化學工程的特點精選(九篇)

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第1篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：高等教育；國際化課程；材料科學與工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0199-02

黨的十明確提出“國際化”是我國建設“中國特色社會主義”事業所面臨的重大戰略任務。目前，國際化課程的設置與優化已成為高等教育國際化的一個重要戰略，也是衡量高校教學水平的重要指標[1]。近年來，為提升辦學水平，優化培養模式，國內各高校紛紛探索國際化課程的建設，取得了豐碩的成果，但也在課程設置、授課組織、學生準備等環節出現一些問題[2]。在總結前期暑期國際化課程建設經驗的基礎上，2015年9月，南京航空航天大學材料科學與技術學院首次面向材料科學與工程專業本科生開設全英文國際化專業課程《金屬科學與工程》，取得了較好的教學效果，獲得了一些經驗。

一、《金屬科學與工程》國際化課程的開設背景及特點

為有效實施高等教育國際化戰略，自2013年起，南京航空航天大學每年聘請國外知名大學的外籍教師，集中在7―8月開設暑期國際化課程。2013年暑期，來校教授國際化課程的外籍教師19人，分別來自7個國家，開設19門國際化課程。2014年暑期，來校授課的外教包括來自13個國家和地區的47位教師，開設48門課程。通過暑期國際化課程的建設，學校在制訂管理辦法、聘請外籍教師、組織學生選課和課程教學、教學質量保障措施等方面形成了一整套實施和管理辦法，積累了辦學經驗。然而，由于暑期天氣炎熱，課程時間緊，學習強度高，教學效果尚有很大提升空間。為此，2015年9月，南京航空航天大學材料學院聘請澳大利亞昆士蘭大學外籍教授為本科三年級的學生單獨開設《金屬科學與工程》專業國際化課程。汲取暑期國際化課程的教學經驗，課程的設置和實施具有以下特點。

1.授課對象選取具有一定專業基礎的本科三年級學生，教學內容有針對性地進行了調整和優化。暑期課程的實施中，國際化課程采取了全英文教學和考核，對授課學生未做區分。一些學生的基礎過于薄弱，影響了授課效果。此次國際化授課，選擇已完成專業基礎課《材料科學基礎》學習的本科三年級學生作為授課對象。同時，在對《材料科學基礎》課程教學效果綜合評估的基礎上，對教學內容進行了調整和優化。例如，針對學習難度較大的“固態相變原理”和“晶體缺陷運動特點”增加了授課學時；對一些難于理解的機制、機理，制作了三維演示動畫。

2.考核形式多樣化，保證公平性，體現挑戰性。為更好地評估學生的學習效果，采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多樣化的考核形式，在保證公平的同時，更注重挖掘學生的學習潛力。授課前，為激發學生的學習興趣，了該課程的參考書目（Additional Readings）和課后作業（Assignment）。Assignment側重材料工程專業實踐問題的分析，鼓勵學生自己閱讀思考，提出自己的解決方案，占總成績的30%。授課過程中，每完成一定章節后，課上隨即開展測驗（Quiz）。Quiz可提升學生的聽課效率，主要注重考查學生對基礎知識的掌握情況，形式主要為單項選擇題，占總成績的20%。授課結束2周后，組織課程的閉卷考試（Final Examination）。Final Examination除涵蓋課程的重點外，一部分試題難度較高，需要學生結合所學，創造性地予以回答，占總成績的50%。該考核形式兼具公平性和挑戰性，保證了課程的通過率，同時，有利于啟迪優秀學生創造性的學習。

3.降低授課強度，教學進程與實驗課程互為輔助，提升教學效果。由于暑期授課時間緊，國際化課程的授課頻率較高，學生反映學習強度高。為保證教學效果，《金屬科學與工程》每周三、周五授課，每次授課2學時，給予學生更多課前準備和課后復習時間，課程總學時增加至32學時。為進一步提升教學效果，將《金屬科學與工程》與《材料試驗》實驗課程的教學進程統籌交叉進行。實踐證明，這一組織模式極大激發了學生的興趣，課程出勤率較暑期國際化課程明顯提高。

二、《金屬科學與工程》國際化課程的建設經驗和啟示

1.注重學生的“主體性”特點，更好地、切實地尊重和理解學生。《金屬科學與工程》教學過程中，外教對學生的尊重和課堂的包容性令人印象深刻。課前除將課件、參考資料和習題等學習資料及時分發給學生外，對于學生的電子郵件，均能夠在24小時內及時予以答復。即使是一些不屬于課程范疇的問題，也能夠中肯回答，并未敷衍。授課中，對于每位應答問題的學生都首先給予感謝，師生互動頻繁，氣氛和諧融洽。面對學生的課后提問，外教能夠不厭其煩，堅持在教室解答完畢。這一系列的舉措使得師生間建立了尊重、理解和信任，極大促進了教學過程。研究表明，學生在教學過程中具有主體地位。學生的主體性是否充分發揮是檢驗教學改革成功與否的關鍵點之一[3]。現在校的本科生大多為90后，個性突出，渴望被理解和尊重。在國際化課程的建設中，我們應更注重發揮學生的主體性特點，更好地、切實地尊重和理解學生，有利于教學效果的提升。

2.國際化課程的建設應結合“國情、校情、學情”，“借鑒”而非“照搬”國外教學方案。前期暑期國際化課程的教學中，部分外教直接照搬本國教學大綱，教學效果并不理想。《金屬科學與工程》國際化課程開課前，我們組織教學經驗豐富的教師，結合專業特點和學生的實際情況，對外教提供的教學方案進行了優化和完善。同時，在課程的組織上采取了較為靈活的方式。將該課程類別訂為專業選修課，學生可自主選擇是否將該課程成績計入其平均學分績點。對一些學習困難的學生，允許中途退選。另外，課程的考核方式注重多樣化。Quiz側重考查學生基礎知識的掌握情況；Assignment側重拓寬學生的專業視野；Final Examination難度較大，側重考查學生靈活應用所學知識解決問題的能力。結果表明，這些措施既消除了部分學生對國際化課程的“恐懼”，減輕了學習壓力，又有利于一些優秀的學生脫穎而出，取得了較好的教學效果。《金屬科學與工程》國際化課程的建設經驗表明，開課前應與外教充分溝通，結合“國情、校情、學情”修訂教學大綱，“借鑒”而非“照搬”國外教學方案。

3.尊重認知規律，在開設專業國際化課程前應首先開設專業基礎課程和專業英語課程。由于選取了具有一定專業基礎的本科三年級學生作為授課對象，《金屬科學與工程》國際化課程的教學效果較暑期國際化課程有了明顯提高。教學過程中，學生普遍反映專業英語詞匯的匱乏是學習的主要障礙。課程成績的統計分析也表明，一些選修過材料專業英語課程的學生成績明顯優于未修過該課程的學生。因此，應當大力推進專業英語課程的建設，建議在培養方案中將專業基礎課程安排在專業國際化課程開設之前，大力推廣專業英語課程建設。

4.提供充分的師資配備，關懷外籍教師。前期暑期國際化課程的建設中，一些外教是首次來中國，語言不通，飲食起居難以適應，影響了教學效果。國外大學開設國際化課程時普遍為教授配備助教。此次開設《金屬科學與工程》全英文國家化課程，學院特別為《金屬科學與工程》國際化課程成立了教學指導小組，并為外教配備了1名助教，2名研究生助手。實踐表明，由于采取了“Quiz+Assignment+Final Examination”多樣化的考核形式，工作量非常大，這些措施是完全必要的。此外，學校為外籍教師提供了公寓，并配備生活秘書1名，生活的保障也使外籍教師能夠潛心教學。

參考文獻：

[1]惠悅，曹順仙.高校國際化課程優化的途徑[J].教育藝術，2013，（10）：359-360.

第2篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：化學工程實驗技術課程；改革；創新能力；策略

在量子力學的建立發展下，現代化學理論得到了快速發展，但實驗在化學研究和化學教學中仍占據非常重要的地位，高等化學教學中的實驗教學作用也日益突出。化學教學中的實驗教學在培養學生化學學習認知、研究能力和應用化學能力等方面發揮了重要的作用。在新課改的深入發展下，高等化學教學在講授了化學基本原理和化學實驗技能基礎上，開始著重培養學生獨立化學實驗設計的能力，注重對學生展開實驗技術和化學知識綜合應用能力的訓練[1-5]。高等化學實驗課程體系改革成為高等化學教育發展的重要內容，得到了越來越多人的關注。完整化的高等化學實驗教學改革內容包括化學實驗課程體系和課程內容的優化、化學實驗基地的建設、化學實驗具體實踐操作方法、化學實驗組織管理等，其中最為重要的是化學實驗課程體系。

1高等學校化學工程實驗技術課程發展現狀

在高校的擴招發展下，化學工程實驗技術課程實驗基地建設質量參差不齊，同時在學生畢業就業競爭的日益激烈下，在化學實驗教學中很多學生過度重視理論，輕視了實驗教學。現階段高等學校化學實驗教學存在的問題具體體現在以下幾個方面:（1）在化學工程技術實驗課程內容上存在“三多三少”的現象，從總體上看，依賴課堂理論教學的驗證性實驗課程較多，設計性的實驗課程少；獨立性的單元操作課程多，綜合性的實驗課程少；經典類型的實驗課程多，能反映最新科學研究成果的內容少。（2）化學工程技術實驗課程是根據化學理論課程體系設置的，在實驗課程的安排上過于強調對化學課堂教學的補充，忽視了化學實驗課程開設的本身特點，無法發揮出化學實驗課程的本身作用。（3）化學工程技術實驗課程教學模式單一，注重按照教師事先安排好的內容開展教學，無法發揮出學生學習的主觀能動性。

2化學工程技術實驗課程內容的設置

2.1精選基礎性、理論性強的化學實驗

化學工程技術實驗課程內容改革的指導思想是要加強學生動手操作能力的訓練，注重提升學生綜合素質的培養，通過化學實驗教學進一步鞏固學生在課堂上掌握的化學理論知識。為此，教師可以在有限的教學學時中，精選化學基礎理論實驗教學內容，如可以為城市土木工程建設專業的學生開設膠體溶液性質類實驗課程，在實際教學中要注重引導學生進行實驗教學方案的設計，具體包括實驗流程設計、膠體溶液的配制、實驗儀器的安裝和實驗操作等[6]。

2.2注重精簡重組驗證性化學實驗

化學工程技術實驗課程要減少驗證性實驗在總體實驗中的比重，驗證性實驗中繁多的驗證內容不利于激發學生的學習興趣，也不利于培養學生化學學習的綜合素質，浪費了有效的課堂教學時間。在原有的化學實驗教學中，“氧化還原反應與電化學”及“電解質溶液”是常見的驗證性實驗，實驗驗證過程簡單，方便學生的觀察，但在實驗操作過于簡單的情況下不利于調動學生學習積極性。為了解決這個問題，教師可以將這兩個實驗進行精簡處理，在兩個實驗的重組中以“氧化還原反應與電化學”實驗為主體內容，將“電解質溶液”的實驗內容融入到原來電池的組成和電動勢的測定中，讓學生在原有電池的電解質溶液中加入適當的物質，如氨水、硫化鈉等，之后應用精密的微安表對電池電動的情況進行觀察，從而了解物質濃度變化對電極電勢產生的影響[7-9]。這種精簡重組之后實驗的開展能夠提升學生學習的積極主動性，實現學生自主化學習。

2.3增設應用型和綜合應用型化學實驗

在化學工程技術實驗課程改革思想的指導下，教師要根據學生專業學習的特點增設應用型和綜合應用型化學實驗。例如，可以增設水硬度測定、金屬材料腐蝕和防護測定實驗、金屬材料老化等綜合型化學實驗。在水硬度測定實驗中，教師應用離子交換法和蒸餾法演示凈化水的過程，通過實驗向學生展示應用導電率來衡量和評價水純度的重要意義。學生對實驗興趣很高，為了獲得更精確的實驗數據，一次次反復驗證自己的實驗，改進自己實驗操作方式，對促進學生的化學學習具有重要意義。

3化學工程技術實驗課程教學過程

3.1教學方式的選擇

教師可以采用交互式的教學模式向學生具體介紹化學實驗技術原理和重難點問題，通過交互式實驗教學研究設計讓學生能夠有效解決化學實驗學習中遇到的難點問題。化學教師要根據化學工程技術實驗課程教學指導思想制定科學合理的教學方案。定期安排教師互相聽課，從而促進教師之間的教學交流，提升彼此教學水平[10]。應用多媒體技術開展化學工程技術實驗課程教學，通過多媒體的引入彌補傳統化學實驗教學視野狹窄的問題，緩解實驗教學經費和學生人數之間的矛盾問題。

3.2培養學生良好的化學實驗習慣

（1）教師要引導學生形成嚴謹、科學的實驗研究作風。這種作風在化學實驗操作中的表現是，學生能夠仔細觀察化學實驗操作出現的各種現象，在發現實驗現象和預期實驗構想存在出入時，學生要能夠從各方面查找誤差的原因，和其他學生進行討論，從而及時解決實驗操作中出現的問題。

（2）原始性實驗記錄對于學生實驗思路的形成、實驗規律的把握等具有重要意義。為此，在實驗開始階段，需要學生仔細、規范的記錄化學實驗現象和實驗操作獲得的結果。

（3）學生要養成良好的衛生習慣，在化學工程技術實驗課程過程中教師要監督學生注意做好實驗器具回收工作，不能隨意丟放實驗器材以及實驗產生的各種雜物。

3.3完善教學評價體系

在化學工程技術實驗課程教和學習的過程中建立相應的激勵評價機制，對提升學生的化學實驗能力，促進化學實驗教學發展具有重要的意義。為此，高等院校可以從化學工程技術實驗課程教學內容、教學方式、教學管理和教學評價等方面建立相應的實驗教學管理和評價考核機制[11]。在學生化學學習方面，學校要建立學生成績和學分結合的學習評價方法，具體包括學生能否按時到達實驗室、能否在實驗之間做好了充足的準備以及學生是否如實記錄了實驗操作過程和做好實驗總結。

4化學工程技術實驗課程師資隊伍建設

化學工程技術實驗課程教師隊伍的素質和能力對整個化學實驗體系運行發展具有重要的作用。為此，高校需要加快打造一支結構合理、人員素質高、掌握多種化學實驗教學技巧的教師隊伍[12]。為了充分發揮高素質化學實驗教師隊伍在化學工程技術實驗課程教學中的優勢，學校可以制定一系列能夠提升化學實驗教學質量、促進實驗化學有效運行的政策，充分發揮出教師在化學工程技術實驗課程教學中的優勢力量，培養學生化學學習綜合能力。

5完善化學工程技術實驗課程保障體系建設

高校需要從制度上進一步保障化學工程技術實驗課程教學的開展，通過化學工程技術實驗課程制度的建設，加強化學實驗指導教師對化學課程教學各個環節的重視，具體包括化學實驗教學方案、化學教學實驗過程和化學實驗結果的驗收管理等，充分發揮出化學實驗教學的重要地位和作用。

6結語

化學工程技術實驗課程的開展不僅僅是為了加強學生對所學化學理論的理解、提升學生化學基技能訓練和應用能力，更重要的是培養學生在生活實際中應用化學知識的能力。結合不同專業學生所學專業特點，進一步拓展學生化學知識面，提升學生化學學習興趣，實現學生對所學化學知識的靈活運用。學生化學工程技術能力和他們綜合能力的提升密切相關，科學合理的化學實驗內容和規范化的化學實驗技能訓練，對培養學生的自我創新藝術，提升學生的科學研究能力，增強學生在社會主義經濟市場中的競爭力具有重要作用。為此，需要有關教育人員根據不同專業學生化學學習的需要進一步完善化學實驗教學體系。

參考文獻

[1]張昱.化學工程與工藝專業實驗的整合研究[D].蘭州:西北民族大學,2012.

[2]李向清,穆勁,康詩釗,等.研究生高等化學工程與技術實驗課程建設初探[J].化工高等教育,2013,30(2):26-29.

[3]李敏,劉剛,王力.虛擬現實技術在化學反應工程實驗教學中的應用[J].計算機與應用化學,2006,23(10):1031-1034.

[4]馮紅艷,徐銅文,王曉林,等.發酵過程與雙極膜電滲析的集成操作——介紹一個分離與反應技術一體化的化學工程實驗[J].大學化學,2015(1):59-63.

[5]孫康.果殼活性炭孔結構定向調控及應用研究[D].北京:中國林業科學研究院,2012.

[6]華.管道中氫—空氣預混火焰傳播動力學實驗與數值模擬研究[D].合肥:中國科學技術大學,2013.

[7]邵文堯.化學工程與技術省級實驗教學示范中心建設[J].實驗室研究與探索,2014,32(2):143-146.

[8]張國平,訾言勤.化學工程與工藝專業儀器分析實驗教學改革初探[J].淮北煤炭師范學院學報(自然科學版),2010(2):84-86.

[9]周旭章,汪財生,朱秋華,等.多學科共享實驗教學平臺建設與實踐[J].實驗技術與管理,2010(11):196-199,209.

[10]周松柏.超聲速內外流干擾的數值方法研究及其實驗驗證與應用[D].長沙:國防科學技術大學,2009.

[11]黃麗,夏寧,于蘭.食品化學與分析實驗技術教學改革實踐體會[J].大眾科技,2011(9):207-209.

第3篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：化學工程技術；反應技術；應對策略

0 引言

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用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，這主要包括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

研究從廣義上說，分離強化首先是對設備的強化，然后是對生產工藝的強化，綜合起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，有利于實現可持續發展，這也是化工分離技術的主要趨勢之一。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，那就是：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。隨著信息技術的不斷進步，分離技術也不斷得到改善，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。信息技術的引進有利于新的分離過程的深入，提高工作效率。

2 化學工程學科發展動態

2.1 將化工過程與系統過程研究相結合

化學變化是一個復雜的過程，這是因為性質決定的，其非對稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維，使其控制因素增多，結構尺度變多，其中結構是對過程工程研究的中心問題，主要解決辦法是簡化其結構，使復雜的結構變得簡單，更具有使用價值；首先研究特殊系統，然后推理出一般性的結論，進而推而廣之，這些都為解決結構問題打下了良好的基礎，解決了復雜系統不容易被分析的問題，采用整體法和還原法研究復雜的系統有利于把握系統的主要變換方向，多尺度的思考問題的方式可以將過程問題轉換成平時的時間和空間問題，對研究化學工程的復雜結構有好處。化學工程的這一轉變趨勢預示著化學正在向著應用領域進行擴張，更加注重其實用性和價值性，而非學科本身理論的研究。這也在化學課堂上出現了明顯的改革，從只有實驗和理論兩個過程的化學轉換成有實驗、有計算最后才產生結論的過程，這就需要化學與數學物理等相結合，甚至與計算機技術相結合，進而實現化學過程的更好研究。

2.2 將化學工程與材料科學研究相結合

科學的進步使大量新的技術和產品能源不斷涌現，并且在先進技術的引導下得到了廣泛的應用，這就為化學工程的研究提出了新的問題那就是如何為新的產業的形成和發展提供良好的服務并不斷形成新的完整的理論，化學工程的發展就此進入老人一個新的發展階段。在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉，更多的研究材料其中包括信息和化學、生物與化學、能源與化學、環境與化學相結合的工程學科，這些都為化學工程的發展提出了新的發展方向和研究課題，為化學的發展做了良好的鋪墊。

2.3 將化學工程與信息工程研究相結合

化學工程技術的熱點是將化學工程與信息工程研究相結合，隨著信息技術的發展，信息技術已經深入各行各業，通過計算機技術可以收集大量信息，并對此進行精細的計算，隨著大量的數據的統計和分析，可以得出很多重要的規律和結論，這些規律可以用來作為提高效率和生產效益的理論依據，同時可以預見，將化學工程和材料科學結合起來進行分析必將是化學工程領域的重點研究課題，必將成為引領化學研究的主要方向。

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。

3.3 做好化學工程技術的教育工作

任何一項技術的發展都不能離開高水平的人才，所以要促進化學工程技術進一步發展需要加強化學工程領域的教育培訓工作。不僅需要培養化學工程技術方面的知識，與其相關的學科的教育與培訓也要加強。不僅僅培訓理論知識，更要加強學生的實踐能力，為化學工程技術的發展儲備人才。

3.4 積極開拓化學工程技術的應用市場

當今化學工程技術的應用領域已經很廣泛，但是如果想要進一步的發展還要積極研究開發新的工藝、新的產品，尋找新的市場。市場是產品開發的動力，有了市場的需求才會帶動產品的生產，也就會促進技術水平的提高。

4 結語

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。我們要加強研究，針對發展特點采取相應的措施，提高化學工程技術水平。

參考文獻：

[1]陳惜明，彭宏.化學工程技術的幾個熱點與發展趨勢[J].安徽化工，2012，01：3-6.

[2]房鼎業.化學工程的技術進展與化學工業的發展態勢[J].化工生產與技術，2011，02：1-8.

[3]葉慶國，周傳光.化學工程技術的發展動向及對策[J].山東化工，2012，01：21-25.

作者簡介：

1.白清搏（1992-），遼東學院化學工程學院化學工程與工藝 B1201班學生。

第4篇：化學工程的特點范文

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：

[1]王一竹,王一龍,麻超等.關于化學工程技術在工業生產中的應用探討[J].大科技,2015,(27):283~283.

[2]侯海霞,柯楊,王勝壁等.解析化學工程技術在化學生產中的應用[J].山東工業技術,2015,(14):91.

[3]裘炎,王杲.探析化學工程技術在化學生產中的應用[J].化工管理,2015,(20):90.

第5篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：能源化學工程；專業建設；課程體系；師資隊伍

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0209-02

一、能源化學工程專業建設背景

能源與環境問題是21世紀人類面臨的兩大基本問題。隨著世界經濟的不斷發展，人類社會對能源的需求越來越多，石油、煤炭等不可再生化石能源的儲量逐漸消耗殆盡，且全球每年因消耗化石能源而向空氣中排放大量的氣體（CO2、SOx和NOx等），除了引起局部地區的煙塵、灰霾、酸雨、光化學霧和連帶的重金屬鉛的污染外，更造成了全球的氣候變化、溫室效應日漸顯現。含碳能源（煤、石油和天然氣）的高效潔凈利用及具有清潔、低碳、可再生等優勢的太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能等新能源的開發和利用成為未來中國經濟可持續發展的關鍵。為適應我國對可再生能源和清潔能源等新能源的迫切需求，東北石油大學化學化工學院根據自己的辦學定位，發揮已有的專業優勢，主動適應，準確定位，于2010年新增了能源化學工程本科專業，也是教育部首批建立的10個能源化學工程專業之一。專業獲批后，于當年從09屆轉來1個班的學生，并新招10級2個班的學生，目前已有1屆畢業生。關于能源化學工程專業本科生的培養方案、培養模式和培養體系則處于不斷探索和完善中。

二、能源化學工程專業定位與培養目標

新專業的定位決定了專業以后的發展方向，也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設、課程體系的建立以及學生畢業后的就業等。專業人才培養目標的制定，首先必須在對專業深入分析和了解的基礎上，結合國情和學校的條件，考慮專業發展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業定位應以拓寬專業面、培養寬口徑的掌握能源化學工程專業知識和技能，具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發的基本能力，能從事化石能源（包括石油、煤、天然氣）、新能源（包括太陽能、氫能、生物質能等）化工過程工程的研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面的工作，具有創新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。

三、能源化學工程專業課程體系的構建

課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養人才的質量。能源化學工程專業是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程，屬交叉學科。專業按照東北石油大學“通識教育+學科專業基礎+專業教育+實踐教學”四個層面設置課程，構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎、外語、計算機、體育、公共藝術及跨學科門類修讀課程；學科專業基礎主要包括高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數、分析化學、工程制圖等等專業技術基礎課程；專業課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理（雙語）等課程，同時開設了大量的專業選修課，注重學科交叉，拓展了學生的知識面；實踐教學包括實驗課程和實踐教學環節兩個部分，實驗含課程實驗和專業實驗，所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創新性的比重。實踐教學環節除了實習、實訓、課程設計、畢業設計外，還開設了創新實踐和科研訓練等環節，在實踐教學活動期間，學生可靈活選擇在企業或校內完成。各教學環節學分分配情況如圖1。

能源化學工程專業構建的課程體系的特點是：注重各部分之間的系統性與協調性，充分強調理論教學與實踐環節并重，基礎理論與專業知識并重的原則，力求體現德、智、體、美全面發展。培養的學生既有豐富的基礎理論和專業知識，又有較強的實驗技能和實驗設計能力，并了解所學專業方向的學科前沿及發展趨勢。

四、師資隊伍建設

沒有高水平的師資隊伍就無法建設高水平的專業，所以師資隊伍是專業建設的根本保障。東北石油大學制定科學合理的人才引進政策，采用各種優惠條件吸引高層次人才來校工作，補充新專業建設所需的專業教師，重點引進高水平的學科專業帶頭人以及主干課程的專任教師，重視已有人才的培養提高，充分發揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用，提高教師隊伍的整體水平和素質。目前本專業已有10名教師，全部具有博士學位，2名教授，4名副教授，同時還聘請了企事業單位、科研院所及其他高校等高水平的專業人員擔任新專業的兼職教師。已經構建了年齡、職稱、學歷等結構合理、教學與科研綜合水平高的具有發展潛力教師隊伍，保證了新專業的建設順利完成。

以上是針對戰略性新興產業相關的本科能源化學工程專業的學科特點和辦學定位，從培養目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發展對戰略性新興產業相關人才的迫切需求，下一步我們將進一步創新人才培養模式、完善課程體系，形成科學的人才培養方案，建立科學的管理制度，從而有效地保證人才培養質量，為社會培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。

第6篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：裂解原理；化學工程；概念；應用

1.前言

近年來，裂解原理在化學工程中的應用范圍正在逐漸擴大，究其原因離不開裂解原理本身的一些特點，這些特點決定了它在化學工程中的獨特作用，使其能夠在工業生產中占據一席之地，并為我國國民生產總值的提高做出貢獻。對此，我們有必要針對裂解原理在化學工程過程中的應用進行積極的研究和探討。

2.“裂解”的概念及內涵

在化學工程的概念中，裂解指的是在熱能的作用下將某種高分子的化合物轉變為其他低分子的化合物，該化學過程又叫做熱解或熱裂解[1]。這一工藝往往應用于石油化工的生產過程，它的發生溫度較高，一般在七百至八百攝氏度之間，有些特殊的裂解反應甚至需要提供一千攝氏度的高溫才能進行，也正是因為超出裂化的高溫使得裂解反應可以不同于裂化反應達到更好的效果，比如它可以通過斷裂長鏈烴的過程將石油或石油氣的分餾產物轉變為丙烯或乙烯等鏈烴較短的物質。可以說，高溫是裂解反應的必要條件。

依照反應條件，裂解反應大致包括以下幾種類型：首先是含水裂解。顧名思義，含水裂解就是指反應過程中有水存在的裂解過程，一般包括對石油進行蒸汽裂化或是從有機廢料中提取出輕質的原油，這些過程都需要或不排斥水分子的存在；其次是無水裂解。不像有水裂解需要或容許水分子的存在，無水裂解恰恰是不需要水分子才能發生反應的化學過程。無水裂解的歷史由來已久，古代的時候，古人將木材變成木炭的過程就屬于無水裂解的過程。目前看來，這種裂解方式還可以用于塑料及生物質能中液體燃料的制取；第三種類型是真空裂解。真空裂解控制的是化學反應中的空氣含量，某些物質在沒有空氣的情況下才能進行裂解。

3.裂解原理的工業用途

裂解原理在目前的化學工程中的應用相對來說是比較廣泛的，起初的化學工程中，裂解反應的原料主要包括柴油、煤油及石腦油等，不過隨著化學工業的發展和化學理念的變更，重油逐漸成為人們更為倚重的裂解反應原料。裂解的過程往往還會伴隨著環化、縮合以及脫氫等不同類型的化學反應。

一般來說，我們可以將整個反應過程分成兩個不同的階段。在第一階段的時候，裂解原料發生了初步的化學變化，會形成我們需要的目的產物，比如丙烯及乙烯等，這是一次反應過程。第二階段的時候，是一次反應的產物作為反應物發生的二次變化，所以也叫做二次反應，亦即丙烯及乙烯轉變成了二烯烴、環烷烴、芳烴及炔烴等的過程，甚至還有反應更為徹底的，直接變成了焦炭和氫氣。經過了一次反應和二次反應以后，人們獲得的裂解產物就比較復雜了，可以說是不同物質組成的混合物。一般來說，裂解反應受到溫度、原料及反應時間的影響比較大，這三項因素的變化會導致不同的反應產物出現。一般來說，化工生產中比較常見的反應容器是蓄熱爐或管式爐，在這兩種反應容器中，石油烴會變成芳香烴、炔烴及烯烴等小分子物質，比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。

目前的化學工程中，裂解原理一般用在化工產品的合成上，比如將二氯乙烯進行裂解以后，人們可以得到PVC，即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人們日常生活用品中比較常用的一種原材料，比如門窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、電線外皮及包裝盒等物品，都是由聚氯乙烯制成[2]，雖然除了化學工程領域的工作者及相關的研究者以外多數人并不了這些日常生活用品的合成過程。另外，在化學工程中，難免要出現一些化工廢料，對這些化工廢料的處理同樣離不開裂解反應，因為它可以通過不同類型的裂解過程將這些化工廢料轉變成一些低害物質以避免對自然環境的污染，甚至有些化工廢料還能夠在裂解反應的作用下變成能夠被人們二次利用的新的化工原料，這樣就實現了資源的可持續利用，是低碳環保理念所提倡的一種化工生產方式。比如“合成氣”，經過裂解反應將部分化工廢料轉變為合成氣后，合成氣又可以成為氨及甲醇的制造原料，而氨又是尿素及各類復合肥、硝酸等的重要合成材料。

4.結語

裂解反應是目前化學工程中應用比較廣泛的一類化學反應類型，它與人們的日常生活息息相關，為推動我國國民經濟的發展及方便人們的日常生活做出著巨大的貢獻。作為化學反應的類型之一，裂解反應不可避免地受到一定反應條件的制約并且也會有部分能耗的浪費，在未來的發展過程中，更新裂解反應的技術工藝，創造低碳、節能、環保的裂解方式必然會成為化學工程發展的方向和目標。■

參考文獻

第7篇：化學工程的特點范文

1 化工科技促使溫童氣體排放量藏少

我們所謂的溫室氣體，主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產，還是現階段科技含量高，日趨現代化、國際化的社會化大生產，這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳。這些二氧化碳氣體的排放，成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內，造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用現在這一狀況已經得到了明顯的改善，許多化工企業正積極的開發和利用新的科學技術，來達到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業將二氧化碳作為化工產品生產過程中的一種原材料來使用。例如，有的化工企業將其他化工產品的生產過程中所產生的二氧化碳氣體作為一種原材料來生產尿素。僅這一種工藝，就可以使該企業的每年的二氧化碳氣體排放量減少數十萬噸。

2 化學工程技術使可持續發展戰略任務逐步向前推進

傳統的化工生產，給我們的生活創造了非常豐富的物質基礎和能源。其在對人類歷史的發展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是昵，又由于化工產品生產的原材料和生產過后的殘余物中，存在著大量的有毒有害物質，這些物質又造成了很多環境污染問題以及生態平衡的失調。這樣，就又阻礙了社會經濟的繼續發展。新世紀，面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰，可持續發展戰略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。實現社會經濟的可持續發展，已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業，在這一基本國策的指導之下，最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學，不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理，或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中，最大程度地充分利用資源，使原材料轉化為產品，盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。

3 化學工程技術的新熱點

3.1 化學超臨界反應技術

超臨界的化學反應技術是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上，這樣的狀態往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫藥等領域，已經顯示出很好的效益，發展前景很好，但近年來的探究和發展階段仍處于初級，待進一步深入研究。

3.2 綠色化學研究技術

綠色化學由于能夠有效避免對環境的污染，近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術來充分利用資源、減少污染物的產生來起到對環境的保護。比如，它可以對產生污染物的相關溶劑和廢料進行處理，利用原子技術或高選擇性的化學反應生產處對環境有利的產品，這不僅能夠增加經濟效益而且帶來可觀的社會效益。

3.3 分離技術的新研究

首先，分離技術強調對生產設備的強化，其次是生產技術。總結來說就是將設備更新，將生產率提高的技術都屬于化學分離技術的結果。古老的分離技術方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術的發展和各領域研究合作分工改變為分離技術新發展提供了廣闊的前景。比如近年來，在力學的傳遞以及多相流方面，采用信息技術發生分離，還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平，對分子的人為設計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術有著深遠的意義。

4 傳熱過程新的研究發展方向

4.1 傳熱學中細微尺度的研究進展

細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇，如今它在熱學中已經形成了一個分支，具有廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時，這樣的情況會存在，但是由于尺寸的更加細微，原來的假設影響因素也會發生相應變化。目前納米技術已經取得顯著的成績，很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術進行研究的，近年來取得了高集成電路、多空介質流等新成果，產生了巨大的經濟效益。

4.2 傳熱設備的研究進展

近些年來，利用翹片來強化傳熱，管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數和場地模擬相結合，來優化傳熱裝置結構的參數，實現管翹式的傳熱針設計。

4.3 與計算機技術的相結合

計算機技術的不斷進步是化學中大量的技術問題能夠得到有效的解決。同時節約了大量的人力物力財力，也增加了數據和相關機械的精密度。計算機的主要貢獻表現在計算流體力學、數值傳熱力學、采用計算機技術進行統計、計算有利于將數據更直觀的表現出來，表現形式更加多樣，能夠有效分析大量實驗數據。

4.4 與材料科學和信息工程相結合

科學的進步和新技術的研究涌現就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優質的服務體系和完整地理論作為研發支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發展階段，在發展中應注重與多學科的交叉，更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環境與化學相結合的學科，這都為化學工程的發展提供了新的研究方向。由于信息技術不斷深入各個行業，為此通過信息技術可以將大量的信息收集、整理進行數據統計分析，得出的結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。

第8篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：計算流體力學；求解；基本原理；化學工程；應用

化學工程在我國具有較長的研究與應用歷程，并在實際的生產與生活中取得到巨大的應用成效，不僅能夠供給正常的生活需求，同時根據新材料的開發，能夠滿足現代型環保材料的使用。在化學工程中，較多的反映環境和反應機制都是在溶液中進行的，具有質量守恒和熱量守恒定律的應用。而這種質量與能量的關系正是計算流體力學的主要原理。通過對實際應用環境和原理的分析，能夠優化工程設計和工藝改進，提高化學工程的生產效率。

1計算流體力學在化學工程中的基本原理

計算流體力學簡稱CFD，是通過數值計算方法來求解化工中幾何形狀空間內的動量、熱量、質量方程等流動主控方程，從而發現化工領域中各種流體的流動現象和規律，其主要以化學方程式中的動量守恒定律、能量守恒定律及質量守恒方程為基礎。一般情況下，計算流體力學的數值計算方法主要包括數值差分法、數值有限元法及數值有限體積法，其也是一門多門學科交叉的科目，計算流體力學不僅要掌握流體力學的知識，也要掌握計算幾何學和數值分析等學科知識，其涉及面廣。針對計算流體力學的真實模擬，其主要目的是對流體流動進行預測，以獲得流體流動的信息，從而有效控制化工領域中的流體流動。隨著信息技術的發展，市場上也出現了計算流體力學軟件，其具有對流場進行分析、計算、預測的功能，計算流體力學軟件操作簡單，界面直觀形象，有利于化學工程師對流體進行準確的計算。

2計算流體力學砸你化學工程中的實際應用

2.1在攪拌中的應用分析

在攪拌的化學反應中，反映介質之間的流動性比較復雜，依據傳統的計算形式根本無法解決，并在化學試劑在攪拌中存在不均勻擴散的特點，在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點。若是依據實驗手段測得反映中物質、能量和質量的變化規律，其得出的結構往往存在較差時效性，實驗騙差加大。通過對二維計算流體力學的應用，能夠對攪拌中流體的形式進行模擬，并進行質量、能量等數據的驗證。但是流體的變化，不僅與化學試劑的濃度、減半速度有關，還與時間、容器的形狀等有著之間的聯系，需要建立三維空間模擬形式進行計算流行力學。隨著科學技術和研究水平的提高，在通過借助多普勒激光測速儀后，已經對三維計算形式有了較大的突破，這對于化工工程中原料的有效應用和工程成本的減低具有促進的作用，但是在三維計算流體力學中還存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不斷的完善。

2.2CFD在化學工程換熱器中的應用分析

換熱器是化學工程中主要的應用設備，通過管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應用，能夠有效的控制化學試劑在反應中的溫度變化。其中根據換熱器的形式不同，計算流體力學的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過流體湍流速度的改變，增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過加大流體的接觸面積，提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中，熱量交換的形式更為復雜，但是卻群在重復性換熱的特點，增加了換熱的時間，提高了換熱的效果。從總體上分析，計算流量力學中，需要對溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時間變化進行分析。通過CFD計算流體力學的應用，能夠計算出不同設備的熱交換效果，并根據生產的實際需求進行換熱器的選擇使用。

2.3在精餾塔中的應用

CFD已成為研究精餾塔內氣液兩相流動和傳質的重要工具,通過CFD模擬可獲得塔內氣液兩相微觀的流動狀況。在板式塔板上的氣液傳質方面,Vi-tankar等應用低雷諾數的k-ε模型對鼓泡塔反應器的持液量和速度分布進行了模擬,在塔氣相負荷、塔徑、塔高和氣液系統的參數大范圍變化的情況下,模擬結果和現實的數據能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎,充分考慮了塔壁對塔內流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計算了矩形鼓泡塔內氣液相的分散性能,以及氣泡數量、大小和氣相速度之間的關系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內典型微型單元(REU)的流體力學性質來預測整塔的流體力學性質的方法,對每一個單元用FLUENT進行了模擬計算,發現塔內的主要能量損失來自于填料內的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預測了整塔的壓降。Larachi等發現流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質相關,因此用CFD模擬計算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動產生的壓降,為改進填料提供了理論依據。CFD模擬精餾塔內流體流動也存在一些不足,如CFD模擬規整填料塔內流體流動的結果與實驗值還有一定的偏差。這是由于對于許多問題所應用的數學模型還不夠精確,還需要加強流體力學的理論分析和實驗研究。

2.4CFD在化學反應工程中的應用研究

在化學反應工程中，反應物和生成物的化學反應速率與反應器、溫度和壓力等有著較大的聯系，在實際的反應中可以利用計算流體力學進行數據的獲取。但是這數據的獲取具有一定的溫度限制，當反應中溫度過大，就會造成分子的劇烈運動，其運動軌跡的變化規律就會異常，在利用計算流體力學的模型計算中，計算數據與實際情況會發生較大的偏差。由于高溫中分子的運動軌跡和運動速度難以獲取，在計算流體力學的實際計算中，就要借助FLUENT進行三維建型，并利用測速反應器進行速度的測量，通過綜合的比較分析，利用限元法進行數據的計算。可以得出不同環境下的反應器的流線、反應器內部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預測反應器的速度、溫度及壓力場，可以更進一步理解化學反應工程中的聚合過程，詳細、準確的數據可以優化化學反應中的操作參數。

結束語

計算流體力學對于化學工程的應用具有實際意義，并在經濟效益的提高上具有重要的價值，在近幾年，化學工程技術人員不斷的計算流體力學中展開研究，以二維空間計算和模擬為基礎，不斷的完善三維空間的流量計算，并得出了一系列的流體流動規律。根據計算流體力學在化學工程中的廣泛應用，在今后的化學工程發展中，應加強此類學科的教學與延伸，提供出更有效的反應設備和工藝操作。

參考文獻

[1]余金偉,馮曉鋒.計算流體力學發展綜述[J].現代制造技術與裝備,2013(06).

第9篇：化學工程的特點范文

關鍵詞：地球化學；工程學；放射性; 廢物處置

Abstract: with the people living environment and the worsening of the continuous improvement of the environmental protection consciousness, many new subjects are applied in environmental waste. In this paper, the earth chemical engineering in radioactive waste disposal paper discusses the application for various environmental waste disposal, provides the basis.

Key words: the earth chemistry; Engineering. Radioactive; Waste disposal

中圖分類號：TL12文獻標識碼： A 文章編號：

隨著時代的發展，工業對環境造成的影響越來越嚴重，各種廢物排放和堆積越來越多，尤其是放射性廢物，對人們的健康帶來了極大的威脅。隨著人們的生活質量意識以及環保意識的不斷提高，其對廢物的處理力度也不斷增強。目前，采用地球化學工程學中的方法來處理放射性廢物是一項新的嘗試，也是一項具有長遠意義的嘗試。

一、地球化學工程的屏障

地球化學工程的屏障主要有三項，分別是廢物容器、頂蓋以及回填的材料。廢物容器指的是有利于將一些具有放射性的核素的廢物阻滯在工程屏障內，而不是其向外遷移的第一道有力防線。一般包括混凝土或者金屬等不同的廢物容器，這些容器能保護一些具有放射性廢物的固化狀態，從而使其不會過早地被破壞和侵蝕，不對人們生活環境造成影響。頂蓋是工程屏障設置的基本要求，它在廢物處理中能夠起到防止地表水以及雨水等對廢物帶來不良影響，還能通過其中的抵抗侵擾的屏障來有效防止人類的干擾，這種屏障是通過設置卵石或混凝土等具有較高強度的難以穿越的層位來實現的。回填材料是在放射性廢物處理的過程中，將一些巖石或者礦石等放在廢物容器和土壤之間，或者放在各個廢物容器之間來吸附一些有放射性的核素，減緩這些核素往外界泄露的速度。

二、地球化學工程學中放射性廢物處理的模式及其應用

第一，中低放廢物的廢物處置模式。這種處置模式是對一些壽命比較短的中低放廢物進行處置的模式，通常是選擇在靠近地表的地方進行處置。所謂靠近地表，一般是指在擁有厚度為幾米的的防護層的地表的上下，或者是在一些地表之下幾十米深的巖洞當中，采用帶有或者不帶有上述工程屏障的對廢物進行處置的模式。當將廢物放在靠近地表的地方處理時，通常的做法是先將這些廢物在包氣帶中埋藏起來，然后遵循就近原則，在旁邊選擇合適的回填材料，一般是選擇黏土。這樣子所形成的工程屏障具有簡單、可操作性強等特點，并且所選擇的黏土材料能夠有效地防止放射性核素從土壤中往地下水遷移，防止其進入生態環境中造成不良影響。

擬建于我國西南某處的極低放廢物填埋場具有地質條件復雜、人口眾多、降雨量大, 巖石風化淋溶作用強烈等特點, 且該地區水系發達, 又屬于長江上游, 對環境安全的要求較高。因此, 需要對場址采取適當的地球化學工程屏障, 確保水環境不受污染。

Sr 是長壽命裂片核素, 在長期的科研生產中積累了大量的含鍶核廢物, 特別是在核設施退役過程中, 產生了大量含鍶極低放廢物。極低放廢物按國際慣例一般采取簡便、經濟、安全的就近填埋處置方案。為了確保填埋場址的安全性, 往往將工程屏障與地球化學屏障相結合。其中地球化學工程屏障, 主要是針對場址地層巖性對核素吸附固定能力差的不利因素, 通過采用礦物或化學添加劑改良巖土對核素的吸著能力, 從而在場址地下水的運動途徑上形成新的屏障, 確保環境安全。該技術在水利工程、水工建筑等領域有較多應用,但將其引用到核環境治理中, 還是近年來的事。選擇合適的添加劑是地球化學工程屏障設計的關鍵。添加劑的選擇主要依據場址地段土壤的表面電荷性質和核素在土壤中的吸附行為。吸附比是評估放射性核素在水-巖中遷移和滯留的重要參數, 它受控于巖土和水溶液的物理化學性狀, 以及影響水、巖性狀的各種外來因素等。采用測定吸附比的方法來選擇添加劑直觀可行。

第二，高放廢物的廢物處置模式。這種處置一般是在較深的地質中進行的。也就是說，將放射性廢物在地表以下深約五百米到一千米的地方，埋藏起來，使之和環境之間形成永久性的隔離。這種處置通常是設置較多重的工程屏障，這樣子能有效防止放射性核素對生態環境帶來影響。

在處置庫關閉后的長時間尺度( 要求的安全期至少是1 萬年)和空間跨度下，放射性核素在進入生物圈之前會存在一系列復雜的物理、化學過程。在這期間，復雜的耦合作用會破壞工程屏障和地質屏障，因此在高放廢物深地質處置中對多場耦合的研究具有重要的地位。在對高放廢物處置的過程中，由于放射性同位素衰變，會產生大量的熱量。作為地質屏障的圍巖介質的溫度會隨之升高，這就引起介質的膨脹或收縮并產生熱應力，引發介質中裂隙張閉變形和巖石滲透率的變化，影響機械性質。高放廢物是多種放射性核素的混合物，在遷移過程中會伴隨著多種復雜的地球化學反應，產生新的礦物。這會改變巖石的滲透性，同時影響巖體的強度和完整性。由于水巖作用不僅使地下水的化學成分發生了很大的變化，也導致巖石的礦物成分發生變化，生成新礦物，與此同時本身的質量也發生變化。

三、某放射性廢物處置場地球化學工程屏障物料研究

放射性廢物處置場的選址原則是自然條件優越與社會經濟許可的統一。對于極低放廢物而言，按國際慣例，要求就近處置。為確保環境質量安全，需針對場址自然條件上的缺陷性，采取地球化學工程屏障新技術，改良自然條件，實施安全處置。所處置的放射性廢料中的核素以鈾（U）和鍶(Sr)為主。實驗資料和機理分析表明，U與Sr的遷移一固定性能相反，因此，必須在核素滲流途徑上的不同地段，分別建造U、Sr雙重屏障，即首先在處置體地層建造鈾的吸附屏障，然后在處置體地層的外緣再建造sr的沉淀—吸附屏障。通過四組共52個試樣(8種添加劑)歷時70天的K1實驗，以及巖土表面電荷測定等膠體化學研究，得知：場址東南山脊臺地上的橙黃色砂質亞黏土，對U的吸附能力很強，且物源豐富，是茶園溝場址庫的優質填料和底層吸附屏障。庫體外緣滲流帶Sr的沉淀一吸附屏障，必須采用碳酸鈉作為添加劑。作為屏障填料的橙黃色亞黏土，是山脊臺地基巖風化殘積土，處于高嶺土風化殼發育階段。土中富含水鋁英石，表面活性高，且正電荷(AEC)含量較高。該物料的pH值在6．0左右，正電荷主要由土中氧化鐵等膠體引起。U的分配系數K1=1 228．4，滿足屏障的一般要求。實驗研究結果表明，山脊橙黃色亞黏土在加入NaCO3(5％)的情況下，pH在9．6以上，Sr的分配系數K1>1 400，滿足屏障的一般要求。同時，預作屏障填料的橙黃色亞黏土物源豐富，因此，可作為首選屏障物料。

結束語：

放射性廢物的地質處置難度高，科技含量高，將地球化學工程應用在放射性廢物的處理中，具有一定的意義。其中，廠址的選擇以及工程屏障的建立是處理的關鍵，本文對高低放廢物處理的模式進行了探討，并以實例說明了地球化學工程學在放射性廢物處理中的應用。

參考文獻：

[1]王燁，王關玉．地球化學工程與環境保護[J]。地質地球化學．2002，30(3)181-87．

[2]王海，李曉紅，靳曉光．放射性廢物處置中的地質學問題及研究現狀口]．重慶大學學報．2003，26(4)：130—134．

[3]吳傳璧．地球化學工程學——21世紀的環保產業[J]．物探與化探．2002，26(6)：41I-414．

[4]IAEA．Site Investigations for Repositories for Solid Ra—dioactive Waste in Shallow Ground[R]．ViennalIAEA，1982．Technical Report Series No．216．