賀小平 HE Xiao-ping;楊彬 YANG Bin
(遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院,撫順 113001)
(Shunhua Energy Institute,Liaoning Shihua University,F(xiàn)ushun 113001,China)
《煤化工工藝學(xué)》是煤化工專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課,煤化工專(zhuān)業(yè)在我校是屬于化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的一個(gè)方向。為了順應(yīng)國(guó)家大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的大戰(zhàn)略,培養(yǎng)煤化工專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用型人才迫在眉睫。而只有學(xué)懂《煤化工工藝學(xué)》,才能基本了解煤化工專(zhuān)業(yè)的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵?!睹夯すに噷W(xué)》課程的主要內(nèi)容包含:煤的低溫干餾、煉焦、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制、煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產(chǎn)的污染與防治,內(nèi)容涉獵了煤的絕大部分轉(zhuǎn)化原理、工藝及其方法。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生獲得專(zhuān)業(yè)基本知識(shí),具備在專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)第一線(xiàn)工作的基本能力。所以教授好這門(mén)課程,并且使學(xué)生獲得必要的收效顯得尤為重要。
《煤化工工藝學(xué)》是一門(mén)以應(yīng)用為主的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課,學(xué)生學(xué)起來(lái)比較抽象難懂,因此比較科學(xué)而易懂的講授方法,才能夠與學(xué)生引起共鳴,達(dá)到較好的收效。這門(mén)課程的基礎(chǔ)課是《煤化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《化工原理》、《物理化學(xué)》等,作者本人講授《化工原理》和《煤化學(xué)》課程多年,同時(shí)結(jié)合自己多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在駕馭這門(mén)課程方面談一下自己的教學(xué)體會(huì)。
我校引用的《煤化工工藝學(xué)》教材是大連理工大學(xué)郭樹(shù)才老師編寫(xiě)的,建議課時(shí)80學(xué)時(shí)。而我校在教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定課時(shí)是128學(xué)時(shí),大三下80學(xué)時(shí),大四上48學(xué)時(shí),因此在分配教學(xué)內(nèi)容時(shí),筆者將煤的低溫干餾、煉焦、焦化產(chǎn)品回收與精制三大部分放在大三下的80學(xué)時(shí)里,把煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產(chǎn)的污染與防治放在大四上。這樣分配的優(yōu)點(diǎn)在于:大三下的內(nèi)容主要是傳統(tǒng)煤化工的精髓,學(xué)生利用較多的學(xué)時(shí)理解、消化、吸收;大四上的內(nèi)容主要是新型煤化工的知識(shí),并且是傳統(tǒng)煤化工與石油化工的交匯。從我校的特色辦學(xué)里可知,我校的煤化工專(zhuān)業(yè)既保留了煤化工專(zhuān)業(yè)的特色,又吸收了石油加工專(zhuān)業(yè)的營(yíng)養(yǎng),具有大化工的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)在煤化工的開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)在煤氣化、煤液化以及煤制天然氣等方面,所以把新型煤化工知識(shí)放在這個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí),可以使參加應(yīng)聘的同學(xué)很容易回憶起所學(xué)過(guò)的東西,面試時(shí)更有自信。
郭樹(shù)才老師的《煤化工工藝學(xué)》是按照80學(xué)時(shí)的課程來(lái)設(shè)計(jì)的,我們拆開(kāi)來(lái)講解,如果只理解課本上的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足教學(xué)需求,因此,必須依托課本,適度引進(jìn)《煉焦工藝學(xué)》、《煤化學(xué)產(chǎn)品工藝學(xué)》、《煤炭氣化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭間接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工過(guò)程中的污染與控制》等相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,才能達(dá)到既使課堂內(nèi)容飽滿(mǎn),又使學(xué)生了解學(xué)科前沿,了解新裝置、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài),具有對(duì)新裝備、新技術(shù)、新工藝、新方法理解、運(yùn)用和掌握的初步能力。
比如在第一章,煤炭的低溫干餾內(nèi)容里,實(shí)質(zhì)重點(diǎn)是煤的低溫干餾和中溫干餾的基本原理、工藝過(guò)程、主要設(shè)備以及主要技術(shù),為第二章煤的高溫干餾做足了鋪墊。在講解的過(guò)程中,筆者就結(jié)合國(guó)內(nèi)的央企大唐國(guó)際比較成熟的“褐煤提質(zhì)工藝”,以及《煤化學(xué)》教材中講到的相關(guān)煤的基本性質(zhì)與工藝性質(zhì)來(lái)做適當(dāng)重點(diǎn)講解,這樣,既使學(xué)生回顧起來(lái)《煤化學(xué)》課本上的基本重點(diǎn)知識(shí),又使學(xué)生了解了煤低溫干餾工藝的風(fēng)向標(biāo),既滿(mǎn)足了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)好奇,又為未來(lái)就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。在第二章煉焦內(nèi)容里,大量引進(jìn)《煉焦工藝學(xué)》的基本原理、工藝過(guò)程、國(guó)內(nèi)外主要焦?fàn)t類(lèi)型、焦化工藝等的主要內(nèi)容,同時(shí)也結(jié)合國(guó)內(nèi)鞍山焦耐院與化六院開(kāi)發(fā)并且使用的各類(lèi)大型焦?fàn)t,展開(kāi)評(píng)價(jià),既使學(xué)生把握了煤的高溫干餾的基本知識(shí),也使學(xué)生認(rèn)識(shí)到了煤焦化的瓶頸以及突破的入口,為未來(lái)煤高溫干餾的技術(shù)研發(fā)打下深厚的基礎(chǔ)。在第三章煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與精制一章,除了詳細(xì)講解煤氣凈化過(guò)程中如何提取并且回收重要的化學(xué)產(chǎn)品,同時(shí)也就目前比較看好的苯加氫工藝,以及煤焦油加氫工藝做了必要的闡述。使學(xué)生了解了課本知識(shí)的同時(shí),也較好的把握了國(guó)內(nèi)煤化工專(zhuān)業(yè)動(dòng)態(tài),為自己選擇專(zhuān)業(yè)方向做好了準(zhǔn)備。在第四章以后的煤炭氣化、煤炭液化等新型煤化工知識(shí)方面,更是結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的煤化工產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài),在講解氣化原理、氣化設(shè)備、氣化工藝的同時(shí),結(jié)合本人對(duì)歐洲煤化工技術(shù)的考察,把學(xué)生引進(jìn)以煤氣化為基礎(chǔ)的碳一化工領(lǐng)域,使學(xué)生對(duì)未來(lái)煤化工發(fā)展的大戰(zhàn)略有了初步的思考,并對(duì)就業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在煤化工產(chǎn)業(yè)的背后,實(shí)質(zhì)是大量的能耗、大量的污染,如何解決,必須要使學(xué)生了解污染產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié),污染物的主要類(lèi)型,針對(duì)不同性質(zhì)的污染如何在生產(chǎn)的初、中、末,采用必要的技術(shù)消除。因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),也知道了自己的專(zhuān)業(yè)不僅可以去煤化工行業(yè)去就業(yè),也可以去環(huán)保、能源動(dòng)力方面去就業(yè),拓展了思維,開(kāi)闊了眼界。
在《煤化工工藝學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中,如果僅僅是循規(guī)蹈矩地一味去講解,學(xué)生會(huì)覺(jué)得枯燥、晦澀、難以進(jìn)入模型。因此,教學(xué)方法的靈活多變可以促進(jìn)學(xué)生的理解。
首先采用比擬的授課方式,為學(xué)生建立立體的圖形,使學(xué)生對(duì)設(shè)備及工藝加深認(rèn)識(shí)。比如在講解煤加工的設(shè)備時(shí),我們習(xí)慣稱(chēng)“爐子”,使學(xué)生與家庭里常見(jiàn)的火爐聯(lián)系起來(lái),建立形象化的模型,然后,把模型拆開(kāi)來(lái),逐一再理順,大家就對(duì)設(shè)備有了直觀的認(rèn)識(shí)。然后又把“爐子”與化工生產(chǎn)中的“反應(yīng)器”聯(lián)系起來(lái),大家就知道了在不同的領(lǐng)域,設(shè)備的叫法有所不同,但是原理基本相似;再就是在焦?fàn)t的認(rèn)識(shí)過(guò)程中,我把學(xué)生坐的桌子和椅子分別形象地比擬成“炭化室”和“燃燒室”,使大家直觀地對(duì)焦?fàn)t建立起了立體的印象,然后再把成焦過(guò)程中模型分解開(kāi)來(lái)畫(huà)在黑板上,大家就很直觀地對(duì)“單向供熱”、“成層結(jié)焦”有了更深刻的體會(huì)。其次采用相關(guān)專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)關(guān)聯(lián),強(qiáng)化了專(zhuān)業(yè)理論的理解,同時(shí)也強(qiáng)化了相關(guān)專(zhuān)業(yè)課的應(yīng)用。比如在學(xué)習(xí)《煤化工工藝學(xué)》之初,先復(fù)習(xí)《煤化學(xué)》相關(guān)知識(shí)重點(diǎn),使大家為不同煤化度和不同性質(zhì)、不同產(chǎn)地的煤種如何應(yīng)用,對(duì)號(hào)入座;在講到焦?fàn)t燃燒系統(tǒng)及煙囪的流體流動(dòng)時(shí),我們及時(shí)地與《化工原理》課程的精髓之流體流動(dòng)和傳熱對(duì)接,把各個(gè)環(huán)節(jié)流體流動(dòng)的性質(zhì)分析到位,同時(shí)把如何廢氣循環(huán)和節(jié)能關(guān)鍵點(diǎn)拋給學(xué)生,使學(xué)生帶著問(wèn)題去思考,培養(yǎng)大學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;還有在講解煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制過(guò)程中,及時(shí)與《化工原理》里吸收及萃取的單元操作聯(lián)系起來(lái),使學(xué)生在學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)課的同時(shí),把握了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課如何應(yīng)用的方法,既促進(jìn)了本專(zhuān)業(yè)的理解,也促進(jìn)了其他課程的學(xué)習(xí),一舉兩得。再次,利用復(fù)雜的工藝流程路線(xiàn)圖,強(qiáng)化訓(xùn)練,啟發(fā)學(xué)生快速識(shí)別并分解工藝路線(xiàn)。教會(huì)學(xué)生如何去理清復(fù)雜的化產(chǎn)回收工藝流程圖,然后再自己去設(shè)計(jì)工藝加工步驟,既可以快速地理清工藝,又可以把機(jī)械制圖及AUT CAD用到實(shí)處。在工藝學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,不僅僅是學(xué)會(huì)原理、工藝,認(rèn)識(shí)設(shè)備,識(shí)別流程,更重要的還有如何去設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā),因此,組織學(xué)生討論,帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)思考,利用相關(guān)知識(shí)去引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手,寫(xiě)專(zhuān)業(yè)小論文,進(jìn)行相關(guān)工藝設(shè)計(jì),工藝計(jì)算以及工藝設(shè)想,掌握專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)工藝與設(shè)備的基本設(shè)計(jì)能力,很值得去推廣。
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[2]張香蘭,王啟寶.《煤化工工藝學(xué)》教學(xué)中問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)方法初探[J].化工時(shí)刊,2011(11).
[3]王要令,趙振新,馬步偉.《煤化工工藝學(xué)》課程教學(xué)改革探索[J].科技信息,2010(22).