构建一个科学合理的安全管理方式
高效、合理的安全管理模式是所有石油化工企业得以稳定生产的基础。石油化工企业的相关管理工作应该由传统的事故管理模式渐渐向现代化的工业隐患管理模式转变,对于石油化工企业的安全管理应该将被动防御变成主动排除,从而在最大程度上适应现代化安全管理的相关要求。只有这样中国石油化工企业才能在未来的发展形势之中切实保证企业的安全。
有关安全管理措施实际应用
第一点,增强危险辨识的能力即有效辨别系统危险的能力。对于危险的感知以及辨识就是了解危险的过程,在为系统控制提供切实有效的信息的时候,同时也提供了对于危险的评价根据。通过查找在管理方面的不足之处,全面的进行企业安全状况的分析与判断,为了管理部门的工作提供了有力的依据,从而有效的建立起一个动态的约束机制。第二点,对于目标进行管理。这样做能够按照目标的实际变化情况,在最快的时间之内发现问题并且给予相应的处理。第三点,标准化作业的切实开展。标准化作业指的.是经过对作业系统进行一定的调查,对目前实施的作业过程分析并深入研究。在保证安全的基础之上,结合工人生产作业的工作经验,对于多人作业实行统一的指挥工作,在最大程度上帮助并且辅助企业的生产以及对于质量的需求,从而在最大程度上达到高效和安全的目的,完成标准化作业的开展。第四点,完善安全检查以及对于安全隐患的排除。企业的相关安全检查工作有专业、抽样、巡回以及例行检查等四种模式。这些检查对于危险源的产生以及发展的掌握具有非常关键的作用,实时掌握有关人员以及设备的相关状态,在最快的时间内察觉到隐患的存在,提供动态隐患需要解决并完善的信息,同时提供安全决策所需要的客观根据。第五点,对于事故资源进行合理有效的开发。事故的产生使得企业遭受非常严重的损失,这些损失损害了企业的效益,对于企业的未来发展进步产生了巨大的阻碍。如果企业能够用积极的态度全力完善企业的安全状况,应用现代先进的科技手段,对于事故的原因以及影响范围进行深入的研究分析,将事故资源的可利用部分进行合理高效的开发,尽最大的努力探索系统功能的不同运用方式,从而使得消极事故逐渐变成具有积极安全指导作用的例子,提高企业的整体安全管理水平[2]。
创建一个完善的安全管理信息系统
传统的安全管理手段具有被动的特征所以很难达到现代化石油化工企业对于主动排除危险的需求,所以有必要建立一个适合中国现代化企业安全管理信息的系统。伴随着社会计算机信息技术的不断发展与进步,将数学方法与计算机技术结合在一起创建一个完善的石油化工企业方面的安全信息系统,是能够切实实现安全管理的有效途径[3]。安全管理信息系统可以将数据分类并进行大量数据统计,为安全管理的相关部门作出非常全面以及详细的数据报告,同时对于这些数据也能够经过系统之中的数据库以及数学预测模型进行相关的处理以及分析,并且还能够对于安全管理部门在安全形势方面的分析工作作出一定的辅助,帮助其察觉出工作之中存在的不足以及问题,从而将中国石油化工企业从传统的、相对静态的安全信息管理系统改变成高效的、科学的以及动态的安全信息管理系统。
3结语
石油化工企业在安全管理方面的工作,对于中国整个石油化工行业的发展都有着非常重要的作用以及意义,在实际的运转过程之中,石油化工企业有必要强化对于管理团队的筛选与创建,大力完善相关的管理制度,提升生产工作人员对于生产安全方面的认识,及时察觉到生产过程之中存在的危险与隐患并对其进行妥善、合理的处理,最大限度地杜绝安全事故的产生,从而促进中国石油化工行业稳定与健康的发展。
恩恩可助 要 写多 少 的 内 容
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25万吨/年二甲醚精馏系统及二甲醚精馏塔设计
一、课题的目的与意义
二甲醚又称甲醚,简称DME,分 子 式:CH3OCH3 ,结 构 式:CH3—O—CH3 。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃),熔点℃,沸点℃,室温下蒸气压约为,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为 1455kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,却具有神经毒性;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚作为一种基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。由于石油资源短缺 、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强,二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视,成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为 LPG和石油类的替代燃料,二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品,在燃烧时不会产生破坏环境的气体,能便宜而大量地生产。与甲烷一样,被期望成为21世纪的能源之一。
二、研究现状和前景展望
1.研究现状
目前DME的制取工艺有合成气一步法以及甲醇两步法,其中两步法包括甲醇液相法以及气相法。甲醇液相硫酸催化法和甲醇气相法制取二甲醚的生产技术较为成熟,两种方法均有工业装置运转。
甲醇脱水法以精甲醇为原料,脱水反应副产物少,二甲醚纯度高达99%,使用于有较高要求的气雾产品,也可以用作制冷剂或医用气雾剂的抛射剂5,且三废排放少。该工艺比较成熟,可以依托老企业建设新装置,也可单独建厂生产。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺,流程较长,因而设备投资大,产品成本高,受甲醇市场波动的影响也比较大。
合成气法生产二甲醚的生产工艺在淤浆床中,反应温度分布均匀,热平衡较易控制,操作简单且稳定性好,生产成本低。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化以及天然气转化制得,原料经济易得,因而该工艺可用于化肥厂和甲醇厂。这些工厂可将甲醇装置适当改造用于生产二甲醚,形成规模生产。目前一步法生产二甲醚面临的关键问题是:需要高效低价的煤制气工艺及设备;需要能满足大型化二甲醚生产的反应器;解决以煤为原料制二甲醚生产过程中CO2的利用问题; 相关催化剂的开发与生产;成熟而经济的二甲醚分离提纯技术。
2.前景展望
目前,尽管二甲醚产品供大于求,二甲醚在推广应用上遇到一定的困难,但从以下几方面分析,总体上对二甲醚行业来讲是机遇大于挑战。
( 1) 在2009 年5 月18 日国务院办公厅下发的石化行业调整和振兴规划中,已将煤制二甲醚列为重点抓好的五类示范工程之一,说明利用煤炭高效清洁转化生产二甲醚已引起国家的高度重视。国家发改委发布的《关于加强煤化工项目建设管理,促进产业健康发展的通知》中要求一般不应批准规模在1 000 kt /a 以下的二甲醚项目,这对于遏制盲目扩张二甲醚产能、引导二甲醚产业有序发展、保持二甲醚市场的相对稳定将起到积极的作用。
( 2) 2010 年9 月2 日,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理
委员会2010 年第4 号( 总第159 号) 文( 中华人民共和国国家标准批准发布公告) 联合批准发布了编号为GB 25035—2010 的《城镇燃气用二甲醚》国家标准,标准对二甲醚作为城镇燃气使用的质量要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存提出了严格的规定,已于2011 年7 月1 日起实施。这使得二甲醚作为城镇燃气使用有法可循,二甲醚大规模进入民用燃气市场有了合法的身份。
( 3) 经国务院批准,财政部、税务总局联合发布通知,为支持和促进二甲醚的推广使用,自2008 年7 月1 日起,二甲醚按13% 的增值税税率征收增值税,税收上对二甲醚生产企业给予了一定的优惠。这意味着政府已加大对替代能源———二甲醚的扶持力度。
( 4) 随着二甲醚在城市公交车、出租车上的成功推广使用和相应配套设施的建立和完善,二甲醚需求量会大幅增加,将为二甲醚提供一个稳定的大市场。
( 5) 中国城市燃气协会二甲醚专业委员会的成立,对促进二甲醚作为城镇民用燃气的进程将发挥积极的作用。
( 6) 随着国际原油价格的疯涨,我国作为一个石油进口大国,无疑会带来较大的能源安全风险。在此情况下,国家发展和改革委办公厅[2006] 1404 号文已将发展二甲醚煤基醇醚燃料列为缓解石油供应短缺、高油价矛盾替代工作的重点,这无疑为二甲醚行业带来了良好的发展商机。
三、课题主要内容、拟解决的问题、研究特色和创新之处
1.主要内容
如图所示,甲醇经过处理后进入二甲醚合成塔中反应,得到的产物中主要含有二甲醚、甲醇以及水分,将产物送入二甲醚精馏塔中进行精馏分离。由于分离体系中的泡点的不同,二甲醚泡点最低,故得到的轻组分为二甲醚,从塔顶分离出来,而甲醇和水分则从塔底从来。重组分中含有大量的未被反应的甲醇,再送进甲醇回收塔中进行分离,得到较纯的甲醇再次循环利用。
本次毕业设计中应用的物料衡算是工艺设计的基础,根据所需设计项目的年产量,通过对全过程或单元过程的物料衡算,可以计算出原料的消耗量、副产品量及输出过程物料的损耗量等;并在此基础上作能量衡算,计算出蒸汽、水、电、煤或者其他燃料的消耗定额;最终可以根据这些计算确定所生成产品的技术经济指标。同时根据物料衡算所得的各单元设备的物流量及其组成、能量负荷及其等级,对生产设备和辅助设备进行选型或者设计,从而对过程所需设备的投资及其项目可行性进行估价。
2.需解决的问题
本次设计的流程有多种,根据对三废排放、节能节源的比较,选择工艺流程,并通过对精馏塔的比较以及对于经济效益的比较,选择本次精馏塔的类型,并且根据自己对整个流程的了解画出本设计的物料流程图,最后通过计算机绘制精馏工段的物料流程图、精馏设备的控制流程图、精馏塔的设备图、±平面的设备布置图;用A2图纸手工绘制二甲醚精馏工段的物料流程图、预塔冷却器的控制流程图、预塔冷却器的设备图、±平面的设备布置图。
3.特色和创新
本设计考虑到原料的充分利用,即将未被反应的甲醇通过回收循环利用,这样,既能减少原料的损耗,同时也符合经济效益。同时,被设计中二甲醚采用的是甲醇气相法,其优点:
生产二甲醚的原料可为精甲醇或粗甲醇, 蒸汽消耗和生产成本较低。
二甲醚反应器是列管式反应器,反应温度易控制,且催化剂在反应器中分布较均匀。
采用先进塔器内件和分离工艺, 回收效果好, 流程简化, 醇耗低。
四、研究方法、步骤和措施
查阅并收集与毕业设计内容相关的资料,认真总结,完成文献综述;同时根据文献综述的详细内容进行总结归纳,完成开题报告。
尝试通过ASPEN PLUS,对甲醇精馏流程进行全流程模拟;对单个设备预塔冷却器进行设计和模拟,并分析其操作影响因素从而得到一个较为可行性的优化方案。
对全流程进行物料衡算、能量衡算,并对所使用的换热器的设备尺寸进行计算,从而绘制工艺流程图。
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开题报告的格式由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题说清楚,应包含两个部分:总述、提纲。1 总述开题报告的总述部分应首先提出选题,并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法、必要的数据等等。2 提纲开题报告包含的论文提纲可以是粗线条的,是一个研究构想的基本框架。可采用整句式或整段式提纲形式。在开题阶段,提纲的目的是让人清楚论文的基本框架,没有必要像论文目录那样详细。3 参考文献开题报告中应包括相关参考文献的目录4 要求开题报告应有封面页,总页数应不少于4页。版面格式应符合以下第3部分第2)项“格式”的规定。开 题 报 告学 生:一、 选题意义1、 理论意义2、 现实意义二、 论文综述1、 理论的渊源及演进过程2、 国外有关研究的综述3、 国内研究的综述4、 本人对以上综述的评价三、 论文提纲前言、一、1、2、3、·二、1、2、3、··三、1、2、3、结论四、论文写作进度安排毕业论文开题报告提纲一、开题报告封面:论文题目、系别、专业、年级、姓名、导师二、目的意义和国内外研究概况三、论文的理论依据、研究方法、研究内容四、研究条件和可能存在的问题五、预期的结果六、进度安排七、教研室可行性论证结论参考范文:毕业论文开题报告论文题目:——————学生姓名:—————— 学号:——————专业:——————指导教师:————————年——月——日开题报告填写要求1、开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见审查后生效.2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写,按成教处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见.3.学生查阅资料的参考文献应在3篇及以上(不包括辞典,手册),开题报告的字数要在1000字以上.4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式,信息交换,日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写.如"2004年9月26日"或"2004-09-26".毕业论文开题报告1、本课题的研究意义我国的经济正处于比较快速的发展阶段,但是对于资源问题一直是世界各国关注的问题。虽然我国被世界各国公认为是资源最为丰富的国家,但正处于快速发展的我国对资源的需求还是很大的。有关数据显示我国的资源利用是相当不合理的,我过对外出口的又是一初级产品为主,生产初级产品又是最为消耗资源的。再加上我过的中、小型工业十分多,中、小型工业对资源的利用更是不科学。据有关科学家推算我国的某资源只能利用将近五十年左右,这意味着我国的资源还是比较缺乏的。鉴于这些种种原因在我国资源还未到达紧张的情况下研究一下我国资源合理利用的问题是十分重要的,这对我国今后的发展趋向有着重大的意义。2、本课题的重点和难点第一、从我国的人口来看,对于我国具有一十几亿人口的国家只要每人多浪费一点那就是一个很大的数目。就拿煤炭来说,如果每人每天浪费,那么每天国内就浪费×1,200,000,000kg,一年国内的浪费就是×1,200,000,000×365kg。这个数据就是很惊人的了。第二、目前,我国的国民素质还处于发展阶段,这对我国的资源保护问题一个弊端。由于国民素质的影响我国的资源浪费的控制,一个国家国民素质的高低会直接影响到国家的资源的利用情况,对于发达国家,其国民素质的高低不仅对其国家的资源的合理利用方面起着一定作用,对国民的合理消费也会有这重要的作用。因此,我们更应该让我国国民有正确的科学发展观和消费观。这就需要科学地引导他们认识到正确科学观和消费观的重要性。使全国人民都能意识到我国资源的现状与将来。第三、对于我国的现状要想让人们都能认识到国家的形式是比较困难的。我国作为社会主义国家还处在初级发展阶段,国民的生活水平并未全面达到小康。这也就使的我国国民的消费水平较低。比起发到国家而言,我国国民的消费是远远不及的。这也就限制了我过的经济发展,国家的发展水平和国民的消费水平是分不开的。这要求我们应该引导国民的消费。3、论文提纲科学发展观1.科学发展观的概论2.怎样理解科学发展观3.科学发展观的形成4.树立科学发展观5.落实科学发展观,应当做到那些发面的工作6.科学发展观树立的必要性对外经济发展战略1.世界经济形势变化对我国经济的影响与对策分析2.我国对外经济发展的战略取向3.经济全球化的我国境外直接投资毕业论文开题报告指导教师意见:(对本课题的深度广度几工作量的意见)指导教师:(亲笔签名)——年——月——日系部审查意见:系部负责人:(亲笔签名)——年——月——日
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电工技师技术论文范文篇二 电工技术实验装置常见故障维修 摘 要 文章总结了电工技术实验装置常见的故障现象、故障原因及维修方法,包括可调直流稳压电源、三相电源、IGBT元器件等常见故障,总结了诊断故障和处理故障问题的一般步骤和方法。并分析了设备维护的若干原则,对日常电工设备的日常维护有较好的借鉴意义。 【关键词】电工技术实验装置 故障分析 维修方法 1 常用的故障排除方法 常见故障 在进行电工技术实验时,经常会碰到一些故障情况。如果对这些故障形式及原因不熟悉,就无法判定故障原因顺利解决故障,从而影响实验的进行和实验结果的准确性。通过对大量的电工技术实验中出现的故障情况进行分析总结,我们发现了以下一些常见的、典型的故障形式:①电源故障。这主要表现为电源给电工技术实验装置提供的电压不稳定,偏高或偏低,同时交流电源电流相位不符合要求。②线路故障。在电工技术实验中线路故障比较常见,主要表现在导线连接错误造成的短路和线路接触点接触不良造成的断路。此外,线路故障还有可能形成局部漏电等不良影响。③元器件故障。元器件本身的故障也是造成电工技术实验失败的一个主要原因。有些比较敏感、对实验条件要求比较严格的元器件,一旦其试验方式不符合要求或实验环境达不到标准,就有可能造成元器件出现故障,影响实验进程。 故障的排除步骤 通过长期对实验故障形式的分析和研究,并结合实际故障维修中的经验,我们总结出了以下分析、判断和处理电工技术实验中常见故障的方式和步骤: 调查研究 当我们在电工技术实验中遇到故障时,首先就是要仔细观察出现故障的部位、故障的形式及相应的异常现象状况。例如,如实验装置出现发热、散发刺鼻气味、振动异常剧烈、噪音较大等异常现象时,我们就可以通过自身的感觉器官对故障现象、位置及性质做个大致的分析判定,为后续的分析处理提供参考。 故障分析判断 在以上对实验故障的情况做了初步判断后,我们就要根据已有的知识和经验对故障原因、位置进行进一步的分析和判断。为此,我们可以运用故障排除法来进行。例如在切断或短接故障电路的某一回路或元器件时,测量该回路或元器件的电流、电压值是否符合理论值,进而一步步分析确定回路故障位置。同时,为了判定某一元器件是否出现故障或异常,可以将其用正常元件代替检测,比较前后回路电压、电流参数是否一致来判断。 故障维修 通过上述步骤探明故障原因及位置后,就要对故障进行维修处理。如果是由于实验元器件出现故障,必要时就要更换正常元件代替实验。如果是回路短路或断路故障,就要重新连接电路并测试正常后才能继续实验。为了不影响实验的进程和结果,在对实验故障进行维修时要尽量采取直接有效、方便快捷的方式进行。必要时要重新设计电路结构和使用可靠度高的元器件,并在排除的所有故障后才可以重新开始实验。 2 直流稳压电源 电工技术实验装置包含两种可调电源,可调电流源和可调电压源,前者能够向电路输出稳定电流信号,后者可以给外负载两端加上稳定电压。以直流稳压电源为例,常发生的故障包括以下几种: (1)直流电流源无法输出电流,或者提供的电流数值很小,趋近于零。究其原因,一般是电流源开关在打开状态,但是外部负载未接入,导致电流源过载,内部保护装置启动,不再输出电流,防止电路过热烧毁。 解决方法是先切断总电源,让系统冷却一段时间,使得内存器的记忆全部消失,再重新打开电源,仔细检查外电路,保证外部负载顺利接入,最后打开电流源开关,即可排除故障。 (2)直流稳压电源不输出电压信号。一般出现这种情况时,很有可能使连接电路时将电压源两个端子短接,造成过大电流,内部保护机制起作用,电压信号中断。与(1)类似,先要切断总电源,冷却后重新打开电源,调整外部电路配置,再打开电压源,可恢复正常工作。 (3)电压源输出电压的调整比减小。按照一般情况,电压源输出电压可在0V~30V之间顺利调节,在出故障的情况下,电源调整范围会大幅减小。经过仔细排查,上面一路电压源一切正常,只是下面的电路有故障。第一,检测上下两路电压对应的电路板,先确认电路板无故障,再检测电位器与电路板的连接线,确认没有短路、断线等故障后,最后检查电位器,发现电位器电阻值异常。判定故障原因后,更换电位器,故障得以排除。 3 可调电阻 实验装置公共基座上分布有大量可调电阻,阻值范围在0~900欧姆,这些部位也比较容易发生故障。 常见故障 一般情况下都是两个接线端子间的电阻无限大,有可能是电流过大,可调电阻保险管烧毁,只要更换新型保险管即可;还一种原因是,可调电阻的电阻丝长期磨损,电阻丝的某一部分断裂,致使电路断开,这需要更换整个可调电阻配件。 解决方案 检修故障时,先将可调电阻保险管取出,检查是否开路,若开路,更换即可;如果排除了开路故障,则检查可调电阻本身的通断情况,如果确认可调电阻配件已经断路,则需要更换新型配件。 4 故障维修注意事项 在对故障进行检测分析和维修的过程中,为了确保实验者的人身安全及检测维修的合理有效性,还需要注意以下几个方面的要求:一是在检测维护过程中,一定要严格遵守相关的实验操作流程和步骤。同时要确保实验仪器设备的使用条件和使用方式满足要求。二是在电工技术实验故障的维修过程中,要始终高度重视操作人员的人身安全。不仅要注重维修技能的提高,还要注重对安全操作意识的教育。三是要注重对故障维修过程中出现的新情况和新问题进行总结和分析,要不断学习新技术、新知识,扩展自己的维修技能,并在实践中加以检验。只有加强学习、积极实践,才能在电工技术实验装置的故障维修中从容不迫,游刃有余。 参考文献 [1]蓝晓威.论电气设备维修检查的原则与方法[J].民营科技,2010(04). [2]胡龙滨.电气设备常用维修方法与实践[J].黑龙江科技信息,2007(14). [3]张健.电气设备的常见维修方法及实践细则[J].黑龙江科技信息,2009(10). [4]徐鹏.电气设备常见故障问题分析与解决途径[J].黑龙江科技信息,2011(21).看了“电工技师技术论文范文”的人还看: 1. 电工技师自我鉴定范文6篇 2. 电工技师职称论文 3. 电工职称论文范文 4. 维修电工高级技师职称论文 5. 电力电气职称论文
维修电工技师论文摘 要 :在 传 统 的 接 触 器 控 制 电 路 中 往 往 因 为 电 器 元 件 过 多 ,使 设 备 运 行 可 靠 性 下 降 , 维 护 人 员 工 作 量 增 加 、 维 修 费 用 上 升 , 本 文 使 用 了 PLC 可 编 程 控 制 器 代 替 传 统 的 接 触 器 控 制 ,并 阐 述 了 中 央 空 调 系 统 的 运 行 及 保护要求。 关 键 词 : PLC、 梯 形 图 、 中 央 空 调 。 PLC 在 中 央 空 调 控 制 系 统 中 的 应 用前言随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断应用到 各 个 方 面 中 ,使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 我 公 司 于 1996 年 安 装 了 4 台 单 螺 杆 冷 水 机 组 , 其 制 冷 剂 为 R22,冷 却 方 式 为 水 冷 。 安 全 保 护 有 : 相 序 保 护 、 蒸 发 器 水 流 保 护 、 冷 凝 器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等,由 于设备所用元器件过多,如接触器、中间继电器、时间继电器等,使控 制电路复杂,在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行,维护过程 又烦琐复杂,维护费用直线上升,为使设备能正常运行,减少维护人员 工作量,降低维护费用,改善工作环境,于是决定对其控制系统进行改 造 , 由 于 PLC 控 制 具 有 可 靠 性 高 , 抗 干 扰 能 力 强 , 通 用 性 强 , 容 易 扩 充 功能不需改变线路、结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量 少 , 现 场 连 接 方 便 等 优 点 , 所 以 公 司 决 定 将 原 控 制 电 路 改 成 PLC 控 制 。 1、 空调运行的保护及要求的分析 首 先 ,此 单 螺 杆 冷 水 机 组 ,要 求 开 机 前 必 须 将 空 调 机 组 的 电 加 热 器 送 电 预 热 , 以 使 冷 冻 油 油 温 在 40℃ 以 上 , 使 冷 冻 油 的 粘 度 降 低 , 同 时 使 冷 冻 油 和 制 冷 剂 分 离 ( 约 24 小 时 ) 因 加 热 器 功 率 较 小 , 设 备 的 金 属 外 壳 吸 收 热 量 散 热 ,所 以 加 热 器 可 长 期 加 热 ,不 必 担 心 油 温 过 高 ,当 电 机 运 行 时 ,切 断 电 加 热 器 ,冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 。电 源 要 有 相 序 保 护 , 电 源 相 序 必 须 正 确 , 压 缩 机 电 机 不 得 反 转 , 压 缩 机 电 机 要 求 Y-? 起 动 , 电 机 过 载 时 热 继 电 器 要 动 作 , 电 机 温 度 不 得 高 于 90℃ , 当 电 机 过 热 时 电 机 内 热 保 要 动 作 ,要 有 高 、低 压 保 护 ,吸 气 压 力 和 排 气 压 力 应 在 至 之 间 , 空 调 运 行 时 必 须 有 冷 却 水 流 和 冷 冻 水 流 , 压 力 为 至 左 右 ,且 进 出 水 水 压 差 要 为 左 右 ,还 要 有 冰 点 保 护 , 当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 比 设 定 水 温 小 2℃ 时 , 设 备 应 停 机 , 如 果 该 系 统 失 灵 , 水 温 下 降 到 4℃ 时 必 须 停 机 , 防 止 冰 堵 , 冻 坏 设 备 ,当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 到 设 定 温 度 +2℃ 时 ,设 备 能 自 动 起 停 ,每 次 停 机 后 在 10 分 钟 内 机 组 不 能 2 次 运 行 。 按 下 设 备 起 动 按 钮 后 , 能 量 电 磁 阀 MV 4 与 MV 1 要 打 开 , 经 240 秒 延 时 后 ,电 机 Y 型 起 动 5 秒 后 电 机 ? 型 运 行 ,运 行 6 秒 后 ,要 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 1 同 时 打 开 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 加 载 为 40%运 行 , 运 行 5 分 钟 后 , 量 电 磁 阀 MV 3 打 开 同 时 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 电 机 加 载 能 为 70%运 行 ,再 运 行 10 分 钟 后 ,能 量 电 磁 阀 MV 3 关 闭 压 缩 机 电 机 加 载 为 100%运 行 , 当 冷 冻 水 温 大 于 水 温 设 定 值 2℃ 时 , 设 备 减 载 , 压 缩 机 1 电 机 为 70%负 载 运 行 ,当 冷 冻 水 温 达 到 设 定 水 温 时 ,设 备 再 次 减 载 ,压 缩 机 电 机 为 40%负 载 运 行 ,当 冷 冻 水 温 小 于 设 定 值 2℃ 时 ,设 备 自 动 停 机 , 当 冷 冻 水 温 回 升 到 大 于 设 定 值 2℃ 且 停 机 10 分 钟 以 上 时 , 设 备 要 能自动启动。 当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报 警 。 当 设 备 有 异 常 现 象 时 可 按 下 急 停 按 钮 SEM, 设 备 强 行 停 机 。 2、 图 形 设 计 1、 主 电 路 图 见 图 ① 2、 梯 形 图 见 图 ② 3、 主 要 元 器 件 见 表 ① 4、 PLC 的 输 入 、 输 出 继 电 器 及 控 制 对 象 见 表 ② 5、 能 量 电 磁 阀 动 作 与 能 量 对 照 表 见 表 ③ 6、 程 序 清 单 见 表 ④ 3、 空 调 设 备 的 运 行 准 备 工 作 1、 在 准 备 开 起 空 调 前 一 天 将 空 调 电 源 送 上 使 电 加 热 器 工 作 将 冷 冻 油 加 热 至 40℃ 以 上 (约 要 24 小 时 )油 温 到 40℃ 时 油 温 保 护 器 常 开 触 点 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X502 断 开 。 2、 主 机 电 源 相 位 正 确 , 相 位 继 电 器 动 作 使 PLC 输 入 继 电 器 X501 断开。 3、 打 开 所 有 水 流 阀 门 4、 调 节 风 管 阀 门 使 集 气 箱 风 机 打 循 环 风 (可 以 进 少 量 新 空 气 )。 5、 起 动 集 气 箱 风 机 、 冷 却 塔 风 机 、 冷 冻 水 泵 和 冷 却 水 泵 , 当 蒸 发 器 和 冷 凝 器 有 水 流 时 且 水 流 压 力 和 压 力 差 达 到 设 备 允 许 值 时 ,蒸 发 器 水 流 开 关 和 冷 凝 器 水 流 开 关 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X503、 X504 断 开 。 6、 水 温 开 关 均 为 常 开 , 当 水 温 低 于 开 关 设 定 温 度 时 开 关 闭 合 , 电 机 过 热 保 护 、 热 继 电 器 均 为 常 开 , 高 压 保 护 开 关 设 定 为 , 高 压 大 于 开 关 闭 合 , 低 压 保 护 开 关 设 定 为 , 低 压 低 于 低 压 开 关 闭 合 。 7、 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 需 要 值 (暂 且 把 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 7℃ , 把 其 余 两 温 度 开 关 , 水 温 上 限 值 和 下 限 值 分 别 设 为 9℃ 和 5℃ )。 起 动 空 调 当 一 切 准 备 工 作 就 绪 , PLC 辅 助 继 电 器 M101 失 电 , 报 警 灯 熄 灭 , 设备此时可以起动运行。 由 于 时 间 继 电 器 T455 早 在 设 备 加 热 时 就 得 电 并 在 10 分 钟 后 动 作 , 所 以 时 间 继 电 器 T455 的 常 开 触 点 早 已 闭 合 不 影 响 设 备 起 动 。 按 下 起 动 按 钮 SB 1 , PLC 的 输 入 继 电 器 X400 得 电 常 开 触 点 闭 合 使 辅 助 继 电 器 从 M100 得 电 , M100 的 常 开 触 点 闭 合 自 锁 , 同 时 使 输 出 继 电 器 Y530 得 电 自 锁 ,Y530 常 开 触 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y430、Y431 得 电 并 锁 , Y530 常 开 触 点 闭 合 使 交 流 接 触 电 器 KM 3 得 电 使 星 型 接 点 闭 合 , Y431 常 开 闭 合 使 时 间 继 电 器 T450 得 电 , T450 开 始 计 时 , 输 出 继 电 器 Y430、 Y431 得 电 又 使 能 量 电 磁 阀 MV 4 、 MV 1 得 电 打 开 , 当 时 间 继 电 器 T450 延 时 240 秒 后 , T450 常 开 触 点 闭 合 , 使 输 出 继 电 器 Y432 得 电 并 自 锁 , Y432 得 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 动 作 , 压 缩 机 电 机 开 始 起 动 , Y432 2 常 开 触 点 闭 合 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 亮 , 时 使 时 间 继 电 器 T455 失 电 复 位 , 同 接 触 器 KM 1 的 一 组 控 制 加 热 器 的 常 闭 触 点 断 开 使 电 加 热 器 停 止 工 作 , 冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 ,Y432 得 电 又 使 时 间 继 电 器 T451 得 电 ,压 缩 机 电 机 起 动 5 秒 后 ,时 间 继 电 器 T451 动 作 , 输 出 继 电 器 Y530 失 电 , 使 使 交 流 接 触 器 KM 3 失 电 断 开 星 型 接 点 , 同 时 时 间 继 电 器 T451 常 开 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y433 得 电 , Y433 得 电 自 锁 , 使 时 间 继 电 器 T452 得 电 , T452 开 始 计 时 ,Y433 得 电 又 使 交 流 接 触 器 KM 2 得 电 ,压 缩 机 电 机 开 始 正常运行, Y433 动 作 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 熄 灭 同 时 使 运 行 指 求 灯 H 3 亮 , 时 间 继 电 器 T452 得 电 在 压 缩 机 电 机 运 行 6 秒 后 时 间 继 电 器 T452 动 作 , T452 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y431 失 电 , Y431 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 1 失 电 闭 合 ,T452 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ,使 能 量 电 磁 阀 MV 2 得 电 打 开 、压 缩 机 电 机 加 载 为 40%运 行 ,时 间 继 电 器 T452 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 , 时 间 继 电 器 T453 得 电 , 缩 机 电 机 再 运 行 300 使 压 秒 后 , 时 间 继 电 器 T453 动 作 使 输 出 继 电 器 Y435 得 电 , 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 , T453 动 作 又 使 输 出 继 电 器 Y434 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 2 失 电 关 闭 , 缩 机 电 机 加 载 为 70%运 行 , 压 T453 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 , 时 间 继 电 器 T454 得 电 压 缩 机 电 机 再 运 行 600 秒 后 , 时 间 继 电 器 T454 动 作 , T454 断 开 输 出 继 电 器 Y435, Y435 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 失 电 关 闭 、 压 缩 机 电 机 加 载 100%运 行 , 在 运 行 一 段 时 间 后 当 冷 冻 水 温 下 降 到 9℃ 时 , 9℃ 水 温 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X402 动 作 , X402 常 闭 触 点 断 开 ,使 时 间 继 电 器 T451、T452、T453、T454 断 电 复 位 ,输 入 继 电 器 X402 的 常 开 闭 合 , 输 出 继 电 器 Y435 得 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 , 使 压 缩 机 电 机 减 载 为 70%运 行 , 当 冷 冻 水 温 下 降 到 7℃ 时 , 7℃ 温 控 开 关 闭 合 ,输 入 继 电 器 X505 动 作 ,X505 常 闭 触 点 断 开 ,使 输 出 继 电 器 Y435 断 电 ,Y435 断 电 又 使 能 量 电 阀 MV 3 失 电 关 闭 ,X505 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ,Y434 得 电 又 使 能 量 电 阀 MV 2 得 电 打 开 ,同 时 压 缩 机 电 机 减 载 为 40%运 行 , 当 冷 冻 水 温 继 续 下 降 到 5℃ 时 , 5℃ 温 控 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X403 得 电 , X403 常 闭 触 点 断 开 , 输 出 继 电 器 Y430、 使 Y434 失 电 , 使 能 量 电 阀 MV 4 、 MV 2 失 电 闭 合 , X403 常 开 触 点 闭 合 , 使 输 出 继 电 器 Y431 得 电 , Y431 得 电 自 锁 并 使 能 量 电 阀 MV 1 得 电 打 开 , X403 常 开 触 点 闭 合 同 时 使 输 出 继 电 器 Y437 得 电 动 作 , Y437 的 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 KM 2 压 缩 机 电 机 停 机 ,Y432 失 电 又 使 Y434、Y435、Y437 失 电 ,输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 又 使 运 行 指 示 灯 H 3 熄 灭 ,当 KM 1 失 电 常 闭 触 点 闭 合 又 使 电 加 热 器 工 作 (如 果 冷 冻 水 温 下 降 到 比 设 定 值 小 2℃ 时 , 限 水 温 控 制 器 不 动 下 作 , 冷 冻 水 温 将 继 续 下 降 , 当 冷 冻 水 温 下 降 到 4℃ 时 , 冰 点 保 护 开 关 常 开 闭 合 , 输 入 继 电 器 X406 常 开 闭 合 , 辅 助 继 电 器 M101 得 动 作 M101 使 使 的 常 闭 触 点 断 开 使 辅 助 继 电 器 M100 和 输 出 继 电 器 Y530 失 电 , M100 失 电 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 2 断 电 , 缩 机 电 机 强 行 停 机 , 关 闭 所 有 能 量 电 磁 阀 , KM 压 并 同 时 从 M101 的 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y534 得 电 报 警 指 示 灯 H 4 亮 , 此 时 设 备 无 法 再 起 动 运 行 , 只 有 当 故 障 排 除 后 , 辅 助 继 电 器 M101 失 电 复 位 , 报 警 指 示 灯 H 4 熄 灭 , 设 备 才 可 以 起 动 运 行 ), 当 冷 冻 水 温 回 升 到 5℃ 时 , 5℃ 温 控 开 关 断 开 , 输 入 继 电 器 X403 常 开 触 点 断 开 , 输 出 继 电 3 器 Y437 失 电 , Y437 触 点 复 位 , 当 水 温 回 升 到 7℃ 时 , 7℃ 温 控 开 关 复 位 ,当 水 温 回 升 到 9℃ 时 ,9℃ 温 度 开 关 复 位 ,输 入 继 电 器 X402 失 电 复 位 ,如 果 此 时 已 停 机 10 分 钟 ,时 间 继 电 器 T455 已 动 作 ,那 么 ,输 出 继 电 器 Y530 将 得 电 动 作 , 使 交 流 接 触 器 KM 3 得 电 闭 合 , 设 备 进 入 下 一 轮 运行。 注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化 到 允 许 值 以 外 , 那 么 辅 助 继 电 器 M101 都 将 动 作 使 设 备 强 行 停 机 报 警 , 并 使 报 警 指 标 灯 H4 亮 , 只 有 在 故 障 消 除 后 设 备 方 可 运 行 。 停 机 空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后,按下停止按钮 SB 2 ,这 样 可 以 减 轻 因 压 缩 机 电 机 突 然 停 时 产 生 的 大 电 流 对 设 备 和 电 气 元件的损伤。 按 下 停 止 按 钮 SB 2 ,使 输 入 继 电 器 X401 闭 合 ,使 输 出 继 电 器 Y436 得 电 动 作 , 断 开 辅 助 继 电 器 M100, M100 常 开 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 压 缩 机 电 机 停 机 所 有 能 量 电 磁阀关闭,运行指示灯熄灭,当压缩机停机后,在没有特殊情况下, 集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启,在冷凝器 和蒸发器中的水温接近常温后再停机,以减少因水温过高和过低对设 备造成损伤。 4、 结 论 设 备 在 改 造 后 经 过 一 年 多 的 运 行 ,未 出 现 过 故 障 ,运 行 稳 定 ,达 到 了 预 期 的 效 果 ,减 轻 了 维 修 人 员 的 工 作 量 ,为 公 司 节 约 了 大 量 的 维 修 费 用,也改善了公司的工作环境。 5、 主 要 元 器 件 表 : 主要元器件表① 元器件符号 PLC MV 1 —MV 4 SEM FR 1 R1 RCP 元器件名称 三 菱 F1-40MR 能量电磁阀 急停按钮 热继电器 电加热器 相序保护器 元器件符号 FU 1 —FU 5 KM 1 —KM 3 M H 1 —H 4 T Q1 元器件名称 熔断器 交流接触器 压缩机电机 指示灯 变压器 空气开关 PLC 输入、输出继电器及控制对象表② 输入、输出继电器及控制对象表② 输入继电器符号 X400 X401 控制对象 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 输入继电器符号 Y430 Y431 被控制对象 能量电磁阀 MV4 能量电磁阀 MV1 4 X402 X403 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 X505 开机温控 停机温控 电机内热保 热继电器 冰点保护 高压保护 低压保护 相序保护 油温开关 蒸发水流开关 冷凝水流开关 温度设定开关 Y432 Y433 Y434 Y435 Y530 Y532 Y533 Y534 交流接触器 KM1 交流接触器 KM2 能量电磁阀 MV2 能量电磁阀 MV3 交流接触器 KM3 起动指示灯 H2 运行指示灯 H3 报警指示灯 H4 能量电磁阀动作与能量对照表③ 能量电磁阀动作与能量对照表③ OPEN OR CLOSE MV1 1 0 0 0 1 0 MV2 0 1 0 0 0 0 MV3 0 0 1 0 0 0 MV4 1 1 1 1 0 0 能量 启动 40% 70% 100% 运行停止 停机 注:1、“1”表示能量电磁阀打开,“0”表示能量电磁阀关闭。 2、MV1、MV2、MV3、MV4 为能量电磁阀。 3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。 5 6 7 程序清单表④ 程序清单表④ 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 指令 LD OR ANI ANI OUT LD OUT LD AND ANI OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI AND OUT LD OR OR ANI AND OUT LD AND OUT K LD OR 元件号 X400 M100 Y436 M101 M100 X401 Y436 M100 T455 X402 Y530 T451 M101 Y433 Y530 Y530 Y430 Y436 X430 M100 Y430 Y530 Y431 X403 T452 M100 Y431 Y431 Y530 T450 240 T450 Y432 序号 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 指令 AND ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR AND ANI ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR ANI ANI ANI AND OUT LD OUT K LD OR ANI ANI 元件号 M100 Y436 Y437 Y432 Y432 X402 T451 5 T451 Y433 M100 Y436 Y437 Y530 Y433 Y433 X402 T452 6 T452 X505 T453 X403 Y431 Y432 Y434 T452 T453 300 T453 X402 T454 X505 序号 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 指令 ANI AND OUT LD OUT K LD AND OUT LDI OUT K LD ANI OUT LD AND OUT LD OUT LD OR OR OR OR ORI ORI ORI ORI OUT END 元件号 Y431 Y432 Y435 T453 T454 600 X403 Y432 Y437 Y432 T455 600 Y432 Y433 Y532 Y432 Y433 Y533 M101 Y534 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 M101 8 总结 随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断 应 用 到 各 个 方 面 中 ,使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 。本 文 主 要 针 对 我 们 本 次 的 毕 业 设 计《 智 能 化 小 型 中 央 空 调 》阐 述 PLC 控 制 设 计 与 智 能 化 中 央 空 调 (冷 冻 站 )系 统 的关系。 现在本文就系统改造实现情况作简单介绍:本文的系统调试应分为 两 步 ,设 备 电 气 控 制 系 统 调 试 和 中 心 网 络 系 统 调 试 。我 们 就 已 完 成 的 设 备电气控制系统设计、 试及使用情况作一下说明: 对实验室的要求: 调 针 要 求 电 气 系 统 运 行 稳 定 ,感 温 精 确 度 高 ,维 护 方 便 寿 命 长 ,并 能 联 网 进 行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善, 许 多 功 能 还 未 开 发 。本 文 经 过 对 设 备 状 况 和 同 学 们 对 中 央 空 调 学 习 认 识 的 调 研 ,本 文 认 为 可 采 用 三 菱 公 司 的 A 系 列 PLC 作 为 设 备 的 控 制 系 统 核 心 。它 不 仅 具 备 普 通 PLC 可 编 程 控 制 器 的 各 种 优 点 ,而 且 能 够 利 用 以 太 网 网 络 模 块 ( B2/B5) 组 建 MELSECNET 网 络 , 最 终 达 到 建 成 先 进 的 分 布 式控制系统,既实现各种设备之间的联网,实现远程控制和管理。 我们本次的设计中有两套中央空调系统,由三台冷却水泵、三台冷 冻 水 泵 、一 台 冷 却 塔 风 机 、两 台 冷 水 机 组 等 主 要 设 备 组 成 两 套 制 冷 系 统 ( 因 系 统 小 ,冷 却 塔 功 率 大 ,实 验 室 要 求 等 ,本 系 统 较 一 般 两 套 制 冷 系 统 不 同 的 是 两 台 冷 水 机 组 却 只 选 择 一 个 冷 却 塔 ,经 计 算 核 定 ,这 并 不 影 响 其 效 果 )其 中 冷 水 机 组 是 由 设 备 生 产 厂 成 套 供 应 的 。根 据 本 次 设 计 的 实 验 室 要 求 ,我 们 选 择 了 2*5 匹 全 封 闭 式 压 缩 机 冷 水 机 组 。它 一 般 是 根 据 空 气 调 节 原 理 及 规 律 等 由 微 处 理 器 自 动 控 制 。冷 水 机 组 由 压 缩 机 、冷 凝器与蒸发器组成。 缩机把制冷剂压缩, 缩后的制冷机进入冷凝器, 压 压 被 冷 却 水 冷 却 后 ,变 成 液 体 ,析 出 的 热 量 由 冷 却 水 带 走 ,并 在 冷 却 塔 里 排 入 大 气 。液 体 制 冷 剂 由 冷 凝 器 进 入 蒸 发 器 蒸 发 吸 收 热 量 ,使 冷 冻 水 降 温,然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。 如此循环不已, 把室内的热量带出,达到降低环境温度的目的。 当 然 系 统 基 本 达 到 了 设 计 的 要 求 ,它 不 仅 具 备 基 本 逻 辑 控 制 功 能 ,还 具 有联网通信功能和管理功能等。 外相对与老的控制系统, 工作稳定、 另 它 故 障 率 低 ,并 能 进 行 系 统 自 动 报 警 ,操 作 及 维 护 十 分 简 便 ,维 修 综 合 成 本(待机时间等)大大降低。 在 智 能 化 中 央 空 调 冷 冻 系 统 中 , 采 用 PLC 控 制 系 统 是 切 实 可 行 的 , 中 央 空 调 冷 冻 系 统 用 PLC 控 制 可 以 有 效 地 保 证 其 工 作 稳 定 、可 靠 ,便 于 维 护 , 且 性 能 价 格 比 高 。 同 时 以 PLC 为 核 心 的 高 可 靠 的 监 控 系 统 实 现 了 对 空 调 主 机 的 控 制 及 两 台 主 机 之 间 的 协 调 控 制 ,具 有 先 进 、可 靠 、经 济、灵活等显著特点。 9 参考文献 1.《中央空调工程设计与施工》,吴继红、李佐周编著,高等教育出版社 2.《制冷空调自动控制》,张子慧等编著,科学出版社 1 3. 三菱公司,三菱微型可编程控制器编程手册,2000 4. 《可编程控制器原理及应用》,顾战松、陈铁年编著,国防工业出版社,1996 5. 肖海亮等编著,实现微机和 PLC 在以太网中的通信,电气自动化, 6. 宋伯生编著,可编程控制器配置、编程、联网,中国气象出版社,