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        雙塔精餾實(shí)訓(xùn)裝置的開發(fā)與教學(xué)應(yīng)用

        2011-03-05 09:23:22何灝彥
        化工設(shè)計(jì)通訊 2011年5期
        關(guān)鍵詞:實(shí)訓(xùn)生產(chǎn)設(shè)備

        何灝彥

        (湖南省化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系,湖南株洲 412004)

        0 引 言

        《化工單元操作》(又名《化工原理》)是一門所有化工類及相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)技術(shù)課,其主要內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景,依據(jù)操作原理的共性,分為若干單元操作過程,如精餾、吸收、傳熱等,以便于學(xué)習(xí)各單元操作的基本原理、基本計(jì)算、典型設(shè)備及生產(chǎn)中的操作控制方法。

        精餾是化工生產(chǎn)中液體混合物分離的常用方法,技術(shù)成熟,應(yīng)用廣泛?!熬s實(shí)訓(xùn)”可讓學(xué)生掌握精餾的操作使用方法,了解影響精餾過程的因素,并完成指定的生產(chǎn)任務(wù)。

        職業(yè)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力和良好職業(yè)素質(zhì)的技能型人才,而實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)這種能力和素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們根據(jù)高職教育的特點(diǎn)和要求,按照 “工作過程系統(tǒng)化”課程開發(fā)方法,依照 “先進(jìn)性、實(shí)用性、工程性、多樣性、可行性”的原則,開發(fā)了雙塔 (板式塔、填料塔)精餾的實(shí)訓(xùn)裝置,并以此為紐帶設(shè)計(jì)教學(xué)過程。

        1 裝置功能

        1.1 能夠完整體現(xiàn)工業(yè)化精餾分離過程

        (1)能滿足工藝類、機(jī)械類及過程控制類專業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)要求;

        (2)能了解化工生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)、安裝、安全運(yùn)行、工藝控制、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防方面的基礎(chǔ)知識(shí),知曉化工生產(chǎn)過程的嚴(yán)肅性和生產(chǎn)操作人員所擔(dān)負(fù)的責(zé)任;

        (3)能了解化工裝置的設(shè)備清洗、故障判斷和緊急情況的處理等方法,能進(jìn)行裝置開、停車、運(yùn)行等操作演練,能工業(yè)化加工生產(chǎn)真實(shí)的化工產(chǎn)品。

        1.2 工藝實(shí)訓(xùn)

        (1)能考查溫度、壓力、進(jìn)料量、進(jìn)料位置、進(jìn)料組成、回流比等對(duì)精餾分離過程的影響;

        (2)能測(cè)定全回流和不同回流比條件下,板式精餾塔的理論塔板數(shù)Nt和填料精餾塔的等板高度HETP;

        (3)除能夠進(jìn)行常規(guī)連續(xù)精餾操作和間歇精餾操作外,還能夠進(jìn)行單塔操作、串聯(lián)操作、組合操作及常壓操作、真空操作。

        1.3 化工機(jī)械實(shí)訓(xùn)

        (1)能夠進(jìn)行化工典型設(shè)備的安裝、檢修及設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn);

        (2)能夠進(jìn)行設(shè)備的平面、立面布置及相關(guān)繪圖實(shí)訓(xùn)。

        1.4 化工過程控制實(shí)訓(xùn)

        (1)具有系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)功能,系統(tǒng)可及時(shí)報(bào)警并自動(dòng)安全停車;

        (2)能反映精餾塔、換熱器、泵等典型工藝設(shè)備的控制原理與方案,能感知檢測(cè)傳感裝置及其安裝、選型方法;

        (3)能手動(dòng)控制主要設(shè)備的啟、停,或由DCS操作、控制并顯示運(yùn)行狀態(tài)。

        1.5 生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)

        (1)能考查由精餾分離過程組成的典型化工系統(tǒng)的運(yùn)行;

        (2)能考查系統(tǒng)中各點(diǎn)壓力、物料及能量的平衡問題;

        (3)能考查各主要操作因素改變對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響;

        (4)能夠正常、安全、長周期運(yùn)行,滿足連續(xù)操作要求。

        2 裝置特點(diǎn)

        (1)可進(jìn)行板式精餾塔和填料精餾塔的性能、功效對(duì)比;

        (2)可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),操作方式多樣(串聯(lián)或并聯(lián)、連續(xù)或間歇);

        (3)具備手動(dòng)和DCS自動(dòng)控制;

        (4)采用循環(huán)冷卻水,殘液預(yù)熱料液,大大節(jié)約實(shí)訓(xùn)時(shí)水電的耗用量;

        (5)采用動(dòng)畫、錄像等多媒體手段,實(shí)現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理及操作過程的展示與講解,做到實(shí)物操作與仿真培訓(xùn)相結(jié)合。

        3 裝置在教學(xué)中的應(yīng)用

        3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

        根據(jù)職業(yè)崗位的技能需求,以專業(yè)知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo),以酒精—水溶液或醋酸—水溶液為生產(chǎn)對(duì)象,按照 “工作過程系統(tǒng)化”課程開發(fā)方法,遵循 “行為導(dǎo)向”、“因材施教”原則,將 《化工原理》、《化工裝備》、《電器與儀表》等課程的相關(guān)知識(shí)有機(jī)融合(精簡(jiǎn)理論,注重生產(chǎn)實(shí)用),以雙塔精餾實(shí)訓(xùn)裝置為紐帶進(jìn)行理(論)實(shí)(踐)一體化、 “教、學(xué)、做、訓(xùn)、評(píng)”相結(jié)合的 “精餾模塊”的教學(xué)設(shè)計(jì),見表1。

        表1 “精餾模塊”的教學(xué)設(shè)計(jì)表

        教學(xué)中注重營造化工工業(yè)化生產(chǎn)的真實(shí)工作情境,以真實(shí)工作任務(wù)為項(xiàng)目組織教學(xué),注重教學(xué)過程的趣味性、直觀性、激勵(lì)性;采用開放式、互動(dòng)式教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,引導(dǎo)、督促學(xué)生自主學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)、策劃、完成并評(píng)價(jià)整個(gè)操作過程,將形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合;讓學(xué)生通過獲取技術(shù)信息、設(shè)計(jì)生產(chǎn)方案、制定操作規(guī)程、真實(shí)操作等完整生產(chǎn)實(shí)踐過程,來掌握技能、獲得知識(shí),積累經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì)。

        3.2 操作任務(wù)

        (1)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行最小回流比的計(jì)算,再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇適宜的回流比;

        (2)簡(jiǎn)要敘述精餾操作中氣—液相流程,指出精餾塔塔板、導(dǎo)流管、塔釜再沸器、塔頂全凝器等主要裝置的結(jié)構(gòu)及作用,了解傳質(zhì)與傳熱過程;

        (3)獨(dú)立地進(jìn)行精餾崗位開、停車工藝操作(包括開車前的準(zhǔn)備、電源的接通、冷卻水量的控制、加熱溫度的控制等);

        (4)進(jìn)行全回流操作,通過觀測(cè)儀表對(duì)全回流操作的穩(wěn)定性作出正確的判斷;

        (5)進(jìn)行部分回流操作,通過觀測(cè)儀表對(duì)部分回流操作的穩(wěn)定性作出正確的判斷,按照生產(chǎn)要求達(dá)到規(guī)定的產(chǎn)量指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo);

        (6)及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況,隨時(shí)發(fā)現(xiàn)、正確判斷、及時(shí)處理各種異?,F(xiàn)象,能進(jìn)行緊急停車操作;

        (7)正確使用設(shè)備、儀表,及時(shí)進(jìn)行設(shè)備、儀器、儀表的維護(hù)與保養(yǎng);

        (8)培養(yǎng)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的管理能力,采用DCS集散控制系統(tǒng),應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和處理;

        (9)正確填寫生產(chǎn)記錄,及時(shí)分析、處理工藝數(shù)據(jù);

        (10)了解、掌握工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全知識(shí);

        (11)了解節(jié)能降耗的途徑和方法,提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

        4 結(jié) 語

        通過上述基于工作過程的雙塔精餾的開發(fā)與教學(xué)應(yīng)用,創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,實(shí)現(xiàn)了理實(shí)一體化的教學(xué),進(jìn)行了 “教、學(xué)、做、訓(xùn)、評(píng)”

        相結(jié)合的教學(xué)方法的改革創(chuàng)新,做到了現(xiàn)代信息技術(shù)和控制技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,培養(yǎng)了學(xué)生的操作技能,提高了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì),提高了課程的教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)了化工類專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展,取得了較滿意的效果。

        [1]張良軍,黃艷杰.基于工作過程導(dǎo)向的 《化工單元操作技術(shù)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)[J].廣西輕工業(yè),2009,(7):158~160.

        [2]鄭英峨.化工專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的認(rèn)知和管理 [J].化工高等教育,2005,(3):13~14.

        [3]段東紅,張忠林,劉世斌,等.化工類專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革嘗試[J].化工高等教育,2004,(3):104~106.

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        [6]陳瑜.高職院?;ゎ悓I(yè)化工原理課程教學(xué)改革研究[J].化工時(shí)刊,2007,21(6):76~77.

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