化工设备的设计范例6篇

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化工设备的设计

化工设备的设计范文1

关键词:工艺设计;影响因素;化工设备选型

在进行化工设备的选型时,通常会有多种因素制约其整体的设计。为使其整体的设计更加科学合理,需要对其整体的设备进行综合的性能评估。同时,在进行工艺设计时还要保证物料平衡,让整体的设计能够具备合理性、安全性、先进性以及经济性。因此,在进行化工设备的选型时工艺的合理设计十分关键。

1化工设备工艺设计过程及对选型的影响

我们以下图的一套设备装置为例,下图反映的是该设备的一个比较简单的流程图,这个流程图中主要包含了反应槽以及反应搅拌装置等一些主要设备,我们就以这个设备装置为例进行相关分析。(见图1)从图1中我们可以十分清楚的看到其设备的主体工艺设计分为四个体系。分别是过滤料浆泵,反应搅拌装置,反应槽以及料浆循环泵。经过过滤系统的整体过滤以及磷矿粉、浓硫酸的综合洗涤,其尾气能够得到较好地洗涤。之后通过循环泵的冷却以及封槽,最终让去真空系统得到良好的运转。并让工艺设计的不利影响因素全面的降低。

2反应槽选型工艺计算

半水物湿法磷酸工艺这个反应系统一般有三个阶段,第一个阶段是预混,第二个阶段是溶解,第三个阶段是结晶。在第一个阶段,在反应槽中应该加入磷矿粉和闪蒸循环料浆让它们在充分的搅拌下使其进行混合,并产生了一定的化学反应;第二阶段,将第一阶段的产物放入溶解槽使其继续进行化学反应,直到磷矿粉完全被溶解;第三阶段,将第二阶段的产物放入到结晶槽,并让它与过滤系统中的化学物质进行化学反应,并在这一过程中加入之前的化学物质使其得到快速的长大,从而也就使得料浆有着良好的液态和固态分离以及洗涤的条件。

3反应槽投资概算及综合评价

在进行化工设备综合评价的过程中,需要对整体的化工设备进行综合性的分析。进行整体评估时,通常需要从以下三个方面进行:3.1先进性每个化工企业从自身发展的角度考虑,都希望自己企业能有比较先进的设备装置和技术,从而在同行业中处于领先地位,为企业创造更大的利益,实现企业的整体发展。但现实与实际情况会有一定的差距,从实际情况来看,判断设备的好坏需要做出综合性的比对,需要对全国的设备进行调研,需要依靠具体的数据才能得出比较真实的结论。3.2安全性设备装置是否安全稳定,没有安全隐患,也是要考虑的重要因素之一。当装置持续平稳运行时,就会减少一定程度的损失,从而为企业谋取更多的利益,实现企业的可持续发展。就上述的设备装置而言,操作上有一定的限制,在实际运用时应尽量考虑全面,选用安全有优势的设备,避免出现一些突发状况,造成不必要的损失。3.3经济性设备装置是否符合要求,同时也应该考虑经济性这一方面的因素。换句话说就是设备装置的性价比要高,化工厂在购置设备时肯定应该考虑化工厂经济的实际承受能力,在一定的范围内,选择相对来说更好的、更符合自身发展需要的设备。

4工艺设计中影响因素消除

在进行设备选型的过程中,经常会受到工艺的整体影响。为了能够让工艺操作条件符合设备的操作需求,需要结合多方面的情况对反应料浆的物理性进行相应的选择。其整体的工艺设计流程见图2。从图2中我们可以清楚的看到反应槽的基础运作。首先需要磷矿粉、淡硫酸、浓硫酸进行较好地比例配合,然后注入一定的干空气,经过反应槽的化学反应,最终将闪蒸尾气消除。

5结语

在进行整体的工艺设计时,需要对其化工设备进行综合性的评估以及科学合理的设计。同时还要结合实际情况,对其各种不同的影响因素进行全面性的分析,并做好选型上的工艺核算,从而完善化工设备的整体设计体系,让化工设备的作用得到全面的发挥。

参考文献:

[1]姜清华,瞿华.对化工企业中工艺设计安全管理的探讨[J].化工设计通讯,2016,(01).

[2]金萍.化工装置安全排放系统研究与设计[D].大连理工大学,2015.

化工设备的设计范文2

关键词:化工设备;计算机辅助;软件开发;研发趋势

现代化工设备中对计算机辅助设计的应用已经十分广泛,并且使用的技术也在不断的升级,正在经由原来的简单辅助向试验室中实验条件的科学仿真和模拟设计阶段过渡。以前化工设备的设计主要依靠人工手动操作,有时候设计的精确性不够,会影响在实际中的应用。现在,随着科学技术的发展和计算机人工智能技术的不断更新, 计算机技术在化工设备的设计中的作用也越来越重要。依靠计算机提供的各种设计技术和专门的设计软件,化工设备的设计渐渐地全面进入计算机辅助设计阶段。

一、 化工设备CAD软件简介

1.1智能型化工设备CAD系统软件CMCAD

CMCAD软件主要依靠Windows系统作为设计平台,将化工设备的要求用软件语言进行汇编,是一种高度智能化的化工设备的设计软件,也是全国第一个此种类型的软件,通过了专家的检测和实践的验证,在化工行业中广为应用。该软件由大学里的专业软件编程专家集合研发而成,历时四年,目前的通用版本为CMCAD2000。这种软件主要用于化工设备中的图表制作,集中统计化工设备设计时所需要的各种图表,如零部件参数化标准件图库、通用机械标准件图库、常用模型图库等,将各种类型的零部件的基本信息存入软件,以便设计时方便获取所需的资料。这些材料同时包括与此对应的英文对照表格,极大地方便了设计工作的进行。

1.2石油化工静设备计算机辅助设计系统VCAD

VCAD软件的实际功用经过了石油化工产业设备发展的检验。该软件由专门的技术中心部门研发而成,目前情况国内通用的版本为VCAD3.2,和CMCAD软件不同的是,该软件只有设计计算部分以Windows为操作平台,其他部分的设计主要依托于PICAD。VCAD里含有的单项包括:受压元件计算;施工图绘制。施工图根据实际设备的要求而不同,简单来说,包括塔器设计施工图、浮头换热器设计施工图、固定管板换热器设计施工图绘制等多种不同的部件施工图。

二、国外的CAD软件发展与现状

2.1压力容器设计和分析软件PVElite

PVElite产于美国,同样以Windows为操作平台,不同于国内的是这种软件在设计图例时,较多的运用三维图像来直观的展示部件的构造,而我国则倾向于采用描述性的语言和二维图例来展示。此类软件最新的研发成果是PVElite2007。PVElite根据 ASMEVlll-1& Vlll-2(美国压力容器标准)、 PD5500(英国压力容器标准)、 EN13445 (欧洲压力容器标准)等多种规定,综合各个国家的不同规格和情况要求汇编而成。 PVElite包括化工设备的结构和造型、容器和零部件的设计图案,并且软件能绘制CAD工程图,且能自动生成材料表和管口信息表。

2.2压力容器和换热器软件COMPRESS

COMPRESS是由美国CODEWARE公司开发的,三维CAD软件是用Windows作为操作平台,该软件的最新版本是COM-PRESSBuild6252。COMPRESS根据 ASMEVIII-1& VIII-2、 TEMA、 ASCE7(美国土木工程师学会规范) IBC2006(美国建筑规范)、 UBC1997(美国建筑规范)、 NBC95(加拿大建筑规范)等标准编辑形成的。COMPRESS软件在设计设备时,能够及时的提供许多小建议和帮助向导,为用户提供快捷的信息,提高设备的设计效果和实用性。

三、 化工设备设计软件CAD的发展趋势

3.1二维辅助绘图向参数化设计绘图方向发展

在引进计算机辅助技术之初,计算机软家的开发与应用尚未推广开来,因而在设计化工设备时一般采用二维图案,有时甚至直接用描述性的语言,并且在作图时也要依靠人工操作鼠标来完成绘图过程,所取得的图例数据不精确,设计效果不理想,并且也影响了计算机辅助技术实际功能的发挥,使得计算机技术在此处成了“甩图板”。现在,随着软件技术的开发和专门应用软件的推广,在设计时不仅可以制作数量精确的图例,并且还可以从软件中获得有好的帮助,对提高设计的科学性和设备的精确性、有效性的作用十分大。现在此类的设计软件中都会提供设计时所需的图例参数库, 设计时若有需要,只需要从图库中搜索所需的资料即可。这样一来,不仅提高了设备设计时的作图效率,而且可以丰富图表范围,有利于整个行业的发展进步。

3.2 单一功能的软件向综合设计软件方向发展

之前的不少化工设备软件,大部分的实际作用有限,如CAD软件中就只有设计计算和强度校核功能,没有绘图功能;有的软件只有绘图功能,无法对所需的参数进行有效的信息处理。这样一来,设计软件的实用性大为降低,也影响了计算机辅助技术在化工设备设计中的应用,无法满足行业发展的需要。随着软件技术的开发与进步,各种各样的综合设计软件相继问世,利用这些软件综合处理数据信息和绘图,既简便快捷,精确度又高。

3.3 化工设备CAD向CAD/CAE方向发展

比较旧的的化工设备CAD指的是计算机辅助二维绘图技术,这个技术的发展对现在而言比较成熟。有关专家认为,计算机辅助设计软件今后要朝着标准化、集成化和人工智能化方向发展,致力于建造计算机辅助工程集成优势。随着现代化学工业的发展,化工行业设备设计的要求越来越高,对设计中的软件技术与要求也在不断的提高,尤其是在绘图方面,更是将焦点集中于软件在绘制三维图案方面的功能设计上。CAD/CAE集成软件则极大地满足了这一要求,提高了设计的精确度和设计的效率,适应了化工行业发展的需要。

四、结语

虽然我国化工设备设计软件的发展历程与国外相比比较短,所开发的软件在三维图案的制作方面也存在许多不尽如人意的地方,但是,总体来说,我国化工设备设计技术已经开始充分的结合考虑到这些问题,并且也在不断的改进专业软件的设计技术,虽为达到达到国际先进水平,但确实取得了一定的进步。目前我国主要的软件设计和创新部门主要集中于各地的大学,如浙江大学、四川大学化学工程学院、南京化工大学、石油化工大学等。各级学校的技术研发和实践,为我国化工设备的计算机辅助设计技术的发展做好了技术支撑。

参考文献:

[1]王芹.浅谈化工企业设备信息化管理[J].价值工程,2010,(27).

化工设备的设计范文3

关键词:化工设备 防腐设计 措施

随着材料学的发展以及对设备腐蚀机理的研究深入,现代化工设备防腐蚀能力已经有了长足的进步,其只要是采用耐腐蚀的新材料和利用电化学机理采取阴极保护两种方法。

一、化工机械设备发生腐蚀的原因

机械设备大部分自身是由金属构造的,而金属自身的属性是引起发生锈蚀现象的根本,湿度、温度等外界的条件是引起金属产生锈蚀的重要原因。在工业企业的大环境中,特别是在化工企业,均含有不少的二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物、硫化物等部分有害物质,与此同时有些厂房的湿度以及温度都较大、较高,因此,在这些内在和外在的因素综合影响下,金属就及其可能和这些有害物质发生比较强烈的化学反应,从而对机械设备造成腐蚀。

二、化工机械设备发生腐蚀的分类

(1)由产生腐蚀的机理对其分类,主要有电化学腐蚀和化学腐蚀两类。对于化学腐蚀,通常是指由于周围介质与金属表面发生比较强烈的化学反应,从而使金属表面遭受到破坏,引起化学腐蚀的原因主要是环境较为干燥、温度较高等。对于电化学反应,其通常是指电解溶液接触到金属表面后,因为产生了电极反应而导致腐蚀现象的发生,这主要是一种氧化还原反应,导致这种腐蚀发生的原因通常是环境的潮湿。(2)如果按照腐蚀的表象以及产生的原因进行分类,则主要有:海洋大气腐蚀、高温氧化腐蚀、工业大气腐蚀、剥层复式、疲劳腐蚀等。

三、化工机械设备发生腐蚀的机理

1.电化学腐蚀的发生机理

金属发生电化学腐蚀现象,主要是由于金属表面层和离子导电介质发生电化学作用所致,任何以电化学机理发生的腐蚀,均会包括至少一个阴极以及一个阳极反应,同时会经过金属内部电子流与介质离子流产生联系。阳极发生的是氧化反应,而阴极发生的是还原反应,是通过吸收阳极发出的电子进行的。电化学腐蚀其电流并不会对外做工,都会在电池内阴极产生自耗,这种反应,无意会大大提高金属的腐蚀速度。

2.工业大气腐蚀的发生机理

在工业污染比较严重的环境中,空气中的氢氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳以及盐等挥发物,都可以成为腐蚀性的介质。在这些介质中,遇到潮湿的空气条件,酸性气体遇水会产生无机酸,这些酸具有非常强的腐蚀作用。在工业大气的腐蚀性环境中,机械腐蚀通常是由直接化学腐蚀与电化学腐蚀直接综合作用产生的。

四、化工机械设备的防腐蚀设计

1.化工设备材料的选择

目前制造机械设备的材料大多为碳素钢,其优点是价格比较便宜,采购非常方便,加工相对容易。碳素钢在普通的环境中工作一般不会出现较大的腐蚀,也不会因为使用而对机械设备带来明显的危害。但是如果是在化工环境中使用,则就可能会对其造成比较严重的损害和侵蚀。举个例子,日常易见的Q235钢,如果其周围含有一定浓度的腐蚀性介质,则其的腐蚀速度就会非常高,即使在设备上进行防腐涂剂处理,也十分容易产生漆膜局部划伤或者脱落,也可能会导致其腐蚀的面积迅速扩张,使机械设备的使用寿命大大降低。因此,在化工设备制造中,通常会放弃这种材料,而选用耐腐蚀性能显著的普通低合金钢。低合金钢虽然略贵,但综合考量,其所取得的总体经济效益,要超过碳钢。

2.化工设备的结构工艺

(1)设计机械构件时应尽可能使其形状简单化。(2)注意避免机械构件遭到损坏或者表面出现伤痕。(3)机械构件选用材料尽可能单一化,即选用同种材料。(4)尽量避免机械构件缝隙的存在。(5)选择优质防锈漆以及结构形式,以便使机械构件可以和腐蚀介质完全隔离,尤其要重视焊缝的涂漆,使涂漆结构合理化,可以保证构件的任一部位都不会漏掉。(6)避免机械设备出现残余水分滞留,设计时尽可能不出现容器状的凹处,如果无法避免,则应该设置排水孔。(7)在焊接接卸设备时,应尽可能避免出现内应力或者应力集中的现象,尽可能采用连续焊接工艺,避免因间断焊接出现内应力。(8)焊接时,尽可能避免产生焊接缺陷,如未焊透、焊瘤、咬边等,这些均可能使其形成新的腐蚀点。(9)为使进一步解决缝隙腐蚀现象的问题,则对于构件的连接夹缝,需要进行合理科学的设计。

五、化工机械设备的防腐蚀方法

目前避免金属腐蚀的方法多种多样,主要有两种思路,第一种将金属保护起来,使其尽可能与腐蚀介质隔开,第二种是对金属的表面进行科学合理的处理,使其腐蚀环境以及电化学保护得以改善,从而使金属本身的特性的得到有效改善。对于电化学保护法,其主要是利用电化学有关原理,对金属设备采用相应措施,进而使其成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻或者防止金属发生腐蚀,一般有牺牲阳极保护法和外加电流保护法。外加电流法通常是指将一附加电极与保护金属作为电池正负两极,同时将需要保护的金属作为电池的阴极,然后通过外加直流电的作用,使阴极得到保护。。依照电化学的有关腐蚀理论,采取牺牲阳极保护法对进行进行保护是一种非常合理、科学且行之有效的方法。

六、结束语

腐蚀对于化工设备的使用以及寿命有着十分不利的影响,因此,深入研究腐蚀发生的化学机理,开发新型耐腐蚀材料,提高化工设备的防腐能力有着十分重要现实意义。

参考文献

[1]李树义. 浅谈如何提高化工机械防腐能力[J]. 中国石油和化工标准与质量,2011,04:45.

化工设备的设计范文4

关键词:高职高专 理论结合实际 教学改革

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)005-175-02

《化工设备基础》课程是化工技术专业的一门专业核心课,旨在培养和提高学生实际工作需要的知识、能力与素养,比较符合培养复合型人才的需要。其主要目的是培养学生掌握化工设备基础知识,对压力容器、化工管路、塔设备、换热设备、反应器等典型化工设备有基本了解;同时还要了解和掌握常用机械机构的结构特点与工作原理;初步掌握液塔设备、换热器以及反应搅拌釜的基本原理与应用等专业知识。随着当今高职教育的人才培养模式改革的深入,本课程由原来的72学时改为60学时,在学时减少、工程概念多、知识点零散的前提下,针对学生的自身特点,我们对教学内容、教学方法、教学手段等进行了教学改革和实践,取得了较好的教学效果。

1 内容精简、由浅入深、突出重点

教材是进行教学的基本工具,教材所选取的内容直接决定授课的内容、重点。教材内容的选取也是深化教学改革、促进创新型人才培养的重要表现。为了突出教学的改革的深度,使教学内容能够完全是学生达到理论联系实际的效果,我们在教材内容的选取上广泛的听取了专家及企业相关人员的意见,并根据我们多年经验的积累,对其进行了精简,适当的调整。

根据我院化工专业的课程改革的需要,从选取的内容上,我们做了重新的改革,以开始的化工设备常用材料到化工设备力学基础、压力容器、塔设备、换热器、搅拌反应釜、化工管路及设备故障诊断一共七个模块进行教学,为学生学习其它专业课和新的科学技术打好基础,为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。

2 教学方法以理论联系实践、培养创新能力为中心

高职高专的教学的中心点是学生,以学生为主体,在教学中能够激发学生的学习积极性和创造力,通过合适的教学方法使学生达到理论与实际相结合。鼓励学生积极参与教学过程并且调动学生学习的主观能动性。积极采用了研讨式、启发式等生动活泼的教学方法来代替过去的死板的教学方法,学习中形成一种师生共同积极思考的课堂氛围。授课中遇到难点要发动学生开展讨论, 鼓励学生做横向思考, 使学生养成总结归纳的学习方法。在研讨过程中,学生思维活跃,集思广益, 加以老师的正确指导,学生学习的主动性得到加强,同时也加深了对知识的理解。

由于《化工设备基础》课程中抽象知识点比较多,关于机械方面的学生接触的少,对于一些工程概念缺乏感性认识,所以我们采用多媒体作为教学手段,把在课堂上用语言表达难以理解的知识放在图片上、动画上,使教学生动形象,准确明了,使学生在短时间内获得大量的信息。通过实践证明,效果非常好。

对于我们非机械类的学生来说,视图和空间想象能力相对较差,对某些复杂设备的结构图看不懂或难以想象出来。为了解决这一情况,我们结合本课程的特点,在教学中采取一系列的方法:组织学生到本系的实训中心进行参观,培养学生的感性认识和抽象思维的结合能力,把学生带到现场进行讲解,使教学内容实际化,让学生真正的做到理论与实际相结合,做到知识点当场理解消化。

3 教学手段——项目化教学

根据高职高专学生的基础特点,我们对教学手段进行改革。由原来的纯理论教学模式改为以学生为主、以教师为主导的项目化教学。重点培养学生的理论和实践相结合的能力。课程内容既要注重体现化工机械基础的理论性和系统性,又要结合学生的实际水平和应达到的知识层次,在讲解基础理论和基本分析方法的同时,适当地引伸一些实际工程分析实例。将基本原理和方法讲明讲透,并使基础理论要限定在工程力学和容器设计的主干上,同时注重每个模块的连接。我们把内容一共分为五个学习情境,每个学习情境都设计了与典型工作任务结合的学习任务,在教师的指导下,通过完成任务实现教学目标。教师将任务、问题布置给学生,学生带着任务问题深入到课程中去,针对任务通过学习、实施、实践体验等环节,完成任务,通过任务的实现完成所必需掌握的知识和技能,有利于培养学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力。

4 加强实践教学

4.1 进一步加强课程设计指导,不断提高学生的创新能力

课程设计是教学中的一个必不可少的实践环节,是一次对知识应用的实践性教学活动。其设计内容主要是进行化工工艺和化工设备机械设计,目的在于,一方面通过课程设计,使学生对所学知识能够达到融会贯通,培养学生综合分析问题、解决实际问题的能力和不断创新的能力。为了使学生对设计提前有所了解,我们根据学生的实际情况以及设计内容的要求,编制《化工设备基础课程设计指导书》,从而提高课程设计的质量及规范性。在设计的过程中,我们还可以结合《化工原理》的课程设计进行完成任务。比如,根据提供的工艺条件如何选择材料,进行相关的计算等,使学生对设计的全过程有所掌握,使课程设计更加接近实际,有利于提高学生综合能力和工程素质的培养。另一方面,通过课程设计,学生能够根据相关手册、规范、标准、图册等设计资料进行规范化的设计,使课程设计更加实际化。

4.2 校外化工企业的定向实习

为了提高学生的感性认识,由于我们学院的地理位置具有优越性,我们组织学生到校外的化工企业进行认识实习和生产实习。在实习过程中,通过工人的详细讲解生产流程以及设备的结构特点,使学生对各种化工设备的名称、结构、原理以及用途等形成最基础的了解,更有助于学生把课堂所掌握的理论知识与实习中所见所闻的实际充分的结合起来,能够把书本的知识得到实际应用,加深了对知识的理解,更能让学生对本课程逐步增加学习的兴趣。同时,使学生接触企业,了解化工工厂,走近岗位,能够提前做好参加工作的准备。通过实习,掌握一些重要设备的常规操作要领,了解安全注意事项,提高工程思想,初步达到职业化的要求。

5 考核方式的改革

考核是我们对学生学习结果的全面测试。我们对学生的考核主要通过三个方面进行:平时成绩、课程设计成绩和笔试成绩。其中平时成绩占30%,包括学生的出勤情况、课上参与情况以及针对教师布置的任务是否按要求完成以及完成的效果;课程设计成绩占30%,包括设计说明书的书写情况、设计内容完成情况以及最终设计数据的正确性;笔试成绩占40%,我们采用闭卷的方式进行考核,重点是对基础知识的测试,适当的增加一些理论推导,不仅可以强化了学生的基础知识,也适当的提高了命题的范围,更加扩充知识范围,能够使学生的笔试成绩充分的反应出对基本知识的掌握程度。

6 课程改革的实施效果

《化工设备基础》课程经过了课程建设与改革,课程建设组成员针对该课程及本院学生的特点,尝试从教材、教学内容、教学手段和综合课程设计等方面进行了改革,积极探索符合该课程特点的教学方法。经过实践表明,改革之后对提高本课程的教学质量、提高学生的实践动手能力、培养学生解决工程实际问题能力都起到了很大的作用,为学生后期的毕业设计铺路,同时也提高了学生的创新思维能力,提高学生的综合素质。

参考文献:

[1] 陈连,王文元.化工设备机械基础教学改革的若干尝试与实践[J].化工高等教育,2007,24(1):19-21.

化工设备的设计范文5

关键词:《化工设备基础》;多媒体;课程设计;实践教学;课堂教学

中图分类号:G642.0 一、《化工设备基础》课程发展的历史沿革

《化工设备基础》课程是为化学工程与工艺专业本科生及应用化工技术专科生开设的一门专业基础课。该课程的目的是强化化工类专业学生的机械知识和设计能力。

早在上世纪70年代末,有院校就开设了《化工设备基础》课程。当时化工部教育司曾组织大专院校、设计与产业部门进行讨论,认定化工工程与工艺专业学生应具有化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等基础理论知识。因此《化工设备基础》课程包含了化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等诸多内容。

到了80年代中期,随着我国高等教育的发展,以及各专业分类步入正规,有些院校将《化工设备基础》课程中的部分内容,如化工制图基础、材料力学、机械传动归纳到基础课中,并单独设课,因此原来《化工设备基础》课程的内容、教学体系已经不能适应教学需要。为此对原教学大纲进行了修改,《化工设备基础》课程重点讲授化工材料与设备设计内容,并可配合相应的课程设计。同时,组织编写了与修改后教学大纲相适应的教材,为化学工程与工艺专业人才的培养奠定了基础。

到90年代后期,随着科学技术的发展及专业的调整以及教学体系的改革,化学工程与工艺专业修订了教学计划,将以往的《工程力学》和《化工设备基础》的内容进行了整合,删除了重叠的部分,增加了化工用非金属材料和化工设备防腐的内容,并加强了容器设计基础部分。落实了加强基础知识教育,扩大了学生知识面的教学方案。但此时,多数学校一直将此课程作为选修课。

到本世纪初,面对21世纪的社会发展,各个专业领域不断拓宽,学科间相互渗透,对本科生及专科生的要求越来越高。根据原国家教委《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》中的《化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》项目成果,在“厚基础,宽专业”的教学指导方针下,明确了《化工设备基础》课程作为化工类本科生和专科生必修课的地位。《化工设备基础》为了适应培养跨世纪高级化工专业人才的需要,以“面向21世纪的教学内容和课程体系改革”为主导思想,以“面向21世纪对化工类专门人才的知识、能力、综合素质培养目标”为宗旨,贯彻“加强基础,拓宽专业知识,联系实际,提高能力,便于自学”的原则,将授课内容定位于以传授基础理论和基本分析方法为重点。课程内容既要注重体现化工设备基础的理论性和系统性,又要结合本科生和专科生的实际水平和应达到的知识层次。基础理论要限定在工程力学和容器设计的主干上,即对工程力学和容器设计要做全面细致地介绍,具有代表性的容器设计过程可选取设备。该课程的目的是使学生具备基本工程力学的知识,了解化工设备的选材要求及常用材料的特性,了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算,强化化工类专业本科生和专科生对化工设备的机械知识和设计能力。

二、高职院校《化工设备基础》的教学现状及存在的问题

很多高职化工专业开设了《化工设备基础》一课,由于高职教育要求培养技术型人才,所以学校加大了实训课程的力度,而理论课程的学时数逐步被压缩,从而多次修订教学大纲,虽然在实践教学效果方面取得了较大进步,但是仍存在一些问题。

1.理论课时少,与关联课程脱节。近几年,在《化工设备基础》一课上给予的理论课时数为30~40课时,选择的是由高安全主编的高职高专“十二五”规划教材。由于已经考虑到高职学生重在应用的培养,所以教材已经在很大程度上删减了力学方面的众多知识点。基本上包括三大部分:化工材料、容器设计、化工设备。但是因为理论课时数较少,一般情况只能停留在前两部分的介绍,对于化工设备一块往往就是基础认识,而与原本的设备设计有所违背。与先开设的《化工原理》、《化学反应过程》等课程完全脱节,没有形成一个完整的课程群。

2.学生的感性认识少,工程概念难建立。学生对化工产品的认知较容易,而对化工厂的认知就比较难了。一般化工厂都会远离市中心,远离普通人的视野。所以对于学习化工的学生来说,提起化工厂中的种种危险,大家只能从化学品本身的理论危害性去理解,因为他们很少见过工厂里面化学品是如何运用的,因此对于一台设备的认识就更困难了,单纯在理论知识中对于设备的形容,很难在学生脑子中形成完整的概念。

3.高职院校中《化工设备基础》缺乏课程设计的要求。在很多的本科院校,一般在学期末或者毕业时都会加入课程设计一块内容,目的是给学生搭起“学”与“用”之间的桥梁。虽然学生在课堂上系统学习了有关化工设备的理论知识,但是在工程设计时却不知如何应用。而课程设计是一个复杂的学用结合的过程,他可以让学生体会到通过多门课程的学习,然后去解决一个工程问题的乐趣,而且也会让部分同学对书本知识无用的看法有所改观,反而认为自己学得太少、太肤浅。但在大多高职院校中对于《化工设备基础》的课程设计还是很少的。

三、《化工设备基础》的教学改革措施

1.精心组织课堂教学,采用多媒体教学手段,提高教学效果。目前使用的教材中包括的三部分内容彼此相对独立,内容较多,因此在组织课堂教学时应该注重知识的横向联系,以化工工程实例为背景,提出工程概念。比如在讲解“化工材料”时,可以结合实际应用中化工厂材料的选择讲解。在讲解“化工设备设计”的时候,应该从容器筒体、封头讲到法兰、支座、人孔、手孔等零部件的选择及设计,突出化工设备整体的设计。由于《化工设备基础》课程有大量的数据图表和结构示意图,利用多媒体教学可以直观的为学生分析讲授,节约时间,提高教学效率。例如在讲解“化工设备”时,由于学生没有见过工厂中的设备,为了可以使学生形成基本的设备概念,我们可以通过工厂实际设备的照片以及形象的三维动画多方面展示化工设备,并且通过设备素材库的应用,让学生很好地掌握化工设备基本工作原理和作用。

2.明确认识实习和生产实习的作用,将理论教学和实践教学紧密联系起来。《化工设备基础》课程中涉及的很多设备,由于学生没有实践经验,所以对于设备的结构情况很难理解。而学生的认识实习和生产实习是有机会接触工厂中设备的一个重要环节。传统的教学模式是将教学和实习分别独立进行的,理论教学之后很长时间才会进行实习,所以使得学生所学的理论知识在短时间内没有被应用,当再接触时或许早已忘记理论教学中的内容,还得花时间和精力重新学习。这种时间上的错位,导致理论教学和实践教学的效果都下降。因此,我们应该将认识实习安排在学期初,在学习《化工设备基础》一课之前,由教师将课程中的典型化工设备结构、性质进行讲解,使得学生对于典型的化工设备有个基本的认识,做好上课前的准备。生产实习应该穿插于课程理论教学当中,安排在学期中,将理论教学和实践教学真正联系起来,加深学生对于化工设备的理解,培养他们的学习兴趣,提高教学效率。

3.尝试开设《化工设备基础》的课程设计,加强课课间的联系。课程设计是工科教学中的重要部分,它可以使学生将所学知识融会贯通,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。《化工原理》、《化工制图》都是在学习《化工设备基础》之前单独开出的课程,所以有必要在学习完《化工设备基础》课程之后,留出一周的时间做一个课程设计,运用以上三门课程所学内容,先根据实际生产需要,设计生产工艺参数,包括温度、压力、时间等。然后再进一步确定生产设备的材料、容积大小、内部结构及相关零部件。最后通过化工制图完成一个设备的设计。这样既可以提高学生主动解决问题的积极性,而且也让他们体会到所学知识的连贯性,还培养了他们的工程概念,为以后走入工作岗位奠定基础,树立自信。

四、结语

综上所述,《化工设备基础》是一门化工专业学生必学的专业课。在有限的理论教学过程中,加强多媒体教学可以形象生动的为学生展示没有见过的化工设备,使课堂教学效率提高;推进实践教学的开展,彻底剔除传统的理论教学与实践教学的时间错位现象,将理论与实践紧密结合起来;通过课程设计可以培养学生的独立运用所学知识解决生产实际问题的能力,培养学生的工程素质。

参考文献:

[1]董大勤.化工设备机械基础[M].北京:中央广播电视大学出版社,1997.

[2]刁玉玮,王立业.化工设备机械基础[M].第三版.大连:大连理工大学出版社,1997.

[3]丁玉兴,温守东.抓好六个环节提高化工原理课程设计质量[J].承德石油高等专科学校学报,2000,2(2):52-54.

[4]徐想娥.化工设备机械基础教学改革的探索[J].襄樊学院学报,2007,28(8):83-85.

[5]张允,路有昌,赵凌.《化工设备机械基础》课程教学改革的探索[J].广州化工,2012,40(4):122-123.

化工设备的设计范文6

【关键词】 化学工艺 化学设备 安全分析

在现阶段我国社会主义市场经济形势下,化工事业作为现代产业中的重点内容,不仅关系着我国现代产业的整体发展,而且与人们的生活也息息相关,随着人们日常中对化工产品的需求量不断增大,化工产品的生产方式和生产样式也越来越多,逐渐向多样化发展,在生产规模上也逐渐向大型化发展,然而,随着化工生产的规模不断扩大,化工生产过程中的安全问题也越来越受到重视,化工生产的过程因其自身存在的化工特性,在化工原料和成品上都具有一定的易燃易爆特点,而且还存在很强的毒性,因此,在现阶段的化工事业发展中,化学工艺及设备的安全问题至关重要,由于现代的生产技术对于产品的安全性要求不断提高,所谓要求化工企业从产品的工艺设计、设备安全及各个环节都需要进行严格的安全性检测,以确保整个生产过程的安全。

1 化工工艺的安全设计的特点

所谓化工工艺的设计,是进行化工生产的前提,不仅要保证整个化工生产过程符合国家的相关法律法规,而且在设计完成之后还要进行严格的复查,对发现的缺陷及时作出修正处理,做好产品安全问题的预防和处理设计。因此,关于化工工艺的安全设计,具有很多的特点。

1.1 安全设计的基础资料存在不完整性

关于化工工艺的设计材料,一般是由相关的化工科研单位根据现存的生产实验数据和相关生产资料进行编制的,在整个设计的过程中,没有经过必要的工业生产检验,和科学合理的工业生产进行完善,在其生产的可靠性和完整性方面与常规的化工生产装置存在很大差异。

1.2 化工工艺生产过程具有较强的独特性

由于化工产品在生产过程中,涉及到的高压、高温的管道及工艺设备较多,而且生产设备的种类比较多,生产设备的规格也各不相同,差异性较大。因此,要充分发挥化工设备的功能,不仅要对非标设备进行特殊的设计,而且对定型设备的选用也要进行特殊的要求,针对投资和工作量较大的化工生产工作,要进行具体的设备处理,根据其各自的特殊性,对化工生产的管道和设备进行科学合理的设计。

1.3 化工工艺安全设计的周期较短

为了有效地抢占市场,增强企业的市场竞争实力,在化工生产的设计周期上经常进行缩短。因此,化工工艺的安全设计经常无法按照规定好的设计周期进行设计,需要生产开发和安全设计同时进行,而且,有的时候还存在一边生产一边进行生产设计的变更。

2 化学工艺设备的安全评价

根据上述的化工产品安全设计的种种特点,使实际的化工生产中存在着很多的安全隐患,因此,加强对化学工艺设备的安全性评价,增强对化工设计的危险控制和变更,具有十分重要的意义。而在通常情况下,化工设备的危险分为两种,其一是指在设备内部的系统、生产工艺中存在着易燃易爆、中毒等危险,而这种危险本身对化工生产设备和人身造不成直接的危害,而另一种危险是指由于前者危险没有进行有效控制而导致对人身及化工生产设备造成直接危害的危险。基于二者的分析,发现对化工装置生产过程中存在的危害进行有效预防,确保整个生产过程中的安全问题逐渐减少,保证化工生产的顺利进行,采取对化工产品设计安全问题的有效预防是十分有必要的:

2.1 化学工艺设备在反应过程中的安全性

通常条件下,化工产品生产的反应过程中,化工物料的运输、干燥及冷却都通过化工装置具体操作完成,在生产过程中,化学物料不仅要发生相应的化学反应,而且还要产生传热等物理过程,由于化学反应的相互影响,因此生产过程中的反应器发挥着至关重要的作用,是整个生产过程的核心,对整个生产过程中化工装置的安全起着重要作用。由于化工生产过程的连续性,稳定的操作、生产能力、较高的安全系数,都是确保整个化工设备生产过程中的重中之重。针对不同的安全问题,进行具体的分析和处理,尤其是针对反应过程中工艺生产的精确度不高的数据,不仅要从技术方面考虑,还要从操作上考虑,注意工艺产生的间歇性。

2.2 化学工艺设备反应线路中的安全性

每一种化学工艺设备反应,往往存在多种不同的工艺路线,关注反应线路的工艺变化,不仅可以有效减少有毒物质的量,而且可以将生产过程中的危险、有害物质用安全、无害的物料代替,有效缓和生产的反应,减少化工生产中的化学废料,减轻了化工企业对自然环境的污染。

2.3 化学工艺设备中安全防护装置的安全性

在化工设备具体的生产运行中,常常会出现高温、高压的特殊运转状态。这种特殊状态的出现,对化工装置的正常运行及生产过程安全问题的有效控制,都发挥着重要的作用,如通风管和安全阀的安装设置都会严重影响整个化工设备的安全系数。而且,在化工设备生产的过程中,难免会产生很多的废料和泄漏物,不仅对自然环境造成了严重的污染,而且还存在一定的危险性,所以对其进行必要的安全处理十分重要,例如设置一些排水设备、排气设备等处理设备。

3 结语

对化学工艺及设备设计的安全性进行评析,不仅是保证化工生产实施的基本前提,而且是化工企业生产顺利进行的基本保障,整个过程不仅要严格按照国家标准规范执行,而且,还要综合、全面地进行化工设备的安全性进行评价,建立完善的化工设备安全性评价体系,对安全性风险的检查深入分析处理,确保整个化工设备生产过程的有序进行,这不仅有助于推动我国化工企业的整体发展,而且通过对化工设备安全性进行评测处理,减少现代化工产业对自然环境的污染,更是我国可持续发展战略的重要推动力。

参考文献:

[1]颜炳发.浅谈化工工艺和设备安全性评价[J].黑龙江科技信息,2011,(17).

[2]李刚.化工设备安装施工技术探讨[J].河南化工,2011,(06).

[3]陶炯心.化工工艺设计中的设备安装设计问题[J].江苏化工,2006,(02).