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甲烷化反应器设计毕业论文

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甲烷化反应器设计毕业论文

在合成氨生产中,甲烷属惰性气体,本身不参与化学反应.在合成氨生产中之所以有甲烷存在,是因为在半水煤气制备过程中形成的副产物.在甲烷系统中,大部分甲烷是在甲烷化过程中产生的.甲烷并不是合成生产的原料,对合成触媒无害.但甲烷含量的高低对合成氨生产的消耗有影响.要说作用,可以这样理1、甲烷的存在,对合成触媒温度的控制有一定的影响,含量过低,氢氮气反应剧烈,可导致触媒层温度超温.含量过高,又会妨碍氢氮气反应的正常进行.2、甲烷含量过高,动力消耗也会随之增加,控制过低,则合成吹出气量增大,也会造成吨氨气耗的增加.

毕业论文主要内容概述怎么写

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1、题目。应能概括整个论文最重要的内容,言简意赅,引人注目,一般不宜超过20个字。

2、论文摘要和关键词。

论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息,突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。

关键词 是能反映论文主旨最关键的词句,一般3-5个。

3、目录。既是论文的提纲,也是论文组成部分的小标题,应标注相应页码。

4、引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状,本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。

5、正文。是毕业论文的主体。

6、结论。论文结论要求明确、精炼、完整,应阐明自己的创造性成果或新见解,以及在本领域的意义。

7、参考文献和注释。按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后,参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。

参考文献是期刊时,书写格式为:[编号]、作者、文章题目、期刊名(外文可缩写)、年份、卷号、期数、页码。

参考文献是图书时,书写格式为:[编号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。

8、附录。包括放在正文内过份冗长的公式推导,以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具、重复性数据图表、论文使用的符号意义、单位缩写、程序全文及有关说明等。

好氧颗粒活性污泥的快速驯化与培养

生命科学与技术学院 生工090 班 XXX 学号

指导教师:(教授)

1、课题来源及项目名称

自主研发项目

2、课题立题意义与目的

近年来,随着工业化的推进,水污染和水体富营养化问题日益严重。而传统的活性污泥污水处理方法存在着工艺路线复杂、占地面积大、剩余污泥产量大等缺陷。好氧颗粒污泥结构紧凑,因而沉降性能优异,无需沉淀池以及混合液和污泥的回流,这简化了废水的处理工艺流程,大大节省了基建费用和运行费用。此外,其微生物相丰富,在降解有机碳的同时可以脱氮除磷,还能承受较高的COD负荷和有毒物质的的冲击负荷。这样,作为一种可持续发展的污水处理技术,好氧颗粒污泥废水生物处理方法具备了占地面积小、操作简单、出水水质优良等优点。好氧颗粒污泥技术作为一种新型的'废水生物处理形式,在城市污水和工业废水处理中具有非常广阔的应用前景。

3、本课题的主要研究内容

(1)好氧颗粒污泥的驯化与培养 (2)好氧颗粒污泥的储存及活性恢复 (3)好氧颗粒污泥的耐负荷波动性研究

4、本课题的研究过程

本课题是在前人探究得到的好氧颗粒污泥培养条件的基础上,设计与搭建特定的反应器来驯化培养颗粒,同时分析颗粒污泥浓度以及沉降性能的变化,考察颗粒对于COD、氨氮等废水污染指标的去除效果,试图在短期内驯化培养得到好氧颗粒污泥。

此外,还针对颗粒污泥的储存方法和活性恢复以及培养得到颗粒的耐负荷波动性进行了探索。分别考察储存一段时间之后以及在人为负荷波动下颗粒污泥的污泥特性以及去除污染物能力的情况。

5、实验结论

本论文以COD为1500mg/L的模拟废水为底物,在SBAR反应器中,以普通絮状活性污泥为接种污泥,循环周期为4h,在较强水力剪切力的作用下,通过不断缩短污泥沉降时间,成功培养得到了好氧颗粒污泥。该颗粒表面光滑、轮廓清晰、沉降性能良好,呈浅黄色。其粒径主要分布在,颗粒强度为,湿密度为,沉降速度为,以上数据均远远优于传统活性污泥。对于模拟废水的COD和氨氮都表现出了优异的去除能力,去除率均可达到90%以上,出水可以达到国家一级排放标准。

分别在冰箱内保存和在室温下储存一个月后,颗粒的物理性质均有一定程度的下降,但保存后颗粒的性质还保持在较好的水平。这说明,冰箱内和室温下的保存条件对颗粒物理性质的影响不大,且仅就物理性质而言,冰箱内保存的效果比室温保存的效果好;而在恢复阶段,仅进行了第六个批次,除氨氮外,其他污染物的去除就都可以接近甚至达到稳定期的情况;对比两种储存方法,除了颗粒对COD和TP的处理效果二者比较更接近,其他数据都表明在冰箱内的储存效果优于室温下。但室温保存能耗较低。两种方法各有利弊。

甲烷化反应器毕业论文

在合成氨生产中,甲烷属惰性气体,本身不参与化学反应.在合成氨生产中之所以有甲烷存在,是因为在半水煤气制备过程中形成的副产物.在甲烷系统中,大部分甲烷是在甲烷化过程中产生的.甲烷并不是合成生产的原料,对合成触媒无害.但甲烷含量的高低对合成氨生产的消耗有影响.要说作用,可以这样理1、甲烷的存在,对合成触媒温度的控制有一定的影响,含量过低,氢氮气反应剧烈,可导致触媒层温度超温.含量过高,又会妨碍氢氮气反应的正常进行.2、甲烷含量过高,动力消耗也会随之增加,控制过低,则合成吹出气量增大,也会造成吨氨气耗的增加.

(1)催化剂活性催化剂的活性好,则甲烷化反应速度快,CO和CO2去除较为彻底,一旦催化剂使用不当,造成活性衰退,就很难保持装置满负荷生产,使生产能力受到制约。(2)温度因甲烷化反应是强放热反应,温度低有利于反应进行。但温度过低,反应活性分子数量大大减少,反应速度反而因此减慢。装置生产在负荷大的情况下是不能降低温度操作的,这样很容易出现反应物穿透。如果温度过高,化学平衡观点认为,不能把CO和CO2降到更低的水平。因此,实际生产中所控制的温度应兼顾到反应速度和化学平衡两个方面。(3)压力CO和CO2的甲烷化反应是体积缩小的反应,压力升高有利于反应彻底。相反,降低反应压力,残余的CO和CO2就会有所上升。实际生产中,甲烷化反应器的压力变化非常小。(4)空速空速对反应的影响较大。空速过大,反应不完全。(5)CO浓度转化气中的CO,由于经过两次低温两次变换后,在其粗氢中的残留量已不构成对甲烷化反应器超温威胁。但由于CO的甲烷化反应放热量比CO2甲烷化的放热量大,在正常空速下,每增加1%的CO量,会使甲烷化反应器床层温度升高72%。所以在正常生产中,一定要控制好变换反应,监控好CO残留量,才能保证甲烷化反应器不发生超温事故。(6)CO2浓度C02含量是造成甲烷化反应器超温的最大潜在危害。因为正常生产中,一旦吸收塔操作不正常,会使大量的CO2进入到甲烷化反应器内,每增加1%的CO2,会使反应器床层温度升高60℃。

装置在开车前要进行开车前的准备,对装置中所需要的原材料、辅助材料、公用工程系统进行检查和接收,所有条件一切良好才具备开车的条件。11. 1准备工作开工检查项目1. 所有容器和设备在填充闭之前,已经过仔细地检查,内部清洁无损,内件安装完整。2. 转化炉及废热烟道衬里经干燥以后进行过仔细检查,完整无损,质量良好。3. 所有的管道和设备经检验,包括阀门、孔板、测压点、放空排污阀、安全阀、疏水器等在内安装正确无误,并对设备和管道进行过仔细冲洗和吹扫。4. 所有仪表、控制阀经过检查和调试合格。电磁阀、变送器送电。调节阀气源接通。所有一次仪表,信号取压管上的及至变送器的脉冲管线上阀打开,所有安全阀前的阀门打开。5. 所有放空阀、排液阀、通向地管的阀门、取样管上的阀关闭。6. 泵、压缩机、风机等动设备按专门说明书经过检查,并做过运转试验,性能良好。7. 联锁系统经过检查,功能良好,并作好设定。8. 所有安全阀经过检查合格,并作好压力设定。9. 所有设备和管道已做过气密试验,以及N2置换工作。10. 所有疏水器经检验功能良好。11. 所有临时盲板拆除。12. 控制室内所有调节阀处于手动状态,所控制所阀门处于关闭状态。13. 现场所有工艺管线上的截止阀处于关闭状态。14. 所有工艺主流程上的盲板翻为通板。15. 各种原材料、辅助材料均已具备接受条件。16. 开工所需物料已关至装置界区。开工人员培训为确保装置安全、平稳、高效、一次投料试车成功,必须对参加开工的所有人员进行全面系统的开工培训,让所有人员训练掌握开工方案和步骤,并进行上岗取证考试,取得上岗证的人员才能参与装置的初次开工。成立开工指挥小组为明确各级开工人员在开工过程中所负责的具体工作,便于开工的统筹安排,明确指挥和操作职责,开工前要成立装置开工指挥小组,编制指挥网络图。开工步骤制氢装置的原始开工步骤较为复杂,主要是因为有较多种类的催化剂的预处理。催化剂预下处理的好坏直接影响到装置生产的平衡和效益的高低。因此,制氢装置原始开工的各个环节都要严格把好质量关。系统气密根据装置各系统的压力等级和流程,编制气密流程图,用气密介质对各系统进行气密,具体方法见上一章相关内容。置换编制气密流程图,用氮气对各系统、设备、管道进行置换,具体方法见上一章相关内容。原料预热炉点火升温建立脱硫系统单独循环按压缩机操作规程,启动压缩机,建立脱硫系统的氮气循环流程,控制好压缩机入口压力和系统的循环量。点火升温按第六章的相关操作方法进行加热炉的点火操作,点燃加热炉的长明灯,然后根据升温需要增点火嘴,并按工艺指标控制好升温速度。在升温过程中,控稳脱硫系统压力,确保循环量正常,系统压力不够可在压缩机入口补入氮气。脱硫系统热氮干燥根据脱硫系统所装催化剂使用说明书,确定脱催化剂结晶水的温度,以此为依据,脱硫系统各反应器分别进行干燥脱水操作。打开循环系统的低点排凝阀, 让管线的凝结水排出并用水桶收集好, 待水排净后,关闭各排凝阀。如果在1~2小时内循环气中无水排出或排水量<(m)%催化剂/h,可以认为脱硫系统热N2 干燥结束。加氢转化催化剂预硫化切出脱硫反应器脱硫系统热氮干燥结束后,切出脱硫反应器,然后加热炉按工艺指标进行降温操作,准备进行加氢转化催化剂的预硫化操作。确认预硫化条件1. 硫化操作流程已确认无误。2. 硫化剂或加氢干气已达投用条件。3. 分析站已做好分析准备。4. 脱硫循环工况正常,仪表使用无异常情况。预硫化操作按第五章的相关内容进行加氢转化催化剂的预硫化操作。催化剂预硫化结束后,用氮气置换至含硫低于1ppm,可切出加氢反应器,单独保压。加热炉按工艺指标要求进行降温操作,等待低变催化剂还原操作的进行。低变催化剂还原建立低变反应器循环流程加氢催化剂预硫化结束后并置换合格后,切出加氢反应器,切入低温变换反应器,建立低变催化剂还原流程,利用原料预热炉的热量进行催化剂还原操作。确认还原条件1. 低变催化剂还原流程已确认无误。2. 还原剂配入流程已改好达到投用条件,还原剂经分析已合格。3. 低变催化剂还原方案已组织职工学习并掌握。4. 分析站分析仪表使用正常。还原操作按第五章相关的内容进行低变催化剂的还原操作,催化剂还原结束后切出低变反应器单独用氮气保压,避免空气进入低变反应器内。然后原料预热炉按工艺指标进行降温,以进行甲烷化催化剂的还原操作。甲烷化催化剂的还原建立甲烷化反应器循环流程低变催化剂催化剂还原结束后,切出低变反应器,切入甲烷化反应器,建立甲烷化催化剂的还原流程,利用原料预热炉的热量进行催化剂还原操作。确认还原条件1. 化剂还原流程已确认无误。2. 还原剂配入流程已改好达到投用条件,还原剂经分析已合格。3. 催化剂还原方案已组织职工学习并掌握。4. 分析站分析仪表使用正常。还原操作甲烷化催化剂一般是以氧化态的形式供应的,使用前必需还原才具有活性。还原剂通常就利用脱碳后的气体,用脱碳气通入催化剂床层,随着升温,催化剂也随之被还原了。也可以利用临时流程在线外配氢还原(初次开工使用)。甲烷化反应器及其出口气体流经的系统用N2置换合格。缓慢打开甲烷化反应器进口阀门,用工艺气给甲烷化系统充压,待反应器内压力与脱碳出口气压力平衡后,全开进口阀,并将甲烷化入口温度调节阀全开。慢慢打开甲烷化反应器的出口阀,并逐渐关闭甲烷化反应器的跨线阀。按第五章的相关内容进行甲烷化催化剂的还原操作,还原结束后切出甲烷化反应器单独用氮气保压,避免空气进入甲烷化反应器内。原料预热炉按工艺指标降温至常温或只保留长明灯,停下压缩机。水系统建立循环准备工作1. 进水流程改好并已确认。2. 控制仪表、调节阀等已调试完毕,达到使用条件。3. 进水泵已达投用条件。4. 汽包安全附件已投用,汽包就地放空阀已打开。向除氧槽进水启动除盐水泵,打开泵出口阀向除氧槽进水。投用除氧槽液位控制阀,控好除氧槽液位在50%,建立除氧水的单独循环。引蒸汽除氧除氧槽投用水封,引外来蒸汽入除氧槽进行除氧。除氧槽压力控制在之间。采除氧水样进行分析,当除氧水中氧含量<15μg/L、硬度<μmol/L、PH值在~之间,除盐水除氧合格。(各地区水质不一样,请参照设计给出的指标执行)向汽包进水改通进水流程,启动汽包给水泵向汽包进水,进水时打开汽包顶部放空阀,投用汽包液位控制阀,控制汽包液位为50%, 投用汽包安全阀。汽包进水后可启动加药泵向汽包加药。按工艺要求控制加药量。投用汽包的定期排污和间断排污进行冲洗以确保汽包水合格。当汽包液位达到50%时,停下汽包进水泵。以后根据汽包液位的实际情况决定是否增开。转化炉点火升温汽包建立水循环后可进行转化炉点火升温的操作。建立转化、中变循环流程改好转化、中变氮气循环流程,按实际需要向系统充入纯净的氮气,启动压缩机建立循环。确认点火条件1. 循环系统运转正常。2. 引风机、鼓风机已启动正常。3. 转化炉膛负压已控稳在:30~50Pa之间。4. 汽包液位和水系统运转正常。5. 转化炉炉膛气已作动火分析并已合格。6. 转化炉燃料已引至各火嘴手阀前。7. 有联锁自保系统的装置先将转化炉联锁自保系统投用。8. 循环气经采样分析已合格(氧量<)。严格控稳压缩机入口压力和循环量,压力不够可在压缩机入口补入N2。投用循环系统上所有的空冷器和换热器。点火升温 点火原则:间隔均匀点火,这样点火的目的是使炉膛温度分布均匀。控稳燃料气压力,把燃料气引至转化炉各火嘴手阀的最后一道阀前。点火时,一手拿点火枪伸入点火孔, 打着点火枪,一手打开小火嘴手阀, 将火嘴点燃。点火前,调节好一、二次风门的开度。点燃火嘴后,调节火嘴及风门开度,使燃料燃烧充分,此时火焰应呈兰紫色,火焰头上略带枯黄色。点火操作完成后,将转化炉温度控制投用串级调节。在转化炉升温过程中,如果升温速度达不到升温要求时,可增点火嘴或调节火嘴开度, 但必须做到多火嘴短火焰蓝火苗。调节火嘴后,要密切注意烟道气氧含量及烟道气温度的变化情况。同时,调整好炉膛负压,保证火焰燃烧正常,同时注意中变反应器入口温度的变化情况,让中变反应器与转化炉同步升温。转化炉点火后,按工艺指标控制升温速度,一般控制升温速度为25~35℃/h,升至配氢配汽条件时恒温操作。注意:A. 点火时应尽量使炉膛温度分布均匀B. 在转化、中低变升温的过程中,点燃小火嘴应以多火嘴小开度为原则进行,同时注意点燃的小火嘴在炉顶分布要均匀。C. 一次点火不成功,要立即关闭烧嘴。待炉膛通风至少20分钟后,炉膛内不再含有燃料气后才可再次点火,否则会有爆炸的危险。自产蒸汽并网汽包产汽随着转化炉温度温度的升高,汽包水的温度也逐惭升高并开始产生蒸汽,汽包有蒸汽产生之后应启动给水泵补水,汽包液位与给水流控投用串级调节,控稳汽包液位。注意事项:A. 操人员注意检查现场液位计和压力表的数值是否与DCS的数值相符。B. 通过消音器手阀控制汽包的升压速度,一般控制在~。蒸汽暖管1. 改好蒸汽并网流程,并排干净流程上的积水。2. 打开流程上所有的排水阀,引蒸汽进行暖管,疏水完毕后关闭各导淋阀。蒸汽并网1.确认工艺参数:(1)蒸汽温度达到或超过露点温度;(2)蒸汽压力平稳;(3)汽包液位稳定控制在50%。2.并网操作(1) 内操人员将蒸汽压力控制阀调试好;(2) 外操人员缓慢关闭就地放空阀,并对并网前的蒸汽管道进行疏水,暖管;(3) 内操人员视汽包压力情况打开蒸汽压力控制阀,确保压力不超高,将蒸汽并入外系统蒸汽管网。注意:在蒸汽并网时,操作要缓慢、平稳,避免引起汽包压力、液位的剧烈波动,尽量使汽包压力平稳,汽包液位保持在50%。转化、中变催化剂还原转化炉配蒸汽1.配汽条件:(1) 转化炉入口温度: 420~450℃;(2) 转化炉出口温度: >450℃;(3) 中变反应器床层最低温度: >200℃。2.配入蒸汽根据计算好的水氢比,向转化炉配入自产蒸汽(当自产蒸汽压力比转化入口稍高并且分析合格,汽包液位稳定)或系统蒸汽。中变反应器随转化炉一起升温至中变床层最低温度大于200℃时恒温。配汽后注意如下事项:(1) 转化炉配入蒸汽后, 转化炉温度变化很大,要及时调节,增点火嘴;(2) 及时分析锅炉水质量。转化炉配氢1. 在配汽的同时,在转化炉入口配入纯净氢气,氢气压力不够时可通过压缩机配入氢气,开阀动作要缓慢。逐渐提高至转化炉出口气体中含氢达60%。2. 配入氢气后,逐渐减小N2 配入量,直至压缩机入口氮气阀全关。循环系统压力不够时改由氢气补压。配汽配氢后,要及时调整炉温,多增点火嘴,使转化炉膛温度分布均匀,避免转化炉出现低温和局部超温现象,特别要注意转化炉进口温度,不能低于露点温度。还原方法转化催化剂、中变催化剂的还原方法参见第五章和的相关内容进行。联脱硫系统转化、中变催化剂还原结束后,转化炉继续保持配氢配汽的工况,同时把转化炉入口温度提高至正常操作温度。确认脱硫系统切入转化、中变循环系统的流程,把脱硫系统压力充至与转化、中变系统压力一致,然后把脱硫系统切入。原料预热炉按工艺指标进行升温,升温达进油温度时恒温。注意事项:在进行切入脱硫系统的操作时,一定要确认流程是否正确,切入动作要缓慢,发现压力变化不正常及时查找原因,待原因查明后再进行。脱硫系统进原料1.进原料条件(1) 转化、中变催化剂还原结束并放硫完毕。转化炉、中变反应入口温度已达到工艺要求的进油条件。(2) 脱硫系统已切入转化、中变循环系统且运行平稳,脱硫系统各反应器的床层温度已达到要求。2.进原料操作(1) 启动进油泵,按装置要求的水碳比向脱硫系统进料,控好反应器各点温度。(2) 计算好水碳比,转化炉先提蒸汽量,,再调整炉温,最后提进料量。(3) 检查转化出口甲烷分析情况,一般甲烷含量<%,因转化反应是吸热反应,进料后要加强调整炉管床层温度,并要调整中变入口温度,保证中变出口CO含量<3%。(4) 注意系统压力,防止超压。(5) 转化进料开始要小,然后逐步加大。(6) 锅炉系统要加强检查,调稳汽包液面,防止蒸汽带水转化炉管造成水泡催化剂。切入低变反应器1. 切入条件:中变气出口含S<1ppm,CO3%,低变反应器床层最低点温度高于露点温度。2. 切入操作:(1) 建立好低变反应器升温流程,用氮气将低变反应器的压力充至与脱硫、转化、中变循环系统的压力一致;(2) 用干燥的中变气或氮气对低变反应器进行升温,升温速度控制在25~30℃/H;(3) 当低变催化剂床层最低点的温度比蒸汽露点温度高10~20℃时,切出低变反应器升温流程,慢慢打开低变人口阀,使反应器内压力与系统压力平衡,避免对低变催化剂床层造成大的冲击,然后缓慢打开出口阀,同时缓慢关闭跨线阀,逐渐使中变气进入低变反应器,阀门开度的大小要根据床层温升来决定(一般以床层温度不大于25~30℃/h为准),直至使出口阀全开,跨线阀全关,用低变入口温控阀控好低变反应器入口温度;(4) 采低变气样进行分析,当CO<%为合格。低变气合格后,可进行联净化系统的操作。联净化系统目前,我国制氢净化工艺主要有两种,一种是化学吸收法(即苯菲尔法),另一种是物理吸收法(即变压吸附法),下面就两种净化工艺的开工方法进行介绍。化学吸收法1.净化系统的清洗和钒化(1)净化系统的清洗:净化系统巳在热氮试运中进行了冷水洗、热水洗、NaOH洗和碳酸钾溶液洗等化学清洗,是比较干净的。在第一次开工时,只需再进行一次碳酸钾溶液清洗,便可进行静钒化和动钒化,这样可缩短开工时间。(2)净化系统的钒化:钒化的目的是利用溶液中的V2O5与K2CO3反应生成钒酸钾,它能在碳钢表面生成一层坚密的难溶解的钒化膜,以隔离设备和溶液接触,防止设备腐蚀。(3)碳酸钾溶液的制备:A.根据净化系统的容量,配制足够的符合规定的碳酸钾溶液,组成为:K2C03:27~30%,V2O5:,DEA:3%(要在钒化完成后才加入)。B.配制好的溶液送入贮罐后,应继续加热。C.在配制K2C03的过程中,防止杂物进入配制槽。4.碳酸钾溶液全部配制好后,应分析贮罐溶液中的V2O5、K2CO3的组成是否符合要求。(4)重沸器系统的静态钒化:用泵将贮罐内巳配制好的K2C03溶液打入再生塔,使重沸器及其出入口管线内都充满溶液,确保钒化质量。用蒸汽通入重沸器,把溶液加热到至105℃,并保持此温度不变或低于沸点,防止溶液沸腾,以免造成填料震动或破坏。静态钒化时间为36小时,在此期间,每四小时采样分析溶液K2C03中浓度及钒的浓度,确保K2C03为27%,V2O5为。采样地点:重沸器底部。(5)脱碳系统的动态钒化静钒化结束后,一方面继续用泵将贮罐新鲜溶液补入再生塔,另一方面启动贫液泵往吸收塔送液,直至两塔液位都达到80~90%,吸收塔充,两塔建立循环,并及时向再生塔补液,继续向重沸器加温,保持塔底溶液温度在105℃左右。系统一经稳定而且贫液流量接近正常值时就应当开始半贫液的循环,可能时使其流量为正常值的80%,并保持二塔三个液位在60~70%,若液位下降,应从贮罐进一步往再生塔底补入新鲜溶液以保持液位。在此期间,应将系统的所有仪表投用,以考察各种仪表的性能。钒化时间4~5天,在钒化过程中,每四小时检查一次溶液的浓度:K2C03:27%,V2O5:,Fe+++:<100ppm。钒化进行至溶液中钒浓度基本不变,四价钒不增加,铁离子稳定,可认为钒化合格。钒化结束后用泵将二乙醇胺加入溶液系统,使K2C03溶液中含3%的DEA。然后再次分析溶液组成,确保下列组份在溶液中各的比例符合工艺的要求:K2C03:27%,V2O5:,DEA:3%。2.联净化脱碳系统是制氢工序的重要组成部分,操作的好坏直接影响产品的质量。因此,本岗位的操作人员要熟练掌握两塔的运行规律, 发现问题及时处理。联净化的条件:在切入吸收塔前,两塔循环必须正常,动钒化结束;K2CO3浓度>18%,泡高<60mm,消泡时间<10秒,溶液循环量为正常值的60%;转化、变换操作平稳,低变气CO含量<;投用贫液空冷和CO2空冷,控好贫液入塔温度70℃,低变气入塔温度120℃。吸收塔液位控稳在40~50%。3.切入吸收塔的步骤:(1) 打开吸收塔的出口阀,向吸收塔充压至与系统压力平衡。(2) 缓慢关闭吸收塔的副线阀,使吸收塔的入口压力比塔内压力高,缓慢打开吸收塔进口阀,副线阀阀,直至副线全关、入口全开。同时注意吸收塔出口气体分液罐的液位,如有液泛现象,应及时关闭塔入口阀,打开副线阀,找出原因后再切入。(3) 调整好各工艺参数,稳定系统操作,及时采样分析粗H2质量。注意事项:检查吸收塔出口气体是否带液,如发现带液要及时切出,进行处理好后再切入,切入切出过程中要控稳系统压力,以避免造成对吸收塔的冲击。变压吸附法1.准备工作(1) 吸附剂已装填好,吸附塔床层已用氮气置换干净;(2) 所有程控阀已调试完毕;(3) 控制程序调试正常;(4) 程控阀驱动动力驱动系统已投用;(5) 工业氢、脱附气、放空流程均已改通。2.切入PSA(1) 在DCS操作面板上设定好PSA调节系统的操作参数;(2) 在DCS操作面板上点动PSA启动按钮,将PSA试动;(3) 缓慢打开PSA系统的进料阀,逐渐向吸附塔引入低变气,投料速度不宜过快,应保持在每分钟吸收塔压力上升左右,以避免造成转化炉空速过高,使转化催化剂结碳。(4) 当吸收塔压力上升至正常压力值时,打开产品气放空阀将不合格的产品气放空或放入燃料气管网。(5) 根据工业氢的分析结果调整PSA的吸附时间;(6) 运行一段时间后,当PSA出口的工业氢合格时可将放空阀关闭,投用工业氢阀。联甲烷化反应器传统化学吸收法的净化工艺,在净化工艺后还有一道工艺即甲烷化工艺,其目的是通过CO与水蒸汽反应,以获得部分氢气。要投用甲烷化反应器,需先对甲烷化催化剂进行还原。甲烷化催化剂还原甲烷化催化剂的还原方法参见第五章的相关内容进行(此步骤可在开工准备工作中进行。切入准备工作甲烷化催化剂还原好后,可进行甲烷化反应器的切入操作。1. 确认甲烷化反应器的流程;2. 甲烷化反应器入口温度控制阀已调试好用,甲烷化反应器床层所有测温点均已正常投用;3. 甲烷化反应器入口温度已升至正常使用温度(见催化剂使用说明书)且其床层最低温度已超过蒸汽露点温度10~20℃。切入1. 切出甲烷化反应器升温流程;2. 缓慢打开甲烷化反应器的入口阀,使其压力与系统压力平衡,逐渐打 开出口阀,同时慢慢关闭跨线阀,控制好切入的速度,以避免甲烷化反应温升过快,一般控制温升不大于25~30℃/h。向外供氢净化工艺采用化学吸收法的制氢装置在甲烷化反应器投用后就进入工业氢外供的操作,而净化工艺采用变压吸附法的制氢装置在投用变压吸附系统后也进入工业氢外供的操作。向外供氢的操作;(1) 缓慢关闭工业氢放空阀,同时缓慢打开供氢阀,将自产氢气送至用氢单位;(2) 注意观察系统压力变化,发现压力不正常应立即查找原因,待原因查明后再重新进行供氢操作;供氢操作完成后要对装置的所有工艺参数、设备、仪表进行检查,发现问题及时汇报处理。

甲烷气体探测器毕业论文

氯甲烷 (CH3Cl),又名甲基氯,为无色易液化的气体,加压液化贮存于钢瓶中。属有机卤化物。微溶于水,易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮。易燃烧、易爆炸、高度危害。nuoankj 氯甲烷气体报警器主要由气体报警控制器和气体报警探测器两部分构成,气体探测器安装在工作现场,气体控制器安装在值班室或中控室,两者之间使用四芯或三芯线缆来连接。氯甲烷气体报警器当被测场所存在氯甲烷气体时,探测器将气信号转换成电压信号或电流信号传送到报警仪表,仪器显示出氯甲烷气体爆炸下限的百分比浓度值。当有毒气体浓度超过报警设定值时发生声光报警信号提示,值班人员及时采取安全措施,避免造成重大事故的发生。

可燃气体检测仪按照不同的检测原理,可以检测不同的气体。

催化燃烧原理:催化燃烧式气体传感器是利用催化燃烧的热效应原理,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。主要用于可燃性气体的检测,具有输出信号线性好,指数可靠,价格便宜,不会与其他非可燃性气体发生交叉感染。所检测的气体包括几乎所有碳氢化合物。

半导体原理:半导体气体传感器是利用半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器,是最常见的气体传感器,广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测装置,适用于甲烷、天然气、液化气、氢气等的检测。

各种气体检测仪

一般的可燃气体探测器是以甲烷作为标准气体来校准和调试的,很多气体都能检测到,比如乙烷、丙烷、乙烯、丙烯等。现在很多品牌气体检测都很精准,比如国外有个不错的牌子“梅思安”可燃气体探测器的性能强,特别是传感器的性能,检测器的稳定性高,也能减少周围环境的影响,较精准检测到可燃气体。

可燃气体探测器是专业探测可燃气体泄漏弄的仪器,而可燃气体的种类有非常多,检测起来标准是不太一样的,通常都会采用标准气体进行标定,而最常见的标定气体就是甲烷,因此甲烷是可燃性气体泄漏探测仪器主要参考标准。甲烷属于可燃气体类的一种,采取甲烷作为标准的参考气体是非常有讲究的,因为甲烷不仅是所有可燃气体综合体,而且还是市场上主要检测的可燃性气体,这些可燃性气体性质与甲烷非常接近,因此以甲烷作为标准检测气体是科学正确的,因此大部分可燃气体探测器标牌上会写甲烷。另外,一些不常见的可燃气体检测标准气体,如乙烷、乙炔等其它具体的可燃性气体,是很少用到的参考标准气体,厂家当然能够生产,但是各方面的使用性能,特别是市场使用量非常小的,会出现一定的误差等问题,故此,可燃气体探测器标牌写甲烷的最多。

固定床反应器设计毕业论文

管式固定床反应器是用于进行强放热气固相催化反应的主要反应器,在化学工业中有着广泛的应用。目前,列管式固定床反应器规模在不断扩大,其操作要求也在不断提高。如何实现反应器的优化设计和操作、提高反应过程的稳定性和经济性是化学反应工程研究的重要议题。本文从反应器设计和操作角度研究列管固定床反应器的流体流动、传热及其数值特征,为大型工业反应器设计及操作提供参考和依据。 论文分别建立起并流列管反应器冷却介质流动与均布的计算模型以及盘环型错流列管反应器管间流动与传热的计算模型,研究了并流反应器中影响分布板布孔的主要因素以及盘环型列管式固定床中影响反应器操作性能的主要结构参数。

在固定床反应器的入口端增大压力,在出口端减少压力,提升固定床反应器的压降就可以了啊。当然,如果是要减少压降的,就采用相反的操作。

1、固定床鼓泡反应器的优缺点简介与其它形式的反应器相比,固定床鼓泡反应器具有很多优点:气液传质系数较大,传热性能好;循环气体的量较少,能够大幅降低气体循环成本;催化剂颗粒微孔内充满液体,使得液固接触面积大大增加,催化剂效率因子增大;催化剂床层持液量较大,液相反混显着,很容易实现均匀分布。同时,固定床鼓泡反应器也存在很明显的缺点:首先,液相反混虽然有助于改善床层传质和传热效果,但是也会降低反应转化率;其次,床层压降较大导致气相反应物的扩散阻力较大。2、流型分布在固定床鼓泡反应器中,气液并流向上通过催化剂床层,由于气液流速、床层特征、分布器结构等的不同,流体在床层中的流动会表现出不同的流型。不同的流型对反应器内气液固之间的传质具有显着影响,进而影响到反应的转化率。在固定床鼓泡反应器中,随着表观气速的变化,床层内的气泡运动状态发生改变,可以将反应器内的流型分为安静鼓泡流、脉冲流和喷射流[1]。在较小的表观气速下,气体以均匀的小气泡形式分散在液相中,反应器内呈现出安静鼓泡流状态;随着气速不断增大,床层内部产生少量大气泡,气液固之间的相互作用逐渐增大,导致床层局部发生湍动现象,此时反应器内处于脉冲流状态;随着气速的继续増大,床层内气液固三相之间产生强烈的相互作用,气泡之间不断聚合和破裂,导致床层中呈现出剧烈的液体湍动和局部液相循环现象,此时反应器内部处于喷射流状态。Achuvelly等[2]人在研究鼓泡床反应器内的流型分布时,采用了矩鞍环、拉西环和球形颗粒填料考察了床层特征对流型的影响,并给出了不同气液流速下的流型分布图,如图1所示,他们发现在整个实验范围内,流型转变主要受到气体流速的影响;而只有在中等液速条件下,液速的变化才会对反应器内流型产生比较明显的影响;另外,在相同的实验条件下小颗粒床层中的流型更容易发生转变。图13、床层结构固定床的床层结构受到填料尺寸、堆积方式等因素的影响。目前工业应用最为广泛的是随机填充的固定床,主要是因为这种堆积方式便于填料的填充与更换,这也说明了堆积方式的不同对床层性能的影响有限。对于床层结构的评价主要涉及床层空隙率,这也是除气液流速外,对床层流体力学性能影响较为突出的参数。床层空隙率是指填料颗粒按照某种方式堆积成固定床时,床层中填料堆积的疏密程度,其数值等于填料颗粒未占据的体积与整个床层总体积之间的比值。床层空隙率是衡量床层结构的重要参数,同时对床层内部持液量、床层压降以及平均气泡直径的影响也较为突出,其计算公式为:影响床层空隙率的因素主要有颗粒尺寸、颗粒形状、粒径分布、壁面效应等。4、床层压降在反应器的设计与工业过程的开发中,要尽可能的降低能耗,减少床层压降。在固定床鼓泡反应器中,床层压降主要来源于两个方面:一方面来自于流体在通过反应器床层时,气液固三相之间的相互作用;另一方面,反应器内部液相自身重量会在反应器进出口之间产生一个压降[3]。流体流经固定床床层时会受到填料颗粒以及反应器壁面的摩擦阻力,产生一定的压力损失,压力损失主要来源于两个方面:一方面是由于颗粒对流体的曳力;另一方面来自流体在流动过程中孔道截面积突然扩大和缩小以及流体对颗粒的冲击和流体的分裂。当流体在床层内的流速较小时,床层压力损失主要来源于流体与填料颗粒之间的摩擦;而流体在床层内的流速较大时,床层的压力损失则主要来源于孔道截面积的突然扩大和缩小[4]。因此固定床鼓泡反应器内部的床层压降与流体的物理性质、填料堆积特征以及操作条件有关。

流化床:优点1能实现固体物料的连续输入和输出;2 特别适用于强放热反应;3 便于进行催化剂的连续再生和循环操作 缺点 1 目的产物的收率低;2 反应转化率较低;3 催化剂加速粉化,流失大;4 经验性操作,随意性大 固定床:优点1催化剂在床层内不易磨损;2 床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂 较小反应器容积会获得较大的生产能力;3 结构简单 缺点1 传热较差;2 操作过程中催化剂不能更换,催化剂对需要频繁再生的反应不适于

鼓泡塔反应器设计毕业论文

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。

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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鼓泡反应器是以液相为连续相,气相为分散相的气液反应器。有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式,其中鼓泡塔应用最广。鼓泡床塔各部分作用是:固定床是床料相对固定,也叫移动床(很扯),结构简单,控制简单.流化床是床料剧烈翻腾以便和燃料充分混合反应,可以适应不同粒径的燃料,且热容较大,燃烧较充分.缺点是反应器相对复杂,床料对反应器磨损较大,后面需要有旋风分离,造价较高。

鼓泡反应器是以液相为连续相,气相为分散相的气液反应器。

有槽型鼓泡反应器、鼓泡管式反应器、鼓泡塔等多种结构型式,其中鼓泡塔应用最广。

工作原理

液体分批加入,气体连续通入的称为半连续操作鼓泡塔。连续操作的鼓泡塔气体和液体连续加入,流动方向可以为向上并流或逆流。

鼓泡塔多为空塔,一般在塔内设有挡板,以减少液体返混;为加强液体循环和传递反应热,可设外循环管和塔外换热器。

鼓泡塔中也可设置填料来增加气液接触面积减少返混。

气体一般由环形气体分散器、单孔喷嘴、多孔板等分散后通入。

气体鼓泡通过含有反应物或催化剂的液层以实现气液相反应过程的反应器。

主要形式

①鼓泡塔

气体从塔底向上经分布器以气泡形式通过液层,气相中的反应物溶入液相并进行反应,气泡的搅拌作用可使液相充分混合。鼓泡塔结构简单,没有运动部件,适用于高压反应或腐蚀性物系。

②鼓泡搅拌釜

又称通气搅拌釜,利用机械搅拌使气体分散进入液流以实现质量传递和化学反应。常用的搅拌器为涡轮搅拌器,气体分布器安装在搅拌器下方正中处。鼓泡搅拌釜因搅拌器的形式、数量、尺寸、安装位置和转速都可进行选择和调节,故具有较强的适应能力。当反应为强放热时,上述两种反应器均可设置夹套或冷却管以控制反应温度;还可在反应器内设导流筒,以促进定向流动;或使气体经喷嘴注入,以提高液相的含气率,并加强传质。

装置特点

与填充塔、板式塔相比,鼓泡反应器的主要特点是液相体积分率高(可达90%以上),单位体积液相的相界面积小(在200m2/m3以下)。

当反应极慢,过程由液相反应控制时,提高以单位反应器体积为基准的反应速率主要靠增加液相体积分率,宜于采用鼓泡反应器。

当反应极快,过程由气液相际传质控制时,提高过程速率主要靠增加相界面积,则以采用填充塔或板式塔为宜。

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