時間:2023-08-21 17:23:16
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工程研究,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:化學工程節能;綠色化學工程;促進作用
0引言
我國近年對于環境保護和能源保護的意識逐漸增強,在某種程度上來說,節能環保可以更好地保護環境,同時也能夠對有效的資源進行合理利用,使其最大限度地發揮出作用,并且也能夠緩解人與自然之間的矛盾。這對于保證人類的生存,保護地球具有重要意義,同時這也是可持續發展的要求和重要體現。綠色化學工程主要在化學工程的基礎上將綠色節能環保理念合理的進行融合,其最終目標是可以達到生產無公害的效果。雖然從某種意義上來說,這屬于一種理想化的設想,但是這也更加符合化學工程自身發展和實踐工作的目標。
1化學工程節能中綠色化學工程工藝開發的分析
1.1綠色化學工程工藝開發的意義
分析傳統的化學工藝,傳統的化學工程所使用的工藝在對有毒污染物進行處理的時候,往往都存在著非常明顯的滯后性,這在一定程度上為有毒污染物提供了必要的時間準備。很多化學工藝都是當污染物產生之后才著手進行有針對性的處理,這在某種程度上加重了其污染物處理的成本,同時也達不到具體治理的效果。舉例來說,傳統工藝當中的煙氣除塵,雖然在某種意義上進行了相關的氣體凈化,但是其污染物卻能夠直接地轉化為廢水或廢渣,這樣就需要再繼續進行一道工序來作清潔處理,無疑增加了相應的成本。而將綠色化學工藝引入其中,能夠直接在生產過程中或排放的過程中將清潔工作完成,這樣可以通過相關的化學反應達到預防的效果,進而可以有效地對污染情況進行控制。從另一方面來說,化學工程的基礎資源便是化學原料,化學原料對于化學生產過程中的相關工藝選擇具有重要決定作用,而綠色化學工藝能夠從源頭上對原料生產而造成的各種化學污染進行根治,通過化學工程與綠色化學工藝的結合,可以更加高效地對各類自然資源進行利用,從某種程度上能夠實現深度開發和清潔無污染的效果。
1.2綠色化學工程工藝開發的重要性
在化學反應當中,為了促進綠色工藝的合理利用,需要應用選擇性較高的試劑進行相關的工作。比如石油化工,在其生產的過程中,烴類選擇氫化反應的比較多,這是一種比較典型的強放熱反應,其最典型的調整為生成物性質活躍,而且可能會出現進一步的氧化反應。所以催化過程中這類反應并非是最佳的選擇,而且其生成物不穩定,更加不利于相關產物的提取工作。因此,對這種情況進行改善,必須選擇具有較高選擇性的試劑來進行催化。這樣就能夠更好地降低成本,同時可以達到節約資源的效果,在某種程度上還能夠有效地確保生成物的純度。在綠色化學工程當中,通過這方面的實踐可以為具體的生產工作提供重要的基礎技術支持,并且在未來的時間內,隨著越來越多的化學反應被逐漸的應用到研究課題之中,綠色化學工程也將會成為更加熱門的課題。雖然當前在化學工藝領域中,對于無毒、無公害的高效催化劑的研究工作其主流方向存在差異,但是這些工作對于推動全局、對于綠色化學的深入研究具有重要的意義,而這也是確保建立環境友好型和資源節約型社會的一個重要體現。
2化學工程節能中綠色化學工程工藝的促進作用
2.1綠色化學工程工藝的應用
當今社會,綠色化學工藝對于實現節能減排具有重要的意義,而對于綠色化學工藝的重視和開發也能夠顯示出全社會、全國乃至全世界對于綠色生活和節能環保的重視。分析化工歷史,在一百多年的時間里,人們對于自然的危害正在不斷地加劇和蔓延,特別是我國這樣的工業大國,此時正面臨著19世紀英國那樣的生活,甚至這種危害程度比那時還要嚴重,被扣上了“三廢”問題頭銜。在這種背景下,資源枯竭、環境污染、生態失衡、水土流失、人口壓力巨大等問題逐一地擺在了人們的面前,使人們逐漸地認識到了節能環保的重要性,而化學工程則是造成環境污染和資源浪費的一個重要的產業之一,同時其又是保障和促進人類發展必不可少的一個產業。因此,在化學工程節能中利用綠色化學工程將是一個重要的選擇。
2.2綠色化學工程工藝的促進作用
從當前環境來分析,節能環保工作的實現途徑有如下幾點:①開發新技術;②源頭上控制污染;③打造可循環的綠色生態產業鏈;④發展循環經濟。從綠色化學工程和化學工藝的發展來說,其工藝的實現能夠為節能減排的實現提供重要的保障,而且能夠被廣泛地應用到諸多的領域當中。從當前的角度來說,其主要體現在三個方面:其一是清潔生產技術;其二是利用生物技術;其三是創造環境友好型產品。清潔生產技術也就是無毒、無公害的技術,這是一種綠色的技術,從目前正在發展的情況來看,脫磷脫硫技術就屬于此。在城市化建設過程中對于相關城市垃圾的處理等必須遵循無公害原則,比如可以循環利用和可回收利用相關垃圾,通過對生物垃圾的回收利用能夠制作沼氣。從某種意義上來說,清潔生產技術所涵蓋的范圍比較廣,其這不僅涉及到了生物工程技術等范圍,同時也涉及到了輻射加工技術和綠色脆化技術,其對于超臨界瘤體技術也具有較好的表現。因此在不同的環境中和領域內,這都將是一場新的環保節能革命。利用生物技術就是對細胞工程和基因工程等進行合理高效的應用,當前生物技術的應用主要涉及到生物化工領域和生物仿生領域兩個主流。生物酶是一種非常高效可行的催化劑,因此這種物質被廣泛地應用到了醫藥生產的各個方面。在綠色化工產業當中對于生物技術的應用能夠有效地促進可再生能源的合成,比如有機化合物原料的使用是從動植物范疇發展到了石油與煤炭的范疇之中,而今天在各行各業都開始廣泛地使用有機合成的原料進行相關的生產和生活。綠色化工產業當中,所有涉及到的催化劑大多都是酶類,分別是工業酶或自然界中的酶,和其他的化學催化劑比較,酶類催化劑的特點更加突出,其反應條件比較溫和、生成物比較優良、污染物比較少,因此也更加適應當前的環境發展需要。環境友好型產品對于綠色化工工藝也具有促進作用,在現實生活當中涉及到很多應用實例。在空調制冷過程中一般都會涉及到氟利昂的使用,而氟利昂則會對臭氧層造成一定的影響,同時影響紫外線,容易造成全球氣候變暖等情況出現,因此需要積極地尋找可以代替氟利昂的產品,這可以有效地推動節能環保的政策;無磷洗衣粉的使用,在某種程度上減少了其對于河流的污染,也降低了其對于人類身體的傷害,這些都是綠色化學工藝在現實生活中的體現,說明環境友好型產品既是綠色化學的保障,也能夠促進綠色化學工藝的進步。
3結語
筆者主要就化學工程節能中綠色化學工程工藝的開發和促進作用作了簡要的分析。綠色化工是建設資源節約型和環境友好型社會的必然選擇,其對于生產和生活具有深遠的意義,同時也有助于人類的可持續發展,因此需要予以充分的重視。
參考文獻:
[1]蔡永宏.淺論綠色化學工程與工藝,創建高效、節能、清潔的未來化工廠[J].化工管理,2013,14(24):142-143.
關鍵詞:化學工程;綠色化工技術;工藝
經濟發展帶來的環境問題受到全世界人民的關注,各國的專家們都在尋找一條既可以發展經濟又不會對環境造成重大污染的道路。化學工程工藝中的綠色化工技術就是在這樣的形勢下產生發展而來的,綠色化工技術的重點在于綠色二字,其能夠充分溶解資源消耗時產生的環境污染問題,對人類的可持續發展有極大的幫助。因此對于這樣的綠色化工技術的開發與應用是非常有意義的。
1關于綠色化工技術
綠色化工技術的作用是減少化學工業生產的過程中無形的或有形的給環境造成的污染,通過技術的創新和改造完善化學工業的生產和運作方法。如此一來,化學技術中使用的化學原料以及化學工業生產過程中產生的廢棄物對環境的污染就會有所減少。而且在這一方法的應用下,化學工業在生產過程向空氣中排放的廢氣、向河流中排放的廢水中的有毒物質就會減少許多。另外綠色化工技術在一定程度上將資源的回收利用程度提高了,減少了資源的浪費,從而對環境問題的解決有極大的益處。
2化學工程工藝中綠色化工技術的開發要點
2.1選用合適的化學原料
化學原料的性質決定了整個化學工業的生產運作。化學原料是化學工業發展的基礎,而且是污染的來源,因此重視化學原料的選取是重中之重。從源頭上控制污染,是快速有效解決環境污染問題的方法。值得注意的是,研發的新型的化工原料盡管是綠色無污染的,但是不可能讓化學工業在生產過程中不產生絲毫環境污染的問題。從這一點無法避免的問題出發,現在的技術飛速發展,化學工業生產中已經著手研發更加清潔的原料,盡量選取那些沒有任何毒性或者是毒性較少的化學原料進行化學工業生產,逐漸降低化學藥劑的使用頻率,采用一些天然的植物或者是農作物作為無毒害性材料,是一個不錯的選擇。
2.2選用綠色化學催化劑
化學工業的生產過程中經常會用到化學催化劑加速化學反應完成整個化學生產,提高化學工業生產的效率。盡管可以帶來一定的經濟效益,為社會積累財富,但是很明顯這種財富不會長久,因為化學催化劑給環境造成的污染非常大。因此研發出毒性低的化學催化劑降低有毒物質的排放以及排放量,是當前化學工業生產的目標。縱觀現在的綠色化工技術行業,其關注點都在研發無毒化學催化劑上,爭取研發出的催化劑既可以加快化學反應又可以減少對環境的污染,努力朝著綠色化學催化劑的方向努力。依照現在的研發進度來看,烷基化固相催化劑這一種催化劑的研究成果較為可觀,實驗表明烷基化固相催化劑是沒有毒性的,對環境不會造成污染,可以推廣到化學生產工業中,有不錯的使用價值。但值得一提的是,烷基化固相催化劑這一類催化劑在研發過程中,研發人員要針對廢棄物的排放標準問題準備參考數據,盡量達到生產中產生的廢棄物也可以循環利用的效果,進而促進資源的利用率。
2.3選擇性強化化學反應
化學反應的選擇性也是綠色化工技術研發的重點,若是研發人員可以完善這一內容,化學生產過程中產生物的提取會更加高效,也會更加便捷。也就是說強化化學反應的選擇性不僅可以讓化學工業的環境污染降低,還可以降低化學工業所需成本,如此一來還節約了資源。例如在石油開發這一類化學工業中經常會選擇烴類選擇性氧化物,這一種氧化物會對環境造成嚴重的破壞,因為這種氧化物可以讓化學反應非常容易就出現明顯的氧化反應。由此可以知道,為了達到化學工業綠色生產的目的,減少環境污染,一定要選擇性強化化學反應。
3化學工程工藝中綠色化工技術的應用要點
3.1應用清潔生產技術
清潔生產技術的應用范圍有冶金、淡化海水、處理垃圾還有發電等,一般情況下都不會產生毒害性。正因為這種獨特的優勢,在現代的化學工業中備受推崇。例如在海水淡化時,清潔生產技術可以將海水中鹽分分離,甚至可以分離海水中的其他物質,使海水成為人們的生活用水。
3.2應用生物技術
生物化工中常常應用生物技術,在實際生活中應用的比較廣泛的是生物技術中膜化學技術。生物技術一般是通過將可再生的資源有效地轉化成可以為生產生活利用的化學品。例如常見的酶成分,這樣一種催化劑在化學反應中有非常好的效果,而且最好的一點是不會給環境帶來無法消融的廢棄物。
3.3應用環境友好型產品
環境友好型產品強調的是不影響環境和人類的生產生活,杜絕污染強度大的產品的使用。比如增加使用那些綠色汽油、燃料、能源,降低化學工業生產給環境和人類帶來的危害,逐漸提高資源合理利用,增加效率。
4結束語
經過對化學工程工藝中綠色化工技術開發與應用的分析可以發現,這種技術可以減少對環境的污染破壞,提高資源再利用效率,以及提升資源溶解的程度,能推動整個行業的發展和進步。
作者:楊璐 單位:沈陽師范大學
參考文獻:
一、引進綠色化學和綠色分離工程的概念
綠色化學又稱為環境無害化學,是一門從源頭上消除污染的化學,即利用高選擇性的化學反應,提高反應原子的利用率,達到100%選擇性,實現零排放。綠色分離工程指的是分離過程綠色化,主要包括兩種途徑進行實現:第一,優化傳統分離過程,降低甚至消除分離過程對環境的影響;第二,開發和使用新的技術,例如,膜分離技術。分離技術貫穿于整個化工產品生產過程,分離過程綠色化對于未來環境保護和污染治理具有重大意義,是社會現代化可可持續發展的關鍵性問題之一。分離技術是提高產品競爭力的關鍵技術,對于降低產品生產成本、提高產品質量等發揮著重要作用。教師要讓學生明白經濟發展在滿足當代社會發展的同時,又不能威脅子孫后代的未來。根據現有發展基礎、條件,在不損害地球生態系統的前提下,合理有效地利用和開發有限的資源并產生足夠的財富,以滿足社會合理的經濟需求。綠色分離工程等新型分離技術在高等分離工程課程中的引入,必將引領學科的健康和可持續性發展。
二、改進教學方法
與全日制研究生不同,在職研究生來自于化工企業,一般為單位的技術骨干或相關崗位的管理者,有些甚至已經是高層次的專業人才和項目負責人等,具有一定的實踐經驗和解決實際問題的能力,他們的學習目的很明確,致力于知識轉化,用專業知識解決現實問題。對于在職工程碩士來說,他們既要增加自己的知識積累,更要培養自己應用知識的能力,學習的核心就是提高知識的有用性和實效性。因此,教學內容不能過于理論化,如果課程內容理論性過強,將會給學生的學習帶來困難,影響學生的學習效果。另外,教學一定要做到理論與實際相結合,例如,教師通過工程中的實際案例解釋相關的原理或者理論,側重理論與應用的結合。教師還要合理安排教學內容,課程結構要緊湊,做到重點突出、難點明確、層層遞進、詳細透徹,通過這種方式提高學生思考、處理問題的能力。例如,課堂上使用啟發式教學法、現場教學法、案例教學法等多種教學方法,實現對教學內容的詮釋;綜合運用多媒體、網絡平臺及模擬仿真系統等多種教學手段,使教學內容形象化,最終實現該課程教學質量及教學效果的根本性提高,使其達到培養專業型人才的綜合要求,建成學而有用、學而會用的核心課程。針對該課程的特點,結合高等分離工程課程教學的特性以及教學中存在的問題,應對該課程教學進行一定的改革.
1.優化教學方案、完善多媒體課件。
教師要根據目前國內外的新技術、新工藝、新設備的發展,在現有課程體系基礎上,適當加入新的教學內容,制定出合理的教學方案。多媒體課件是目前高校授課的必備工具,目前該課程主要采用理論教學方法,沒有系統的模擬仿真系統和實踐設施,因此為提高授課效果,應對該多媒體課件進行進一步的完善,加入基本原理的動畫和實際生產的視頻,以保證該課程理論教學與實踐的有機結合,提高學生的理解能力。
2.采用研討式的教學方式。
由學生提出本單位現場分離設備中存在的問題,根據所學的理論知識和工作經驗,找出解決問題的方法,并在各自的實際生產過程中進行驗證。
3.為了使學生能夠更好地學習、理解和掌握課程的理論技術和方法
采用AspenPlus、Pro/II等化工流程模擬軟件,對化工分離過程進行設計和模擬,建立典型案例庫,模擬化工分離的過程、分離過程中物質之間的相互作用以及分離工藝中相關設備的直觀演示,開發相關的計算軟件以解決分離工程中大量計算的問題。
4.讓學生提出工廠實際中分離設備存在的問題
收集現場數據,進而設計程序,得出計算結果,提高學生處理實際問題的能力和素質。
5.充分利用互聯網資源。
二十一世紀是信息時代,技術人員需要廣泛了解科技發展動態,了解學科的前沿性技術并掌握其發展趨勢。在職研究生平時在單位工作,只有節假日才能到學校上課,因此建立師生互助平臺和網絡信息庫勢在必行,不僅能加強學生與教師的溝通,還能加強學生與學生的聯系。教師在學校將專業的最新信息錄入信息庫內,為研究生開辟獲取信息的渠道,學生將遇到的技術困難提交到平臺,教師與同學一起通過討論和研究,提出解決方案,再用于實際生產進行驗證。
三、注重教學環節
教學過程是影響研究生教育質量的關鍵,同時也是保證研究生教育質量的重要因素。高雙林等對影響研究生培養質量的可控因素進行了系統分析,主要包括學科建設、教學環節和管理體系三大部分,其權重系數分別為0.33、0.53、0.14,說明教學環節是研究生教育質量保證體系中的重要部分。在職研究生雖然參加工作一段時間,社會經驗和工程經驗比較豐富,但是回到學校后,往往會存在些許的陌生和拘謹,尤其是在教室內安靜的聽老師講課,往往很難。因此,對于這些學生的授課方式,要以互動交流為主,鼓勵學生提出生產中的實際問題,例如石油化工過程中針對硫含量過高的問題,鼓勵學生結合自己的工作去查閱文獻,以化學法和物理吸附法為基礎,設計出脫硫的方案,大家以基本理論為依據進行討論,提出解決方案,并到相關的企業進行驗證。
四、優化教師隊伍
為更好地適應國家經濟建設和社會發展對高層次應用型人才的迫切需要,積極發展具有中國特色的專業學位教育,教育部決定從2009年起,開始招收以應屆本科畢業生為主的全日制專業學位碩士研究生,并逐年增加招收人數,目前已形成了較大的規模。創新能力和實踐能力的培養是全日制專業學位碩士研究生的教育核心。如何保證全日制專業學位碩士研究生培養質量、探索培養模式是近幾年來大家關注的重要課題。哈爾濱工程大學化學工程專業從2009年開始招收全日制專業學位碩士研究生,到目前為止,已招收4屆。由于全日制專業學位碩士研究生的培養目標與定位不同于傳統的學術型研究生,對全日制專業學位碩士研究生的培養模式以及管理體制一直在進行著探索與嘗試,努力為社會培養出富有創新能力的高級工程技術人才。
一、化學工程專業全日制專業學位碩士研究生培養的課程設置
根據全國工程碩士專業學位教育指導委員會“關于制訂全日制工程碩士研究生培養方案的指導意見”的精神,要求所培養的學生掌握化學工程領域的基礎理論、先進技術方法和手段,在領域的某一方向具有獨立從事工程設計、工程實施、工程研究、工程開發、工程管理等能力。結合學院實際學科研究方向,確定了化學工程專業的培養方案。按照學校的統一要求,學制為2年,最長學習年限不超過4年,應修總學分不低于32學分,其中,必修課不低于17學分(公共必修課5學分,校級基礎課2學分,專業基礎課不少于8學分,專業技術課本文由收集整理不少于2學分);綜合環節12學分;專業選修課不少于3學分。專業基礎課主要包括高等化學工藝學、高等化學反應工程、新型分離技術、化工傳遞過程原理、化工過程建模仿真與優化、現代電化學、化學工程前沿講座、經典學術專著選讀、化工系統工程等課程。專業選修課包括合成化學、材料化學、高分子材料、高等有機化學、有機化合物的波譜解析、近代有機合成技術與方法、化學電源、精細化學品化學、液相色譜手性分離、應用腐蝕電化學、綠色化學與化工、化工網絡資源與化工軟件、現代實用電鍍技術、高性能樹脂合成方法的應用等課程。綜合實踐環節包括綜合實驗、科研實踐、文獻綜述報告、學術活動、知識產權基礎與實務、工程信息資源獲取與專題利用等內容。
二、培養模式的探索
實踐環節是全日制專業學位碩士研究生培養的重點和難點,是全日制專業學位碩士研究生教育質量的重要保證。實踐基地的建設,是進行實踐教學環節的根本保障,為了積極落實國家對全日制專業學位碩士研究生的培養要求,保證學生不少于半年的實踐教學要求,學校、學院把建設各種形式的實踐基地作為全日制專業學位碩士研究生培養的重點工作,積極利用各種社會資源,多層次、多角度建立符合全日制專業學位碩士研究生培養的實踐基地。如學校層面上建立的大型實踐基地,學院層面建立的中型實踐基地,以及指導教師通過科研合作等方式建立的小型實踐基地,都可以納入到學生的實踐教學培養環節,在學院調查、核實的基礎上就可以投入使用。指導教師對于全日制專業學位碩士研究生創新能力和綜合素質的培養有直接影響,實行“雙導師制”是全日制專業學位碩士研究生與學術型研究生培養的又一區別。“雙導師制”對于培養具有實踐創新能力的全日制專業學位碩士研究生更具有優越性。目前,企業導師的選聘成為全日制專業學位碩士研究生培養的制約因素。具有堅實理論基礎、豐富實踐經驗并且愿意指導全日制專業學位碩士研究生的企業導師不多。目前,學院主要通過兩種方式確定企業導師,一是校外實習基地所在企業推薦;二是在科研項目合作過程中積極爭取。進一步明確學校導師和企業導師的職責,學校導師由于具有深厚的理論知識和豐富的教學經驗,主要負責基礎課和專業課的教學,把握學位論文的理論深度,規范學位論文的寫作。企業導師具有豐富的實踐經驗,主要負責將學生的研究與企業的工程、生產實際結合起來,使研究更有目的性,提高學生的實踐能力。從現在運行的情況看,效果良好。
三、加強學位論文的過程管理。
從選題開始,學校導師和企業導師就需要密切合作,加強對選題的評估與論證,明確選題技術背景和研究目標,使選題與生產實際相結合,解決企業的實際問題,論文完成后能夠為企業帶來一定的經濟效益。在論文研究進入到中期階段,學院將聯合企業一起對研究工作進行中期檢查,一方面督促學生保證論文進度,對進展緩慢的學生提出警告,對另一方面,幫助學生把握研究方向,并給出合理的意見與建議,使研究工作能夠順利進行。在此期間,加強對于學校導師和企業導師定期交流的管理,鼓勵學生進行學術交流。在后期階段,學院主要結合學位論文對學生加強管理,在雙方導師修改同意后,對學位論文實行雙盲評審。學院將在校內外選擇相同或相近領域的專家進行評閱,對學位論文給出評價,并做出是否同意提交答辯的結論,學院根據評審意見決定是否同意學生參加論文答辯。這使得學位論文的質量得到了保證。
四、培養過程中的問題與建議
1.實習基地的建立。企業與學校密切結合是培養全日制專業學位碩士研究生的一個主要特點。實習基地的好壞直接影響到學生培養的質量。目前,能夠主動與高校建立實習基地的企業不多,學校更多的時候是利用自身的各種資源來尋求企業的幫助。企業從技術保密、安全生產等方面考慮,積極性不高。如何提高企業積極性,是制約全日制專業學位碩士研究生培養的一個重要問題。目前,高校主要通過給企業提供技術支持、解決生產難題、提供優秀畢業生等方式,要求企業給學生提供實習、實訓的機會,這顯然不能從根本上解決問題。國家應該在更高的層面上,引導企業服務于教學,如在稅收、政策上對服務教學的企業給予適當的優惠,鼓勵企業為人才培養做出貢獻。
一、px項目概述
px,中文名稱對二甲苯(para-xylene),屬于低毒類化學物質。帶有危險標記,對人體的健康有一定的危害。歷史上,px曾經引起了工業界對其毒性程度的激烈討論,工業機構及其支持的科研機構認為是低毒,環保機構及部分科學家(如廈門大學趙玉芬院士)認為是劇毒。px主要用于制造對苯二甲酸,可用于化工及制藥工業等。另外,它還是許多化學合成原料的重要中間體。生活中常見的膠片片基、磁帶本文由收集整理片基、電容器膜、光盤、磁卡等電子信息產品中都含有px,px已經成為應用廣泛的重要化工原料之一。
根據資料顯示,中國已經成為世界上最大的px生產國和消費國。px項目一直飽受爭議:一方面,px涉及的產業收益巨大,各地相繼建立了一些比較大的px項目,用于促進當地經濟的快速發展;另一方面,px本身的毒性和以及在生產過程中產生的污染,使得多地民眾對px項目的建立和實施產生了抵制情緒。px項目啟示我們:科學技術是把雙刃劍,人們在利用科學技術改變社會,造福人類的時候也不能忽略它帶來的弊端。隨著科學技術負影響的顯現,工程的倫理性逐步走入了人們的視野。自20世紀70年代起,工程倫理學在美國等一些發達國家開始興起。經歷了20世紀的最后的20年,工程倫理學的教學和研究逐漸走入建制化階段。在我國,類似的工程倫理道德規范以及法制化建設方興未艾,我國工程倫理學的春天正在逐步逼近。
二、化學工程倫理規范的構建
作為工程的一支,化學工程有區別于一般工程的特點:
(1)化學工程潛在風險大
(2)化學工程對人的影響更直接
(3)化學工程的監控難度大
基于化學工程的以上特點,化學工程倫理規范的構建就尤為重要。
化學工程理論是工程理論的一部分,將科學技術轉化為生產力的化學工程,不僅是一種技術的應用行為,同時也應該被視作一種社會實踐活動。因此,化學工程倫理規范的構建應該技術和社會實踐兩方面來考慮。
第一,技術方面:
(一)降低化學原料的威脅
首先,化學工程中使用到的原材料,大多數都帶有危險標記,對人們對健康具有一定的威脅。甚至,有些化學原料無色無味,可以使人在不察覺的情況下吸入或接觸到,從而造成對人體的傷害。危險化學原料應該具有醒目的危險標志是十分必要的。
其次,危險化學品在生產、儲存、使用、經營和運輸過程中都應得到妥善處理。有些危險化學品,可以通過冷藏壓縮,密封保存等技術手段來降低和消除對人體和環境的危害。運用專業的技術降低化學原料的威脅刻不容緩。
(二)保證生產過程的規范和安全
在化學材料的生產過程中涉及很多環節,每個環節都可能具有潛在的危害。保證整個生產線都達到科學工藝的要求能夠減少工程事故和對環境的危害。
首先,通過對相關技術人員的培訓,使其了解生產過程環節的危害,使其在每個生產過程中的操作都符合相應的規范,對于一些故障能夠妥善處理。
其次,運用技術手段對每個生產環節可能出現的危險進行預防和控制,要有完備科學的三廢處理設備,保證生產過程的規范和安全。
(三)治理和修復化學工程對環境的危害
對化學工程對環境的污染應該做的預防為主,防治結合,綜合治理。但是,有些化學工程對環境的危害,運用目前的技術手段不可避免的。或者,由于種種原因,對環境的污染已經造成,都可以運用相關技術,采取有效措施,對污染后的環境進行治理和修復。
首先,必須對環境污染工程進行詳細分析,找出污染源,確定污染物,最終制定相應措施對環境進行治理和修復。
其次,修復過程中采取的方式方法,應該充分考慮到周邊公共建筑和相關人群的敏感度等因素,建設修復設施不得對場地及周圍環境造成新的破壞。
第二,社會實踐方面:
(一)借鑒國外成功經驗的同時,結合中國的具體情況
對于化學工程倫理規范的構建和制定,國外的研究比國內要早,因此很多的成功經驗值得我們學習和借鑒。
但是,國外的研究現狀不完全適用于中國國情。在國外,工程倫理的研究主要針對工程師的倫理分析,因為國外的工程運行體質是以工程師作為工程責任的獨立主體。而在國內,工程師側重的是技術層面,工程從論證到實施及運行,分別由不同的主體承擔責任,工程師很難做到獨立承擔。
因此,處理化學工程倫理規范的構建問題,應該借鑒
國外成功經驗的同時,結合中國的具體情況。
(二)構建過程中要明確不同角色的不同權利義務
一個化學工程的項目,一般涉及多個角色,不同角色在項目中有著不同的分工和責任。
化學工程師應保證化學工程科學合理的論證和設計,全力參與、全程跟蹤化學工程活動,同時對化學工程的每個生產環節進行監督,從而降低化學工程風險,保障化學工程合倫理性。
工程決策者應該根據針對工程中可能存在的問題和風險進行分析,制定不同的備選方案,選擇合適方案,實現工程最優化。
政府部門應該在道德約束和倫理規范尚不完善的情況下,對化學工程中的每個參與者進行監督,明確他們的權利義務,監督和管理化學工程的實施。
公眾是化學工程的最直接利益相關主體,有權監督化學工程的運行和實施,捍衛自身健康和生存環境安全,并對化學工程的負影響,提出正當的倫理訴求。
(三)化學工程的倫理規范要高于一般工程
化學工程具有一般工程的特點,同時高危險性高污染性使得化學工程與一般工程的不盡相同,化學工程對環境和人類健康的影響更為迅速和直接,與公眾的生存環境和自身健康息息相關。因此,化學工程的倫理規范要高于一般工程。
首先,化學工程倫理的制定和實施要比一般工程更加嚴格,確保化學工程的規范和安全。
其次,對化學工程倫理的監督和執行也要高于一般工程,敢于接受社會各方面的監督,取得公眾對于化學工程的信任。
三、結束語
廈門、大連、寧波和咸陽等地的px項目啟示我們,只有不斷地完善化學工程倫理規范的構建才能確保化學工程的持久化發展,真正地做到以人為本,促進人與社會的和諧發展。
化學工程倫理規范的制定應該從技術和管理兩個方面來考慮:
化學工程是工程的一個重要分支,化學工程倫理規范應該在原有工程倫理規范的理論框架下,同時結合化學工程理論來構建。通過技術了解危害,規范操作,對可能的危險進行預防和控制;
同時,任何一個工程也是一種社會實踐活動,那么就不應該脫離社會而獨立存在,當然也應該受到社會倫理規范的約束。
通過管理,結合國內的具體情況,明確不同角色的權利和義務,同時制定相應的化學工程倫理規范。
在化學工程倫理規范的構建中,技術和管理,相輔相成,缺一不可。我們應該認識到,目前關于化學工程倫理規范的研究還不完善,要建立比較完整的框架,成熟的理論,還需要更多的努力,從而使得化學工程倫理規范更加科學,更加系統。
關鍵詞:工程技術;化學反應;應用技術
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2015)04-0025-01
化學工程技術是一門主要研究化工生產過程中研究和開發以及過程裝置的設計、制造和管理的綜合性技術。化學工程技術在化學生產中的應用已涉及到各行各業,化學工程技術的發展對于強化化工生產過程,提高產品質量,降低原料和能量消耗,對于企業的技術改造以及新技術的開發起著重要作用。
1.新型反應技術的研究
1.1 超臨界化學反應技術。超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點之上時,此時狀態處于液體和氣體之間,具有這兩種狀態的雙重性質。這種狀態的流體不僅在化學工業、生物化工、食品工業有廣泛的應用,而且還在醫藥工業等領域應用很廣泛,已經顯示出巨大的魅力,極具發展前景。近年來,化學界將超臨界水氧化法應用到保護環境的領域,但是都處于初級發展階段,很不成熟。
1.2 綠色化學反應技術。綠色化學是指對環境不會造成污染的,有利于保護環境的化學工程。綠色化學簡單說就是采取化學的技術和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區安全的、對生態環境會產生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學是將污染從源頭進行消除的工程,因此很徹底,這主要包含原子經濟性和高選擇性的反應,生產出對環境有利的材料,并且回收廢物循環利用的一門科學技術。
1.3 新的分離技術。從廣義上看,分離強化首先是對設備的強化,隨后對生產工藝進行強化,整體來說就是只要能將設備變小、將能量轉化效率提高的技術都是化工分離技術強化的結果,這樣不僅有利于實現可持續發展,同時也是化工分離技術的重要技術與主要趨勢之一。然而,古老的化工分離技術原理:利用沸點的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發展及國內外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術,具有廣闊的發展前景,但是這些在應用中同樣也存在著很多問題,此項研究對相關分子蒸餾的基礎理論探究比較少,沒有在理論上充分說明和指導,對設計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術和科學的不斷進步和發展,分離技術也隨之得到改善,取得了長足的進步,逐漸信息技術引入到分離技術的研究與開發上,例如在研究熱力學和傳遞的性質、多相流等方面,這些都是信息技術發生功效的主要分離技術,再如分子模擬大大提高了預測熱力學平衡和傳遞性質的水平。對分子的設計加速了可以加速分離,因此對研究和開發新的高效的分離劑有深遠的意義。信息技術的引進對于分離過程的深入產生了重要的作用,而且還能提高工作效率。
2.傳熱過程中一些新的研究進展和方向
2.1 微細尺度傳熱學研究進展。微細尺度是從空間尺度和時間尺度微細的探討和研究傳熱學規律,現在傳熱學中已經自成一個分支,發展前景廣闊。當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續介質時假定依然會成立,但是由于尺度的微細,原來的假設的影響因素也會相對的發生變化,這就導致了流動和傳入規律發生著變化。目前,微米、納米科學已經取得長足的進步,受到人們的廣泛關注,諸多領域都是圍繞微細尺度傳熱學進行研究的。其中高集成度電子設備、微型熱管、多空介質流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學研究取得的豐碩成果。
2.2 強化傳熱過程的研究進展。這項研究主要是從改進換熱器設備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進設備使其持續對外放熱,這種改進包含發明新的傳熱材料和改進生產工藝,將過去的設計進行優化等方法。
2.3 傳熱理論研究進展。近年來,傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業生產上的應用,但至今仍未能很好的實現,主要問題是如何獲得實現滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質,將滴狀冷凝應用到工業上進行傳熱改造是傳播熱學研究的主要熱點之一。沸騰的傳熱方式不僅在機械、動力和石油化工等傳統的工業之中廣泛使用,而且在航空航天技術等高科技領域也廣泛的應用著。長期以來,人們都在對液體發生核態沸騰的主要原因和具有高換熱強度的機理進行著深入的探究。由于沸騰的現象是復雜和多變的,這些都導致了我們不能利用常規的計算方法來計算出沸騰所能傳輸的熱量。到現在為止,加熱器表面受到水沸騰時產生的氣泡的影響,這一問題是最需要得到解決的,也是研究的重點所在,對沸騰傳熱進行計算大都采取機理模型,這種方法存在嚴重的缺陷就是計算的準確率很低,而且需要大量的實驗做基礎,所以目前應用的范圍較窄,目前沒有能較準確計算沸騰傳熱的計算式,因此我們有另辟蹊徑,從新的角度來探究和研究問題,從基本理論出發,提出新的理論與計算方法或研究出新的模型,將數學與之相結合計算出沸騰所傳出的熱量,這將成為今后研究的重中之重。
3.促進化學工程技術發展的對策
3.1 著眼全局提高化學工程技術水平。化學工程科學近年來的發展趨勢已經明顯地呈現與多學科交叉的現象,要進一步促進化學工程技術的進步,就要從全局出發綜合考慮與化學工程交叉的各個領域的情況。要統籌考慮各個領域的運用,做好整體的規劃,協調各項科學的開發利用。并且統籌現有領域的同時積極開拓新的研究領域,使各個學科領域相互促進,最后實現共同發展。
3.2 提高化學工程機械設備研究水平。機械設備是提高一項技術必須具備的,先進的機械設備能為更高水平的技術研究硬件支持。但是相對而言,目前化學工程技術方面的機械設備還比較落后,應該加強研究力度,向世界化學工程技術研究的機械水平靠近。有了這些高科技水平的機械設備,在化學工程技術領域趕超世界水平指日可待。
1化學工程技術的技術理念與核心優勢分析
化學工程技術簡稱化工技術,在化學生產領域中有著非常重要的地位。利用化學反應理論技術基礎,進行大規模的化學工程生產,從而生產滿足化學領域需求的產品。在農業方面,化學工程技術就起到了非常重要的作用。農作物的農藥,化肥等都是化學生產的產品。這些產品對于人們的生產與生活都有著非常重要的聯系。因此化學工廠成為了市場化學產品的主要生產基地,而化學工程技術也成為了化學生產的技術基礎。那么,對于化學工程技術而言,其有著哪些核心優勢呢?化學工程技術的技術理念又是什么呢?
1.1化學工程技術的技術理念分析
化學工程技術是基于化學反應以及化學元素等理論基礎進行的大規模的生產性技術,利用先進的設備與反應環境,實現對某種產品的大量批量生產,以此來滿足人們對于化學產品的需求。在化學工程技術中,理論基礎是必不可少的,但是,在生產的過程中,反應設備等的建筑也非常重要。因此反應設備也有可能是反應物質,因此為了能夠追求最高的生產效率,滿足人們的生產需求,化學工程技術在技術完善性方面做了非常大改進。在廢物處理方面,也有了完善的體制,從而減少了因為化學生產而對環境方面造成的傷害。
1.2化學工程技術的核心優勢分析
化學工程技術以化學反應以及化學元素理論為基礎,通過大規模的化學反應來生產市場所需的化學產品。由于在自然界中,很多化學產品不是自然形成的,即便在自然界中存在,其存量也無法滿足需求。因此,為了能夠滿足人們對于某些化學產品的使用。就可以通過化工生產,來進行批量的生產,保證足夠的供應。因此,對于化學工程技術而言,其技術核心可以概括為以下幾個方面:第一,完善的技術理論基礎;化學反應原理,原子守恒等化學理論技術,成為了化學工程技術的完善的理論基礎體系。如果在生產的過程中,對于某一種元素物質產品需求量較大,那么就可以通過化學技術進行實現。例如,在現代社會中,為了能夠呼吸到新鮮的空氣,很多人開始喜歡吸收純氧。那么,就可以利用化學理論進行純凈氧氣的生成,從而滿足人們的需求,當然,這也在一定程度上實現了市場的拓展。第二,高效的生產效率,化學工程技術為化學產品的生產奠定了強大的技術基礎,為了滿足市場的需求,化學工程技術在高產出,以及高效率等方面做出了非常大的改進,在原料提取以及生產加工的流程方面也有了十足的進步。因此,在技術優勢方面,滿足了市場化的生產模式。通過化學工程技術的引入,讓化學生產領域實現了模式化,一體化以及車間化的生產模式,不僅僅實現了高效的化學生產,更在一定程度上實現了成本壓縮等。總之,化學工程技術的核心優勢非常明顯,對于市場的發展而言,也有著推動性的作用。
2綠色化工技術在化學生產中的應用
雖然在化學生產領域中,化學工程技術起到了非常重要的作用,也讓人們的需求得以滿足。但是,由于化學生產過程中,容易產生大量的污染物質或者是廢棄物質,在傳統的化學生產以及化學工程技術中,并沒有完善合理的治理措施。甚至在一些化學工廠中,這些污染物或者廢棄物是直接進行無處理排放的。長期以往,對于環境造成的傷害是非常大的。近年來,我國的霧霾以及化學煙霧,癌癥村等現象的出現,也就在一定程度上說明了化學生產中出現的問題。因此,為了能夠保證化學生產的良性發展,也是為了能夠符合當前節能環保技術的理念。綠色化學工程技術開始得以研發,并逐步應用到化學生產領域,從而從根本上改變了化學工程技術的面貌。綠色化學與綠色化學工程技術,是代表未來化學生產的方向性理念。在化學生產的過程中,建立完善的生產體系,尤其是在反應的過程中,杜絕傳統的為了結果而不惜代價的生產方式,采用綠色型與節約型的生產方式,在技術方面,也需要不斷進行技術改革,尤其是廢物處理技術中的一些設計中,要充分體現綠色化學的特點,并能夠做到真正意義上的節能減排,廢物有效處理。總之,化學生產領域中,綠色化學的理念一定要深入其中,綠色化學工程技術的研發也應該繼續,生產需要滿足市場,也同樣要保證環境的安全。
3結語
本文通過對化學工程技術的核心技術與理念研究,對于化學工程技術有了深入的認識,雖然在生產效率與成果方面,化學工程技術可以實現較大的飛躍,但是在環境保護以及環保方面,傳統的化學工程技術依然會對環境造成較大的影響。因此,為了能夠在保證生產效率的同時,更加合理的使用與發展化學工程技術是目前的重點研究項目。因此,綠色化學工程技術也得以產生,并且在化學生產過程中的應用更加廣泛,更加高效,也符合未來化學生產的發展,化學生產的后期處理,是需要企業管理人員給予高度重視的。大力推動綠色化學工程技術的創新,不僅僅可以保證化學生產的高效性,也為整個行業的良性發展奠定了基礎。
作者:侯海霞 柯楊 王勝壁 單位:安順學院 貴州省教育廳功能材料與資源化學特色重點實驗室
1環境工程與化學工程復合型人才的培養方式
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養復合型人才,即學生在完成主修專業課程的基礎上,再輔修第二專業的課程。輔修課程的上課時間經常與主修課程的上課時間相沖突,或者輔修課程的上課時間統一被安排在周末或晚上,這給輔修課程的學習帶來不便。環境工程與化學工程復合型人才的培養可采用特色班級方式培養,即在招生時就用固定班集體招生、統一培養。這種培養方式便于課程體系的學習,尤其是便于實踐課程的教學與管理。湖南城市學院化學與環境工程學院同時擁有化學工程和環境工程兩個專業,這使得該學院在環境工程與化學工程復合型人才的招生、教學與管理有獨特的資源優勢。
2環境工程與化學工程復合型人才培養的課程體系
在課程體系設計上,不能簡單地將環境工程專業與化學工程專業的課程“拼盤”。根據環境工程與化學工程復合型人才培養的特點和要求,我們在請教專家、調查學生的基礎上對環境工程專業、化學工程專業的相關課程進行了有機整合,形成了培養環境工程與化學工程復合型人才的課程體系,該課程體系由5個課程模塊組成。公共基礎和素質課程模塊。該課程模塊包括中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育、軍事訓練、大學體育、大學英語、計算機基礎、大學語文。專業基礎課程模塊。該課程模塊包括高等數學、工程制圖及CAD、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、儀器分析及實驗、物理化學及實驗、化工原理及實驗、波譜分析。專業核心課程模塊。該課程模塊包括環境化學、管網工程、環境微生物學及實驗、環境生態學、環境監測及實驗、水污染控制工程及實驗、大氣污染控制工程及實驗、固體廢物處理工程及實驗、噪聲污染控制工程、環境影響評價。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環境保護、化工污染控制工程、化工污染控制設備、綠色氧化技術、突發性化工環境污染事故的預防與處置等課程。實踐教學課程模塊。該課程模塊包括環境工程仿真實驗、工程設計、工程實驗設計與數據處理、PIDCAD工藝流程制圖、認識實習、生產實習、畢業論文(設計)。該課程體系在保留環境工程專業的核心課程基礎上,《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業基礎課程內容和學時與化學工程專業一致,在課程設置上體現出環境工程專業與化學工程專業課程的復合;特色課程模塊和實踐教學課程模塊體現出環境工程專業與化學工程專業課程的融合。
3環境工程與化學工程復合型人才培養的教學方法
對于環境工程與化學工程復合型人才,要求綜合培養學生環境工程、化學工程兩專業的知識和能力,達到綜合培養的目標,這就要求其相應的教學不能采用灌輸性的教學風格,而應采用滲透式教學、融合式教學、案例式教學和研究性教學等。(1)滲透式教學是指在上述專業基礎課程模塊中滲透環境工程專業知識的教學,在上述專業核心課程模塊滲透化學工程專業知識的教學。例如,《物理化學實驗》中動力學實驗可以讓學生動手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”。(2)融合式教學是指在上述特色課程模塊和實踐教學課程模塊中將環境工程和化學工程中的知識、原理、技能融成一體進行教學。例如,《化工污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“流化床化學反應器處理農藥廠廢水”的專題教學,將流化床工藝設計參數、原理、廢水排放標準等融合在一起進行教學。(3)案例式教學就是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中結合教學內容運用工程中的實際案例進行教學。例如,《水污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學。(4)研究型教學是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中教師結合教學內容,通過創設學習情境,促進、支持和指導學生完成研究型學習活動,來綜合培養學生能力與素質的一種教學方法。例如,在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”實驗中,教師可引導學生自己查閱文獻資料,引導學生思考如何測定溶液中2,4-D的濃度?如何用計算機軟件繪制2,4-D濃度的標準曲線?讓學生自己確定實驗中所需要的儀器和使用的方法,引導學生思考FeSO4和H2O2使用量對2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過程中的速率常數K和表觀活化能Ea?
4環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設
良好的師資隊伍是實施環境工程與化學工程復合型人才培養的關鍵。要培養環境工程與化學工程復合型人才,首先必須有環境工程與化學工程復合型的師資。筆者認為,要改變目前環境工程與化學工程復合型的師資匱乏問題,可從如下幾個方面加強環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設。(1)引進、培養具有環境工程和化學工程雙專業學位的高水平的博士或碩士,他們在學士、碩士或博士學位教育期間接受過環境工程、化學工程的專業教育,具備環境工程和化學工程復合的知識結構和科研素養,是環境工程與化學工程復合型人才培養的理想師資隊伍。(2)教師交叉自學和資格認證。在學院內部要求有環境工程專業學位的教師參加化學工程的本科理論與實踐教育,要求有化學工程專業學位的教師參加環境工程的本科理論與實踐教育,教育期滿后進行考試認證,達到認證資格的教師才能評聘為環境工程與化學工程復合型人才培養的師資。(3)聘請企業有工程實踐經驗,且有良好師范素養的工程師參與環境工程與化學工程復合型人才培養的教學和科研工作。
5學生自主學習是環境工程與化學工程復合型人才培養的重要手段
現代環境工程和化學工程日新月異,要培養環境工程與化學工程復合型人才,單靠教師的培養顯然是不夠的,必須充分調動學生自主學習的積極性。高等院校擁有豐富的中文、英文文獻資料數據庫,有豐富網絡平臺資源;高等院校圖書館擁有大量的紙質版和電子版書籍、期刊和報紙;高等院校實驗室擁有大型的現代化儀器等。這些資源為學生的自主學習提供了良好的物質保障。教師在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學中,以問題、專題為核心,引導學生自主學習、相互交流,從而優化學生的知識結構和能力結構。例如,教師可引導學生查閱相關網站,自主學習“離子交換樹脂”專題,要求學生掌握離子交換樹脂的分類、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水處理中的應用等,并要求學生要充分利用學校網絡資源,構建自身交流的QQ群,進而廣泛、深入、持續地交流。總之,在今后環境工程與化學工程復合型人才培養的研究與實踐中,我們還需要不斷地努力探索與實踐,逐步形成科學、系統的環境工程與化學工程復合型人才培養體系,為環境工程與化學工程復合型人才培養提供啟示和建議。
作者:孟秋冬肖谷清胡擁軍單位:湖南城市學院圖書館湖南城市學院化學與環境工程學院
隨著我國科學技術的不斷發展,化學工程技術在化學生產中的應用越來越廣泛。化學工程技術作為化學生產中重要的一項技術,不僅能夠有效的節約在化學生產中所需要的時間,而且還能夠提高化學工程的生產效率。因此,本文通過對化學工程技術的技術概念進行了闡述后,又詳細的介紹了超臨界流體技術、傳熱技術以及綠色化學反應技術在化學生產中的應用,并且分析了現如今的化學工程技術存在的問題,同時提出了相應的對策,從而使得化學工程技術在化學生產中能夠有更好的發展。
關鍵詞:
化學工程技術;化學生產;應用;分析
在我國,科學技術一直是我們的一項重要的生產技術,隨著科技的快速發展,在化學生產過程中也開始廣泛的采用化工技術。化學工程技術主要是一項研究化學生產過程中需要采用的相關技術,其主要目的是對化學工程產品進行開發、設計、制造和管理。由于化學工程技術能夠有效的提高產品的質量,同時也能夠提升化學生產中的工作效率,因此我們對化學工程技術有了更廣泛的關注,并不斷的將其拓展到化學生產中的各個領域,使得化學工程技術能夠發展的更好,進而不斷的推進我國的經濟發展和科技發展,使我們的生活條件更加優越。
1化學工程技術的技術概念闡述
現如今,化學產品已經成為了人們生活中非常常見的物品,例如藥物、食品和日用品,還有農業藥物和工廠生產所需的原料等等。因此化學工程技術變成為了一項炙手可熱的技術,不斷的受到人們的關注。化學工程技術是根據化學理論基礎與相關的技術相結合的一項應用于化學生產中的技術,利用化學設備,通過一系列的化學反應進行產品的大量生產。在化學生產的過程中,化學的反應物和設備對于工程的技術要求是非常高的,而化學工程技術的優勢就在于能夠滿足化學反應的要求,進而提高了化學產品的質量。除此之外,化學工程技術還有一項更大的優勢就是對廢物的處理,這項技術能夠盡可能不對環境造成很大的影響,正符合我國當前對生產的要求。
2化學工程技術在化學生產中的應用
2.1超臨界流體技術在化學生產中的應用
超臨界流體技術主要的內容是,控制一定的溫度和壓力,使得需要的流體處于液體與氣體中間的狀態。這種流體的特點集合了氣液的優點,它的粘度低與氣體相似,它的密度很高與液體相似,這就導致它的擴散能力很強,介于氣體和液體之間。同時它還擁有很強的溶解能力和壓縮能力。將這種技術應用于化學生產中,通過控制溫度與壓力,得到超臨界流體,利用其擁有的優勢來達到節省能耗的目的。現如今,我們將這種技術應用于更過多領域,比如,高分子材料、復合材料、有機物材料和無機物材料。
2.2傳熱技術在化學生產中的應用
化學工程之中的傳熱技術主要是分為兩方面,一方面是微細尺度傳熱技術,另一方面是強化傳熱過程。首先微細尺度傳熱,是以熱對流、熱傳導、熱輻射為主要的內容,從空間尺度和時間尺度微細進行討論和研究的一項傳熱技術。這項技術在微米、納米科學中得到了廣泛的應用,并取得了不錯的成績,因此人們更加關注它在化學生產中的應用。強化傳熱過程,主要的重點是通過調試換熱器設備,不斷改進生產過程中的傳熱系數,使其能夠有能力不斷的對外放熱。為了強化傳熱過程,就要增加冷熱流體間的溫差,這就必須通過改變換熱的面積來提高傳熱系數,從而來提高傳熱的效率,使得在化學生產的過程節能減耗。
2.3綠色化學反應技術在化學生產中的應用
通常化學生產的產品一般對我們生活有一些影響的,因此我們就需要采用綠色化學反應來防止化學生產的過程中對環境造成污染,這是從源頭來解決污染問題的技術方法。綠色化學只得就是通過使用化學的技術與方法,結合相關的知識來解決化學對人們和環境造成的危害。主要要求就是,化學生產過程中用到的試劑、催化劑、反應原料,和反應完成后的產物與副產物都必須對人類和環境無危害,同時也要保證綠色環保。例如,采用綠色無毒的原料方面,可以將石油原料裝換成生物原料。像是在化學產品尼龍的生產過程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我們將可以其原料改換成生物原料,一樣也可以制成尼龍,不僅保護了環境,而且也保護了人體收到傷害。除此之外,這項技術在綠色食品生產中也起到了很大的作用,綠色食物是對人體很有益的,在其生產過程中一般禁止使用化學藥劑,這樣不僅減少了對人體的傷害,同時也減少了對環境的影響。然而生產綠色食品的代價就是成本高,為了可以降低成本又能夠有質量,我們可以將化學技術與生物技術相結合,開發基因技術,提高并促進農作物的產量和質量。
3現今化學工程技術存在的問題
3.1化學工程技術需要進一步的提高
現如今,我國的化學工程技術應用的領域非常更廣泛,但是仍存在一些不足。滴狀冷凝在工業上的應用仍然不能有很好的表現,因為在獲得滴狀冷凝后,冷凝的液滴不能夠被長久的保存,所以,我們應該在這問題上有進一步的研究,從而來解決這個問題。使得我國的化學工程技術能夠有更好的發展,人們能夠有更好的生活條件。
3.2化學工程技術的人才匱乏
在化學工程中存在的另一個嚴重的問題就是技術人才問題,只有用化學專業技術強的人才,才能夠更好的提高化學生產的質量。而我國現在就存在這樣的問題,化學領域的工作人員的普遍的技術能力和專業能力不強,主要是由于我國的教育體制問題,當代的大學生理論要點掌握很好,但實際操作方面卻嚴重的匱乏,這就導致技術型人才的缺乏,從而影響了化學工程技術的進步。
4對化學工程技術的發展提出對策
4.1不斷提升化學工程技術
隨著我國的科技不斷的發展,化學工程技術也會越來越進步,我們應該不斷的更新技術,以此來適應社會科技的發展。應該在鞏固傳統的化學技術的同時不斷的添加新型技術,并拋棄不利的部分,從而實現化學工程技術有更好的發展。
4.2培養化學技術人才
人才的重要性是我們有目共睹的,化學技術人才對于化學工程的發展有著至關重要的作用。因此為了化學工程技術能夠有更好的發展,我們重點培養化學技術人才,化學生產企業可以通過與相關專業的院校進行合作,讓專業對口的大學生能夠有機會到生產工廠進行相關的實習操作,從而來培養理論知識牢固并且有一定的操作能力的技術人才來工作。
5結語
化學工程技術在化學生產過程中的應用廣泛,它不僅促進了社會經濟的發展,更是提高了人們的生活水平,通過技術和人才的不斷涌進,我國的化學工程技術會有更好的發展。
作者:桂騰剛 單位:云南巨星安全技術有限公司
參考文獻:
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關鍵詞:綠色化學工程與工藝;工業節能;促進作用
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A
引言
當下,我國倡導節能理念之風日益興盛,在各類的生產活動中,環保的地位越來越高。國家政府出臺了一系列的規章制度來推行環境保護的實施,監察力度日益加大,打擊環境污染的力度明顯提高,相關的工作人員的努力也有了顯著的成效。長期以來,我國作為世界上的工業生產大國,工業發展速度之快令世人驚嘆。然而,與工業迅猛發展一起出現的還有環境污染的問題,這時,成功進入人們眼球的“綠色”理念就成為了當今時代下的主題,綠色化學工程的理念也逐步的興盛起來。
一、綠色化學工程興起的原由
1、綠色化學工程與工藝簡介
談起綠色化學工程興起的原由,我們就應該首先來了解一下什么是綠色化學工程。說到化學工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以簡稱來時常談論的化工。隨著新時代的發展,化學工程得到了廣泛的應用,與此同時,化學污染也成為了化學工程的代名詞,環境污染現象、資源浪費現象等等,都給社會發展背上了沉重的負擔。
而此時發展起來的綠色化學工程于工藝就是為了解決這一問題。綠色化學工程與工藝就是用化學的方法和技術去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的使用和產生。從而提高環境的保護效率,增強資源的可持續使用的效率。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物。
2、綠色化學工程和工藝的意義
隨著經濟的快速發展,人們的生活水平有了顯著的提高并增強,人們生活的步伐也明顯加快,化學生產也為人們所普遍接受并廣泛應用,但化工生產所產生的廢水、廢氣、廢物排放,會對環境產生嚴重的影響,甚至生產生活用水也受到了一定程度的污染,這些不合理現象的存在甚至會危害到人們的生命安全,長期生活在這樣環境下的人們的精神也會受到沖擊。
化學生產不僅要大量采集自然物資,還對自然環境造成影響,這是當今時代背景下所不能容忍的。政府的政策的出臺、監察機關的嚴厲執法、相關工作人員加快技術研究開發出環境友好產品就顯得尤其重要了,綠色化學工程與工藝也就成了未來化工生產發展的方向。
當化學工程逐漸的融入了“節能”的概念和“綠色”的概念時,化學工程的生產再也不是當初的污染的代名詞,綠色化學工程將保護生態環境和提高資源的利用率抬到實質,自然環境得到了有效的保護,原來只能廢棄的垃圾也做到了成功的再回收利用。這樣看來,綠色化學工程與工藝就成為了新時代所倡導的新詞匯,它成功的成為了保護環境資源的有效手段,而技術的進步,城市污染的減少,從而提升我們賴以生存的環境條件。
二、綠色化學工程與工藝的應用
根據當下的環境氛圍,我國綠色化學工程的開發和應用都有了一定的發展,從本質問題治理起來,俗話說:“射人先射馬,擒賊先擒王。”只有抓住了根本性的問題,才能夠真正的解決問題。現階段,我國的綠色化學生產體現在下面幾個方面。
1、選用無毒、無害化學原料
從化學原料的選擇入手,盡量選擇無毒、無害,并且可進行再生利用的化學原料來進行化學產品的生產和制作。對于化學產品來說,最根本的問題在于原料的選擇,它是影響著化學生產過程和生產工藝重要原因之一。綠色化學工程與工藝是以無毒無害的化學原料為基本原則,在化學工業生產的起始就采取了防治手段,并且,綠色化學工程與工藝采用可再生資源為開發原料,保證在化學工業生產過程中進行無污染操作。
2、采用綠色高效的化學催化劑
綠色高效的化學催化劑的使用是非常必要的。目前我國也正在積極的研究這樣技術,如采用綠色生物仿生催化劑。石油化工反應中烷烴氧化反應時碳氫鍵是相當惰性的,通常情況下需要苛刻的反應條件,如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑,能夠實現在溫和條件下對分子氧的活化,在烷烴的氧化反應中表現出很高的催化活性和選擇性,因而綠色仿生催化劑使用也是綠色工學工程與工藝所追求的方向之一。
3、提高化學反應的選擇性
采用先進工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學反應的選擇性,可以降低成本,節約資源,減少環境污染。如石油化工中經常會發生的反應――如以上所說的烷烴類選擇性氧化反應,這一類反應具有強放熱性的特性,其目的產物不穩定,有時有些產品還具有異構體形式,在各類的催化反應中此反應的選擇性最低,采用選擇性高的試劑,提高反應選擇性,從而能夠獲得更多的最終產物。
三、綠色化學工程與工藝在化學工業節能中的應用
基于綠色化學工程與工藝下的化工產品的大量的使用,在一定程度上實現了我國的化學工業節能,就目前而言,綠色化學工程與工藝在國內已經得到應用領域主要有以下幾個:
1、清潔生產技術的應用
清潔生產技術也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術、生活垃圾制沼氣技術、高效清潔的煤氣化技術、利用風能、太陽能等自然能發電技術等等,這些都利用了清潔生產的技術。清潔生產技術包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術:生物工程技術,這其中有基因工程;輻射加工技術;綠色催化技術,這里有多種催化劑,都能阻燃并且無毒。清潔生產技術具有許多優點,其產品清潔無毒,不管是對環境還是對人體都是安全的。
2、結合生物技術的應用
生物技術領域包括有細胞、微生物和酶的技術范疇。它在化工領域的應用主要包括兩個方面,化學仿生學和生物化工。生物酶在生物體內作為一種催化劑具有高效性和專一性,廣泛參與到生物合成的各個過程。而在化學仿生學中主要是膜化學這一領域使用到生物技術。綠色化學工程與工藝部分采用了生物技術,使可再生資源合成化學品。早期的有機化合物原料多數直接來源于動植物,之后才發展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學工程與工藝中,催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業酶。酶與一般的化學催化劑相比,具有無污染、反應條件溫和產物性質優良等優點。
3、生產環境友好型產品
綠色化學工程的生產也可以生產出來符合社會發展的環境友好型的產品。它的生產的出現,在很大程度上做到了對環境的保護作用。在社會中,人們隨時隨地都可以買到放心的“綠色”產品,不僅維護了自身的健康,同時也是在為社會做著重大的貢獻,這樣一舉兩得的事情,若是真的能夠實現,對國家的發展和社會的進步影響的意義也是十分巨大的。
結束語
在綠色化學工程與工藝中采用無毒無害的原料,使用節約減排的生產工藝,采取清潔生產的技術,可以有效地使化學工業產品的破壞性降低,實現人與自然的和諧,達到產品與生態之間的互補。因此,開發和研究綠色化學工程與工藝是影響當代化學工業發展的決定性因素之一,成為了可持續發展的重要前提。
參考文獻
[1]蔡永宏.淺論綠色化學工程與工藝,創建高效、節能、清潔的未來化工廠[J].化工管理.2013(24):27-28.
關鍵詞:化學工程基礎;課程改革;人才培養
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0027-02
“化學工程基礎”是理科院校化學專業的專業基礎課程,主要內容為化學工程的基本原理和化工生產的各種單元操作,包括化工過程的動力學原理、熱力學原理、能量守恒與轉換原理、質量傳遞原理以及相應過程的控制機理、操作方法、影響因素、設備結構和工藝過程等,具有與生產實踐緊密聯系的特點,應用性很強,是理科化學類專業唯一的一門工程技術課程。
一、人才培養的要求
當代化學工業對化學化工類人才的培養提出了更高的要求。如何培養基礎理論知識扎實、工作適應性強、具有創新能力的人才,是綜合性大學化學化工教學改革面臨的重要課題。目前,綜合性大學化學與應用化學專業每年都有相當一部分畢業生進入化學、化工和制藥等企事業單位業從事研究開發或工程技術工作,這種趨勢還會隨著創新性國家的建設而逐年增長。化學工程基礎是綜合性大學化學專業的專業基礎課,也是唯一的一門工程技術類課程,該課程的教學改革與實踐對于理工學科交叉與學生綜合素質的培養是綜合性大學化學與應用化學專業其他課程所不能替代的。在充分發揮綜合性大學基礎理論研究優勢的同時,通過對理科專業化學工程基礎課程教學內容的更新、充實和調整,為化工類企事業單位培養和造就具有開拓創新精神、勝任科學研究與工程技術工作、適應性強的化學化工專業人才。
二、教學內容與教學方法的優化
以創新教育思想為指導,研究改革化學工程基礎課程教學內容和教學方法,建立培養學生創新能力的化學工程基礎課程內容新體系。動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞與化學反應工程(“三傳一反”)仍將是化學工程基礎教學的核心內容,應不斷充實更新才能反映學科發展現狀和適應社會經濟需求。化學和化學工程學是支撐物質轉化相關工業的學科,前者研究分子之間發生反應的可能性、必要的條件和產物的結構,后者研究物質的流動、質能傳遞及其對反應過程與產物的影響。
1.優化更新教學內容,反映體現學科發展與技術進步。化學工程基礎作為理科化學專業的工程技術課程,其教學內容除了動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞與化學反應工程以外,還應當及時反映和體現學科的發展與技術進步。根據授課學時,突出教學重點,優化教學計劃,精選教學內容。以化學工程學的基本觀點、基本原理和基本方法為核心,結合典型化工過程,理論聯系實際,使學生在有限的教學學時內,掌握本門課程的基本知識,熟悉研究與應用對象,為今后從事化學化工專業技術工作打下堅實基礎。在其他科學技術的帶動和社會需求的推動下,化工分離技術近年來取得了很大進步。新技術不斷涌現,膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術就是其中的代表。我們在教材的編寫和課堂教學中,有意識地加入這些內容,便于學生從課堂上了解新的科學知識,拓寬學術視野。
2.引導學生建立工程技術與技術經濟觀點,提高學生綜合素質。科學與技術的交叉和滲透,要求我們培養的學生不僅要掌握扎實的基礎理論知識,還要學會運用所學的理論解決工程實際問題。綜合性大學理科化學專業的學生基礎理論知識比較扎實,在課堂教學中,我們根據教學內容,結合工程實際,啟發學生從工程實際問題出發,強調工程實際的特點,突出工程實踐的技術經濟問題,灌輸學生節能減排與綠色環保的理念,訓練學生綜合運用數學、物理與化學等多學科知識,綜合分析化工單元操作與工業裝置中涉及的復雜問題,培養學生的工程技術思維方法與工程設計等綜合素質。
3.改進教學方法,提高教學效率。化學工程基礎課程的課堂教學內容涉及化工單元操作與工藝過程。綜合性大學化學專業的學生一般沒有見過真實的化工設備,對化工廠與化工設備和裝置缺乏感性認識,通過多媒體教學技術和傳統課堂教學方法,可以促進學生感知與思維、理論與實踐的結合,提高學生對化學工程基礎的學習興趣,激發他們的學習熱情,使他們由不熟悉、不了解化工企業與裝置轉變為喜歡應用學科、樂于進入與應用密切相關的教師實驗室開展業余科研。為此,我們一方面利用多媒體的優點,在課堂教學中放映一些設備的實物圖像。另一方面,在有關課程中增加了實習參觀環節,組織學生到石油化工廠、有機化工廠和精細化工廠等企業參觀實習,增強學生對加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設備的感性認識。
三、教學團隊與課程體系的建設
以先進的教學理念為先導,以高水平的教學團隊為根本,以科學的課程新體系為核心,以優良的規劃教材為保障,強化教學團隊的建設,使所有主講教師成為教學改革的高水平運動員和創新教育的優秀教練員。
1.建設高水平教學團隊。從事課堂和實驗教學的主講教師也要承擔高水平的科研項目,提高教師的科研水平。我們承擔“化學工程基礎”的主講教師都具有教授職稱并擔任博士生導師,承擔了一些科學研究項目。同時,也積極思考和實踐課程的教學改革,奠定了學生創新能力培養的堅實基礎。沒有高水平的教學團隊,不可能進行教學改革的實踐,更不可能培養出具有創新精神的學生。
2.構建工程教育、創新教育的課程體系。夯實基礎,將理科化學知識和工程知識有機結合。理科化學基礎課程、化工過程開發、化學工程基礎及多門專業課程的開設,可將學生所學知識形成知識鏈。重視對學生業余科研和畢業論文的指導,吸引對化學工程有興趣的同學來實驗室和博士研究生、碩士研究生一起進行科學研究,培養學生的創新意識和對科學研究的興趣。通過畢業論文階段的培養,加強了學生對知識的掌握和運用,特別是對“應用”和“工程”概念的強化。近年來,來我們化工實驗室進行業余科研和畢業論文的學生每屆都在十人以上,占理科化學專業學生的5%作用。
3.將科研成果向教學實踐轉化,形成教學促進科研、科研反哺教學的良性循環。構建應用學科人才培養、現代科技發展相適應的“基礎性、綜合性、工程性、創新性”體系。我們承擔了國家和企業的一些化工類科研項目,特別是在水與廢水處理、化工分離和國防化學等方面取得了一些科研成果,我們注意將教師的科研成果和科研實踐融入課堂教學。從事課堂教學的主講教師與實驗課指導老師一起合作,將“滲透汽化膜分離”編入了實驗教材和開展了教學實驗,受到學生的歡迎。
化學是實驗性很強的學科,化學工程作為一個共性的工程學科,我們應充分利用科學技術發展和教學改革帶來的機遇,加強化學與化學工程的結合,為國家培養更多復合型創新人才。
參考文獻:
[1]嚴世強.化學工程基礎課程教學改革的認識與實踐[J].大學化學,2003,18,(1):29-31.
關鍵詞:化學工程;工藝實驗;數據處理;分析
MATLAB軟件由美國公司開發研制,實現了科學數據、矩陣計算以及數值分析的可視化,為需要進行數據計算的諸多領域提供高效、全面的解決方法。化學工程及工藝實驗往往產生較多數據,使用MATLAB軟件能方便對數據進行處理,幫助人們掌握實驗規律,為實際的正常提供準確的指導。
1化學工程與工藝實驗數據處理
化學工程與工藝實驗與一般的化學實驗只重視驗證某一原理不同,其主要作用在于解決工業生產中實際存在的問題,以給工業生產提供指導,無論實驗時間還是實驗規模,以及實驗數據處理過程均較為復雜,由此可見化學工程及工藝實驗在人們的生產生活發揮極其重要的作用。化學工程與工藝實驗涉及較多環節,尤其實驗數據的處理尤為關鍵。之前對化學工程及工藝實驗數據的處理主要采用人工方法進行,耗費大量的時間及人力,無法滿足當今工業生產的需要。計算機的出現使得化學工程與工藝實驗數據處理效率的提高成為可能,尤其以計算機為基礎,人們開發出了各種數據處理軟件,使得化學工程與工藝實驗數據處理更為簡單、方便。其中MATLAB軟件是諸多數據處理軟件最為優秀的一款軟件,通過在化學工程與工藝實驗數據處理方面的應用,能化繁為簡,極大提高數據處理效率,使得數據處理精度很好的滿足實驗需要,將數據處理誤差控制在合理范圍內。
2MATLAB在數據處理中的應用
為給化學工程與工藝實驗數據處理提供參考,接下來對MATLAB軟件在數據處理中的具體應用進行探討。
2.1MATLAB的數據處理步驟
(1)數據處理整體框架眾所周知,每個化學工程與工藝實驗的目的存在較大區別,所以進行數據處理的步驟以及應用的公式存在較大差別,很難使用一個程序完成所有數據處理工作。不過通過對多數化學工程與工藝實驗數據處理要求進行分析,可得出其相似之處,即,先進行數據輸入,借助基本數據庫進行數據的處理,最終完成處理數據的輸出。針對這些相似之處進行程序設計,可簡化數據處理過程,促進數據處理效率的提高。(2)編制數據處理程序數據處理程序是高效處理化學工程與工藝實驗數據的基礎,因此,使用MATLAB軟件處理化學工程與工藝實驗數據時,確保編制程序運行的高效性十分重要。數據程序編制包括數據輸入、處理與作圖、構建數據庫等環節。其中數據輸入的實現主要借助input函數加以實現。例如,需要輸入實驗環境中不同濕度參數時,可這樣設置t=input(‘請輸入實驗中環境濕度數據’),輸入函數多以矩陣方式形式呈現。處理與作圖是化學工程和工藝實驗數據處理中重要的一環,原因在于實驗獲得的數據一般為離散數據,需使用多種擬合方法對其進行擬合處理,其中最小二乘法是應用率較高的擬合方式,接下來的探討主要基于最小二乘法擬合進行探討。以化學工程與工藝實驗產生的(x1,y2)離散數據為例,利用最小二乘法對其進行擬合處理,得到自變量、因變量x、y,并以y=f(x)為輸入函數關系,其依據的思路為使得∑(f(x1)-y1)2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。原因在于實驗期間難免受外界因素影響,導致一些實驗誤差的出現,而使用最小二乘法并不需要對輸入函數y=f(x)進行全部的離散數據(x1,y1),不過需要∑(f(x1)-y1)2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。由最小二乘法擬合方法可知,化學工程與工藝實驗中采用最小二乘法可滿足數據處理要求。另外,化學工程和工藝實驗中有時會對流體流動阻力狀況的研究,即,對流體的流動阻力進行測試,而后進行針對性處理,獲得雷諾準數(Re)以及摩擦系數λ的離散數據,同樣適用最小二乘法擬合得到連續的曲線,以此為基礎將對應的圖形畫出,考慮到雷諾準數(Re)與摩擦系數為成雙對函數,所以可得λ=c+aReb,尤其當a、b、c均為常數時,此時令c=0,可得λ=aReb,又因Re和λ是成雙對函數,因此,logλ=loga+blogRe,在此基礎上可使用MATLAB中polyfit()函數進行線性擬合處理,實現對化工數據處理程序的基礎。(3)數據庫的構建采用以上思路對MATLAB數據處理程序進行設計,在實驗過程中只是獲得在特定濕度條件下的實驗參數,而在實際生產中所受的影響因素多而復雜,不可能穩定在設計好的濕度條件下,這就考慮如何取得相近數據的問題。假設其符合線性關系,使用外推或內插方式計算得出實驗物性數據參數。文中探討的化工實驗中,設計的程序已經考慮到實驗濕度、粘度、密度等參數進行擬合,構建較為完整的數據庫,因此,對化學工程與工藝實驗數據處理操作,只需按照提示將濕度參數輸入系統中,程序便自動運行,計算得出該濕度條件下相關數據,大大的提高數據處理效率。為確保設計數據處理程序的合理性,數據處理程序設計完成且對應的數據庫構建完成后,需要輸入相關數據對程序的運行狀況進行驗證,以及時分析出程序設計的不合理之處,并及時進行改進。通過對設計程序進行反復的優化,便可應用在化學工程與工藝實驗的數據處理中。
2.2MATLAB的數據處理誤差分析
經上文分析將MATLAB軟件應用在化學工程和工藝實驗數據處理中,可獲得預期的數據處理效果,但MATLAB軟件對數據的處理建立在對實驗數據正確采集的基礎上,因此,需要保證化工實驗數據采集的準確性,將誤差控制在合理水平。考慮到化工實驗經過的步驟較多,使用較多的測量儀器,實驗人員操作中難免出現誤差,這就要求實驗人員結合具體的實驗內容,明確實驗的具體步驟以及影響數據誤差的因素,在實驗中加以準確把握。首先,保證實驗取樣的合理性。化工實驗取樣的合理性包括很多內容,如使用專門的工具進行取樣,保證取樣位置的合理選取,即,取樣應具有一定的代表性。同時,嚴格依據相關規范進行取樣操作,保證每個取樣環節操作的正確性。其次,注重對樣品進行正確處理。取樣操作完成后,對樣品操作是否合理、規范,會給實驗數據造成影響,因此,化工實驗對樣品進行破碎、混勻、縮小等操作時,應由經驗豐富的實驗人員嚴格按照規范進行操作。最后,校準所用的測量儀器。化學工程與工藝實驗過程中使用的各種測量儀器,這些儀器測量精度,以及性能往往給實驗數據產生較大影響,因此,化工實驗前要求實驗人員對使用的測量儀器進行認真的檢查,部分對測量精度要求較高的實驗,應對所用儀器進行校準,確保測量誤差在允許的范圍內。另外,為進一步提高實驗的準確性可根據規范標準設計相關的對照實驗,對實驗結果進行校正,消除系統產生的誤差。當然為減少偶然誤差,化工實驗中還進行多次實驗,通過多次實驗求取平均值,以達到降低實驗誤差的目的。
3結語
數據處理是化學工程與工藝實驗的關鍵環節,采取正確的方法,使用專門的數據處理軟件,在保證數據處理結果滿足要求的基礎上,可明顯提高數據處理效率。本文通過研究得出以下結論:(1)數據處理在化學工程與工藝實驗中的重要性不言而喻,當前常使用MATLAB軟件對實驗中產生的數據進行處理,簡化數據處理流程的同時,促進數據處理效率的明顯提升。使用MATLAB軟件處理數據時,關鍵在于編寫合理的數據處理程序,因此,應根據實驗要求,進行全面的分析,確保編寫程序的合理性,處理數據效率的高效性。(2)使用MATLAB軟件對化學工程與工藝實驗數據進行處理時,為保證處理結果的準確性,應嚴把數據采集環節,即,在取樣以及樣品處理過程中應嚴格依據規范進行,尤其應注重校準所用的測量儀器,確保所用儀器處于最佳狀態。另外,根據實際情況還可采取設置對照實驗,多次實驗求平均值的方法降低實驗數據的誤差,為數據處理的正確性奠定堅實基礎。
參考文獻:
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