化学工程与工艺专业导论课论文

化学工程与工艺专业导论课论文

化学工程技术是支持各类有关化学工程的理论性基础,是一项十分复杂的科学研究。下面是我为大家整理的化学工程建设 毕业 论文论文，供大家参考。

《 能源化学工程专业建设研究 》

摘要:2010年 教育 部批准设置能源化学工程等首批战略性新兴产业专业。国内能源化学工程专业建设刚刚起步，课程体系建构、人才培养模式尚不完善。本文结合安徽理工大学能源化学工程专业建设中专业课程体系尤其是专业实践模块，以及能源化学工程专业建设中存在的一系列问题作一些探讨。以期为能源化学工程专业的发展提供一些借鉴。

关键词:能源化学工程;培养目标;课程体系;人才培养模式

1能源化学工程专业的产生

随着世界经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多。能源问题成为21世纪人类面临的最基本问题。长远来看，在全世界范围内，一次能源仍将占主要地位。但随着时间的推移，一次能源逐渐消耗殆尽，煤、石油和天然气等含碳能源的洁净、高效利用，太阳能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等具有清洁、低碳、可再生等优势的新能源的开发利用将成为未来世界经济可持续发展的关键[1]。能源化学工程(EnergyChemicalEngineering)作为一个全新的专业应运而生。安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势，仅仅依托煤化工，但又不局限于煤化工，涵盖燃料电池、生物质能、电化学、生物柴油、环境化工等丰富内容，于2011年新增加能源化学工程专业。关于能源化学工程专业本科生课程体系建构、人才培养模式正处于不断探索和完善中。

2能源化学工程专业的培养目标

能源化学作为化学的一门重要分支学科，是掌握煤炭综合利用，了解非煤矿物能源，普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题，以更好地为人类经济和社会生活服务。化学变化都伴随着能量的变化，而能源的使用实质就是能量形式发生转化的过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存[2-8]。能源化学工程属于一个全新的专业，之前仅在化学工程与工艺专业里涵盖过一点，主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。

如今上升到一个全新的专业独立出来，可见其重要程度。专业人才培养目标的制定应建立在对专业深入分析和了解的基础上并结合国情、校情，能源化学工程专业人才培养目标也不例外[9-10]。考虑到安徽省淮南市是历史悠久的煤炭城市，再结合安徽理工大学化学工程学院化学工程系专业的办学特色，考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。我们在制定本专业的培养目标时，强调“厚基础、宽专业、高素质”，力求培养出具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽，同时具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才[11-12]。

学生具有了扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识就能够快速适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的相关工作。具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理等工作。我们培养的毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物质能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造[13-16]。

3能源化学工程专业课程体系

除了公共基础课程、学科专业必修课程，立足能源城淮南市，依托安徽理工大学化学工程学院化学工程系的特色开设特色专业核心课程(如，能源化工导论、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、煤化学、工业催化I、能源化工工艺学、化工过程分析与合成、化工过程控制、化工设计基础)以及特色专业任选课(如，煤气化工艺学、煤基合成燃料、生物质能源及化工、燃烧工程、燃料电池、现代仪器分析、电化学工程、膜科学技术过程与原理、基本有机化工工艺、废弃物处理与资源化、环境化工、化工 专业英语 )。此外专业实践模块本系能源化学工程专业开设的专业基础实验-《煤化学及工艺学实验》，包含实验项目:煤样的制备、煤样的粒度分析、煤样堆积密度的测定;煤中水分、灰分、挥发分产率的测定及固定碳的计算;煤中硫元素的测定;煤的发热量测定;煤中碳氢元素的分析;煤气成分分析;烟煤坩埚膨胀序数的测定;烟煤奥亚膨胀度的测定;煤的粘结性指数的测定;煤灰熔融性的测定。这些实验项目以煤化工为特色，厚基础理论，意在培养学生扎实的理论基础。开设的专业实验-《能源化工专业实验》，包含实验项目:煤样的XRD分析;煤的热重分析;水煤浆的制备和性能评价;油品的常压蒸馏;生物柴油制备及性能评价;石油产品的性能测定1;石油产品的性能测定2;电化学-燃料电池电化学性质的测定;电化学-质子交换膜电化学性质的测定。这些实验项目不限于煤化工，设计生物柴油，电化学，燃料电池等，重在拓展知识面，培养宽专业，高素质人才。

4能源化学工程专业建设中存在的问题

安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势，开设能源化学工程专业，经过这些年的不断摸索，至今已有一届毕业生，通过学生反馈，在专业建设上仍有一些不足:

(1)专业实践教学条件有待改善。就当前现状来看，本专业实验条件还相对落后，缺少大型分析仪器和设备，实验室建设相对滞后，现有实验器材台数还不能很好满足学生分组实验要求。

(2)师资队伍建设还需进一步加强。由于本专业办学历史较短，师资力量相对不足，专业结构也不近合理，一批青年教师还需逐渐成长，缺乏高水平科研项目和教学研究成果。

(3)部分课程设置不尽合理，同时，专业基础课、专业课开课的先后顺序还需进一步调整和完善。对于新开设的课程，有的授课教师对内容不太熟练，有必要加强教师的授课水平，有条件的话可以走出去，加强与兄弟院校和科研院所的交流合作。

(4)校外实习基地建设有待加强。现有实习基地以煤化工企业为主，与能源化学工程专业培养目标中强调的“宽专业”背景还有一定差距[17]。以煤化工行业为背景的院校能源化学工程专业建设是一个不断发展的过程。在开设该专业时仍需明确方向，吸收、借鉴相关院校办学 经验 ，不断摸索、改进、完善专业建设。不仅要办出自身专业特色，还要进一步解放思想，紧跟经济社会发展需要，培养出适应经济社会发展的高素质应用型人才。截止到目前为止，安徽理工大学能源化学工程专业建设经费陆续到位，新进大型设备招投标已完成，等待供货、安装调试。专业教师也正忙于实验室和实训基地的规划设计。结合应用型人才培养目标，学院领导带领专业教师通过广泛调研，集众家之长，具有专业特色的实践教学基地也逐步落实到位。相信安徽理工大学能源化学工程专业的明天会更加光辉灿烂。

参考文献

[1]刘淑芝，王宝辉，陈彦广，等.能源化学工程专业建设探索与实践[J].教育教学论坛，2014(06):209-210.

[2]韩军，何选明，王世杰，等.《能源化学》教学团队多导师制的探讨[J].科教导刊(上旬刊)，2011(09):72-73.

[3]龚启迪.浅析我国能源化学发展模式[J].化工管理，2015(24):4.

[4]2013年贵州大学新增专业介绍及就业方向[OL].高中频道-中国教育在线，，2013.

[5]2013年东北电力大学新增专业介绍及就业方向[OL].高中频道-中国教育在线，，2013.

[6]《能源化学》[OL].重庆创业资讯共享平台-重庆高技术创业中心，.

[7]能源化学工程专业-百度文库[OL]..c，2012.

[8]能源化学工程-百度文库[OL]..c，2012.

[9]孟广波，毕孝国，付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究[J].中国电力教育，2014(03):145-146.

[10]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育，2007(05):11-14.

《 能源化学工程人才培养模式改革思考 》

摘要:沈阳化工大学能源化学工程专业依据社会和行业的发展需求，确定了该专业的培养目标，专业建设紧密围绕培养目标进行。通过工程实践能力、实习实训、大学生科技创新等方面的培养，满足了培养具有较强创新意识与工程实践能力的工程技术应用型人才的培养要求，体现了科研促进教学的办学理念。

关键词:应用型人才;研究型教学模式;能源化学工程专业

依据沈阳化工大学"面向地方，服务辽宁，面向行业，服务全国，化工特色，应用特色，培养品德高尚、专业过硬、情商出众、强于实践、勇于创新的高素质应用型人才"的基本定位。能源化学工程专业的定位确定为满足国家战略性新兴产业发展和辽宁省老工业基地经济发展的需求，依据学校以OBE成果导向为目标和CDIO为人才培养的教育理念，突出化工特色和应用特色，培养具备能源化学工程相关专业知识，具有较强工程实践能力和创新意识的工程技术应用型人才。本文针对能源化学工程专业人才培养模式进行了改革创新与实践。

1注重学生综合素质培养

面向全体学生，坚持德育为先、坚持能力为重、坚持全面发展。把社会主义核心价值观融入教育教学全过程，全面加强和改进德育、智育、体育、美育，促进四育有机融合，着力提高学生综合素质，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。

2完善能源化学工程专业应用型人才培养方案及培养模式，加强学生工程实践能力

培养方案的完善主要涉及到培养目标及要求、课程体系及课程修读要求、所含专业方向及特色、学时学分调整、专业课程体系设置等方面，每4年一次，由学校统一安排。人才培养方案体现了工程知识、工程素质和工程能力培养的综合特征。特别在实践教学环节的设计上，应与工程实际紧密结合。

3以工程能力培养为主线，构建课程体系，形成特色鲜明的专业核心课程群

(1)加强通识基础课教育，拓宽学生的学识基础，强化学生的素质教育。融合各门基础课、专业基础课以及专业课的授课内容，注重各门课程之间知识点的衔接，避免授课内容的重复，减少授课的理论学时数，确定简要但不失去知识点的授课方案;专业理论课授课提前，让学生尽早接触专业知识，增加对专业的认识;增加选修课的学时数，扩大选修课的内容、门类，使学生了解与化工相关学科的知识，拓宽知识面，适应社会的需求;采用案例教学的方式传授政治、人文素质等人文素质课程，激发学生的学习兴趣，在案例教学中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质;改革狭窄的专业教育思想，强调对学生进行综合性和整体性的素质教育，增强学生对社会的适应能力。

(2)随着社会的发展，借鉴国内外先进课程的教学经验，及时调整课程体系，构建特色鲜明的专业核心课程群。根据社会的需求及时调整、补充授课内容;优化教学资源，增加专业选修课的开设的门数;按照课程内容的内在联系，将化工基础课中相关课程的教学内容重新进行整合、归并，形成若干新的课程体系，以优化智育结构，提高总体教学效率。

(3)充分发挥省级精品课的带头作用，健全课程管理制度，加大网络教育资源建设。以精品课程建设的经验和模式，全面、大力推进其他课程的改革，使各门课程适应学生能力的培养;进一步加强课程小组的建设，完善课程负责制的管理制度;加强网络教育资源开发和共享平台建设，加快专业课程的网络资源建设，为广大教师和学生提供免费享用的优质教育资源，完善服务终身学习的支持服务体系。

(4)选编结合，加快教材建设。根据新的课程体系内容，与企业的密切合作，以提高化工类专业自编教材的质量和水平为重点，大刀阔斧地摒弃陈旧的、脱离实际的课程和教材，开发、修订和编写出适应我校专业教育事业发展与改革需要的具有综合性、实践性、创新性和先进性的系列配套教材;同时要大力提高省部级以上优秀教材与重点教材的选用率，保证高质量教材进入课堂，建成具有鲜明特色的教材新体系;积极编写相应的专业教材。

4转变教学理念，改革教学方式，深化改革 教学 方法

(1)转变教学理念，增强“育才”的教学观念。把单纯传授知识、传授技能的思想转为“育才”的观念，因材施教，提供多种教育形式与机会;采用灵活的教学方式传授政治、人文素质等人文素质课程，减少课内学时，加强实践环节，在 社会实践 中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质。

(2)以学生为中心，推行研究性学习。采用启发式、研讨式教学方式，教师根据确定的教学目标和教学要求，基于项目、课题或主题，通过问题探究形式，使学生在研究过程中主动地获取知识、运用知识解决问题的能力;减少课内授课学时，充分调动和发挥学生的主动性和积极性，引导学生自学，使学生具备创造思维、自我开拓、获取知识与技能的能力;完善各类课程的网络教学平台资源建设，为学生自主学习提供保障;充分利用多媒体教学的直观性，鼓励教师开发高质量的多媒体课件;提倡和鼓励教师采用双语教学，将专业课程的教学与专业英语的教学结合起来。

(3)进一步加强课内实践环节教育，全面提升学生的工程能力、动手能力、沟通能力。通过举办校内化工技能竞赛、化工设计竞赛、演讲、外语大赛等多种形式，增强学生的工程实践能力、表达能力、沟通能力;激励教师将科研内容转化为教学内容，鼓励教师指导大学生科技创新、 创业计划 等科技活动;在第7学期安排学生毕业论文、毕业设计的内容，使学生早进课题、早进实验室、早进团队。

5强化实践教学改革与实践基地建设

稳定和拓展基于企业的学生实践基地，拓宽学生的校外实践 渠道 。完善并实践适合应用型人才培养的实习与实践计划，积极与企业合作，建立良好的合作机制，以产学研互促共赢为目标，共同建设体现行业发展的实践教学环境，共同培养工程型教师，共同搭建人才培养平台，并建立明确的责任分担和成果共享制度。

6以各类大学生创新/创业竞赛活动为契机，大力开展大学生创新能力培养

以课外教学环节为突破口，充分利用国家、省市的各类大学生创新/创业竞赛，不断推进课外素质教育专项活动，将课内教学与课外教学相结合、创业教育与专业教育相融合，促进学生自主学习，锻炼学生综合能力。特别是近几年，我们针对高年级的学生具备一定专业知识基础的情况下，积极鼓励学生参加辽宁省、国家挑战杯大学生创新/创业竞赛、辽宁省化工设计大赛等活动，将大学生创业活动作为课外专业实践的延伸，逐步渗透创新教育理念，探索创新教育的有效形式，研究创新教育与专业教育融合的最佳模式，全面提升学生综合能力，实现应用型、创新型人才培养目标。综上，能源化工专业开展"教学理念教学改革"，转变教育观念，改革现有的教学模式，培养适应社会需求的合格毕业生，是能源化工专业发展的关键。

参考文献

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[2]李冉，朱泓，__义.新工业革命背景下工程人才素质特征探析[J].煤炭高等教育，2015(3):26-30.

[3]__义.论地方高校发展中战略层面的五种关系[J].中国大学教学，2015(5):7-13.

[4]姜晓坤，朱泓，夏远景，等.我国高等工程教育发展的理性视角:从失衡走向回归[J].高等工程教育研究，2015(4):45-48.

[5]迟卫华，孟凡芹，__义，等.我国工业产业结构变迁与工程教育模式演变及发展趋势[J].重庆高教研究，2015(5):104-108.

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[7]__义.论地方高校发展中战术层面的五种关系[J].中国大学教学，2015(7):9-14.

[8]__义.解析工程教育专业认证的持续改进理念[J].中国高等教育，2015(Z3):33-35.

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化学工程应用毕业论文

随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文，供大家参考。

《 化学工程中计算流体力学应用分析 》

摘要：计算流体力学是以多种计算方程为基础，在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算，分析出不同守恒定律中，这些变量的主控形式和变化规律，从而优化工程设计和工艺设备，提高化学反应中正向变化的进行，提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析，有利于工程成本的节约，提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析，并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。

关键词：计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用

化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。

1计算流体力学在化学工程中的基本原理

计算流体力学简称CFD，是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。

针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。

2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用

2.1在搅拌中的应用分析

在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。

通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。

2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。

2.3在精馏塔中的应用

CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。

Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。

Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。

2.4CFD在化学反应工程中的应用研究

在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。

3结束语

计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。

参考文献

[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).

[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).

《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》

[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课，文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线，改变传统的单一的课堂教学，将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合，激发学生学习兴趣，培养学生自主学习能力和工程意识，以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。

[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会

化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一，主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用，包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐，学生感到非常难学又缺乏实际应用，在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理，达不到良好的教学效果，因此，我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试，希望激发学生学习的兴趣，进而更好地掌握这门课程，为后续专业课程的学习夯实基础。

武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来，主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等)，培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。

目前，本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求，2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性，培养学生的创新能力，夯实学生的专业基础，使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念，并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标，浅谈《化工热力学》的教学体会，着重对教学方式进行了探索和实践，为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。

1明确教学内容与课程主线

结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点，我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4]，同时，也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》，冯新等编，2008;《化工热力学(第二版)》，陈钟秀等编，2000;《化工热力学导论(原著第七版)》，J.M.史密斯等编，刘洪来等译，2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长，已形成较完整的知识体系，如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。

由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用，因此在本课程教学中不再赘述，而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中，首先，详细分析《化工热力学》教材结构，围绕主线内容合理编排知识点;其次，建立好各知识点之间的逻辑关系，让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后，根据能源化学工程专业的需要，适当删减补充了教材内容，结合学科动态，增强化工热力学的应用能力，如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。

2改变单一课堂教学模式，培养学生自主学习能力

化工热力学课程设计的公式多而繁杂，学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理，传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点，与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此，应改变传统单一课堂讲授模式，充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。

首先，教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题)，促使学生思考，复习旧知识，预习新知识;其次，教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题)，并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解，同时，教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中，重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后，课堂教学结束后，教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题)，并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的，同时，吸引学生注意力，培养学生自主学习能力，提高学生学习的积极性和主动性。

3课堂教学与工程实践密切结合，培养学生初步的工程观点

化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象，而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少，将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来，建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式，紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题，把学科前沿领域的科研成果带入课堂，可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时，可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法，培养学生初步的工程观点。

4考核方式方法研究

传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养，也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度，为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况，我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前，课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分，其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分，各占10%;期末考试采用开卷方式考试，考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐，教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理，因此，在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣，增强学生的主观能动性，在课堂教学中引入分组讨论，开展导向性的专题研究，将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合，培养学生查阅资料和分工协作的能力，为学生下一步学习专业课程夯实基础。

5结束语

在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中，首先要明确教学内容与主线，打破单一的学生被动听讲的模式，理论联系实际应用，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生对教学内容的兴趣，并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新，因材施教，为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。

参考文献

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我们需要绿色化学

摘要：
化学影响了每一个构成我们社会与经济看得见、摸得着与感觉得到
的东西。它提高了人们生活的质量，使成千上万的产品创造成为可能。然而，这
样的成就也是有代价的：
人类集体的健康和全球环境正在收到威胁。
绿色化学是
一门从源头上阻止污染的化学，
因此绿色化学是从根本上解决环境问题的可持续
方案。

关键词：

绿色化学

污染

无害

环境保护

可持续发展；

正文：

我们需要绿色化学

一、什么是绿色化学

绿色化学又称环境无害化学，与其相对应的技术称为绿色技术、环境友好技术。
“绿色
化学”是在
20
世纪
90
年代提出的
,
“绿色化学”是指以绿色意识为指导
,
研究和设计环境负
作用没有或尽可能小的
,
并在技术上、经济上可行的化学品与化学过程。其核心是利用化学
知识和技术预防污染
,
从源头消除污染
,
避免或减少废物的产生。
“绿色化学”
的目标是研究与
寻找能充分利用的无毒无害原材料
,
最大限度地节约能源
,
在各环节都实现净化和无污染的反
应途径的工艺。
“绿色化学”的最大特点
,
在于它是在始端就采用实现预防污染的科学手段
,
因而过程和终端均为零排放或零污染。因此它既能充分利用资源
,
又能实现防止污理想的绿
色技术应采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品，
不生成或很少生成副产
品或废物，实现或接近废物的“零排放”过程。

二、绿色化学对人类生活的重要性

1.
化学与人们的餐饮

“
今天我们吃什么、
怎样吃
”
已成为人们普遍关注的问题。
绿色食品这种
无污染、安全、优质、天然和营养的食品，成了人们的首要选择；在绿色
消费盛行的今天，我们的自我保护意识逐渐增强，那些纯天然的、经过先
进工艺加工的、经毒理学测试无毒无害、对身体有益的食品受到了消费者
的欢迎。绿色消费将更深入到各种消费之中。

自然资源和生态环境是食品生产的基本条件，
由于与生命、
资源、
环境相关
的事物通常冠之以
"
绿色
"
，为了突出这类食品出自良好的生态环境，并能给人们
带来旺盛的生命活力，因此将其定名为
"
绿色食品
"
。绿色食品并非指
"
绿颜色
"
的
食品，而是特指无污染的安全、优质、营养类食品。

由于绿色食品已经国家工商局批准注册，按商标法有关规定，具备条件可申请使
用绿色食品标志的产品有以下
5
类。一是肉、非活的家禽、野味、肉汁、水产品、罐头
食品、腌渍、干制水果及制品、腌制、干制蔬菜、蛋品、奶及乳制品、食用油脂、色拉、食
用果胶、加工过的坚果、菌类干制品、食物蛋白；二是咖啡、咖啡代用品、可可、茶及茶叶
代用品、糖、糖果、南糖、蜂蜜、糖浆及非医用营养食品、糕点、代乳制品等五谷杂粮、面
制品、膨化食品、豆制品、
食用淀粉及其制品、饮用冰、
冰制品、食盐、酱油、
醋等调味品、
酵母、食用香精、香料、家用嫩肉剂等；三是未加工的林业产品，未加工谷物及农产品
(
不
包括蔬菜、种籽
)
，花卉，园艺产品，草木，活生物，未加工的水果及干果，新鲜蔬菜，种
籽，动物饲料
(
包括非医用饲料添加剂及催肥剂
)
，麦芽，动物栖息用品；四是啤酒、矿泉水
和汽水以及其他不含酒精的饮料，水果饮料及果汁，固体饮料，糖浆及其他饮料用的制剂；
五是含酒精的饮料
(
除啤酒外
)
。

2.
绿色化学与人们的交通

绿色交通是一种使用绿色能源，
采用绿色交通工具、
节约资源、
不对城市生
态环境产生危害，以人为本、安全、节约交通费用、出行大众化并有利于城市未
来健康发展的可持续发展的运输系统。

自行车是一种不用消耗任何能源、
无任何污染并能强身健体的骑行工具，
是
真正的绿色环保交通工具。
爱好自行车，
充分利用自行车，
这是我们国家的一大
特色，也是一大优势。自行车没有任何污染物，没有废气，没有噪声。汽车排气
中含铅，造成铅中毒，还有尾气中的一氧化碳、碳化氢、二氧化碳等。还有汽车
震动、噪音等公害，还有光污染。

那么很受欢迎的电动自行车对环境的污染怎么样呢？虽然电动自行车在行
驶中不产生废气，
但是它所使用的大量电池是污染源。
目前电动自行车的电池还
是铅蓄电池，
而且在短时期内难以有更好的产品替代。
在控制危险废弃物的巴赛
尔公约中，有两种禁止的污染物“铅”和“废酸”是铅蓄电池的主要成分。而在
巴赛尔公约的基础上我国又增加了两类：含“镍“和含“钡”废弃物，这样，新
的替代电池镍镉电池也就列入其中了。
在铅酸电池中，
铅在整个材料中所占比例
是很高的，占
63%
。虽然铅的回收率可达
85%
，但是专家估计，每年通过大气
排放到环境中的铅在
2
万吨左右。
铅是会在血液中积累的的，
尤其对儿童的智力
发育影响很大，
并影响到子孙后代。
所以电动自行车的发展前途还是令人耽忧的，
是有争议的。

自行车队强身健体有不可替代的作用，
根据世界体育科学研究的结果，
在跑
步、慢走、体操、游泳等近百项体育项目中，骑自行车的健身功能名列第二。这
是一项对心脏、
肌肉、
大脑等各部位都有特到的锻炼效果。
有些心脏有毛病不能
进行跑步等剧烈运动的人就适合骑自行车运动。
而且有实用的方便，
花在上、
下
班的路上，
在骑行旅游途中，
都可有鱼与熊掌兼得的功效。
我们何乐而不为呢？

三、绿色化学与环境保护

我们国家是一个人口大国，
也是一个资源大国。
但是，
经济的发展带动了资
源的消耗量日益加大，
人口的数量仍在持续增加，
人均可分配的各种资源也越来
越少。
目前摆在我们国家面前最大矛盾就是——是牺牲环境来换取经济的高速发
展，
还是限制人均资源的使用来保护现有的生态环境不再被破坏。
我国的工业为
整个国民经济的发展起到了举足轻重的作用，
其中的化学工业为其他各个行业持
续不断地提供产品和服务。
但是，
我们在创造了快速的经济增长率和经济增长量
的同时，
整个大自然也遭受了前所未有的破坏。
严重的环境污染和生态破坏制约
了经济的发展，
也严重损害着人们的身体健康，
加剧了社会的各种矛盾。
这种现
状迫切要求我们改变生产模式，改变研究模式，在化学工业中引“绿色化学”的
理念，
将末端治理环境污染转为源头防范和治理。
绿色化学技术不是去对终端或
生产过程的污染进行控制或处理。所以绿色化学技术根本区别于“三废处理”
，
后者是终端污染控制而不是始端污染的预防。我们一直在消耗资源、产生废物，
然后投入巨资来清洁环境。
但是，
我们必须得向前看，
让过去出现的问题未来不
再出现。
绿色化学让我们欣慰的正是这一点，
可以让我们发挥创造力，
从源头杜
绝污染，不让曾经的错误一犯再犯。

就目前来说，绿色化学主要研究问题共有
12
个方面：
1.
从源头制止污染，
而不是在末端治理污染
2.
合成方法应具备“原子经济性”原则，即尽量使参加
反应过程的原子都进入最终产物
3.
在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健
康和环境有毒有害的物质
4.
设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品
5.
尽量
不用溶剂等辅助物质，不得已使用时它们必须是无害的
6.
生产过程应该在温和
的温度和压力下进行，而且能耗最低
7.
尽量采用可再生的原料，特别是用生物
质代替石油和煤等矿物原料
8.
尽量减少副产品
9.
使用高选择性的催化剂
10.
化
学产品在使用完后能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环
11.
发展适时
分析技术以便监控有害物质的形成
12.
选择参加化学过程的物质，
尽量减少发生
意外事故的风险。

绿色化学要求我们在现有的科学技术前提下，
努力应用各种无害无污染的原
材料来替代有毒有害的原材料、
在应用各种原材料的过程中尽量实现节约和效率
转化最大化、
在污染物的排放尽量实现减少零排放化。
如目前化工生产中经常使
用光气、甲醛、氢氰酸、丙烯腈为原料，毒性较大。以光气为例，它本身是一种
军用毒气，
但它又能与许多有机化合物发生反应，
生产出许多种产品。
在生产聚
氨酯中不用光气作原料是绿色化学产生以来的有名的例子。

在用量极大和用处极广的泡沫塑料中，
聚氨酯泡沫塑料占的比重最大。
它还
用于涂料、胶粘剂、合成纤维、合成橡胶。

生产聚氨酯的传统工艺是以胺和光气为原料合成异氰酸酯：

RNH2
＋
COCl2
－→
RNCO
＋
2HCl

再用
RNCO
与
R
′
OH
反应生成聚氨酯：
RNCO
＋
R
′
OH
－→
RNHCO2R
′

这一工艺不仅要使用剧毒的光气为原料，
而且产生有害的副产物氯化氢。
美
国孟山都公司的新工艺用二氧化碳代替光气，
CO2
与
COCl2
的不同在于
CO2
以氧
原子代替了
COCl2
中的氯原子，但又保持了分子中含有
CO
的成分，所以
CO2
与
胺反应，同样可以生成异氰酸酯：

RNH2
＋
CO2
－→
RNCO
＋
H2O
进一步同样可制得聚氨酯：
RNCO
＋
R
′
OH
－→
RNHCO2R
′

众所周知，
二氧化碳是无毒气体，
它对环境的害处是产生温室效应，
但在生
产聚氨酯工艺中，
CO2
是被消耗的原料，不会产生温室效应，而且还为地球上消
耗减少
CO2
立了大功。同时，
CO2
中的
CO
被消耗以后，剩下的氧与氢结合成水，
更是一种无污染的副产物。

简而言之高效是化学始终追求的目标高效体现的思路是尽可能少地利用原
材料，尽可能多地制造成品；尽可能少地排放污染物，尽可能多地提高转化率。
国家制定的污染物排放标准实际上是建立在假设每一个化学工业企业都按照高
效生产的操作前提上的。回收和重复利用材料回收体现的是降低节约资源的理
念，
重复利用体现的是降低成本的理念。
两者都是资源节约型社会下改善企业经
营成本的有效方法。对于自然环境难以净化或在短时期内难以净化的各种材料，
应实现重复利用；
而对于那些高污染的化学制成品比如电池应当尽量实现回收利
用。
在社会倡导回收利用材料是一种有效的绿色途径。
通过回收实现的再生利用
和对高成本高污染原材料的拒绝使用在化学制成品的生产设计环节就应当考虑
再生利用，
高分子原材料在自然环境中的污染时最为明显的，
只有在设计的时候
就考虑到将其纳入回收的范畴，才能使废物变成宝物，将污染变为绿色。因此，
绿色化学的发展至关重要。

个人设想：

绿色化学的未来正走向蓬勃发展时期，
而新型绿色化工技术已经开始走进大
学里面。进入
21
世纪，化工过程的发展主要采取设备小型化和集成化的两条途
径。化工过程的小型化和集成化，将不只是节省设备投资，由于工厂变小，还可
以节省厂房、公用工程等投资。未来的化工厂将是减小体积、高效利用能源、清
洁生产的化工厂。化学工业的绿色化、小型化和集成化，对我国是严峻的挑战，
也是实现跨越式发展的机遇，
同时也是经济和社会可持续发展的必由之路，
所以
要抓住时机，奋力赶超。

绿色化学的发展需要对传统的化学化工学科重新认识和评价，
从观念上、
理
论上和技术进行发展和创新。
随着绿色化学作为学科前沿前的逐步形成，
化学研
究和化工生产的面貌将会发生翻天覆地的变化。
水处理剂的绿色化战略为我们提
供了赶超世界先进水平的难得机遇。
过去，
由于起步晚等原因，
我国和发达国家
之间在科技水平上总是存在一定差距，
全新的绿色化学则使我们同发达国家站在
了同一起跑线上。
为消灭污染、
拯救地球和造福于子孙万代的绿色化学的发展作
出贡献。

绿色化学的发展不仅关系着环境问题，
而且还关系着我们的生活，
吃穿住行
都与之脱离不开关系，从我们用的用杯，吃的零食，都离不开化学。而这只有通
过发展绿色化学，
才能保证我们的安全，
健康！
才可以有效的逃避有害化学品对
我的危害。
采用的新的技术，
加强对化学添加的的检测，
使用无毒无害的替代品，
已经成了人们的共识。
因为只有如此，
才可以有效避免双汇瘦弱精，
台湾的塑化
剂事件，以及三聚氰胺毒奶粉事件等等，还我们一个健康的生活。

展望
21
世纪，我国的工业化，城市化将继续发展，人口还要增加，对化学
工业的需求也将增多，而传统化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、
石油添加剂、
水处理、
废物处置等方面做出了巨大贡献，
另一方面它也带来了一
个负面影响——环境污染，
增加了对环境的压力。
而人民群众对改善环境、
提高
生活质量的要求又越来越强烈。党中央、国务院反复强调：
“保护环境是我国的
一项基本国策，
是可持续发展战略的重要内容，
直接关系到现代化建设的成败和
中华民族的复兴”
，
“加快经济建设，
决不能以破坏环境为代价，
决不能把环境保
护同经济建设对立起来或割裂开来，
决不能走先污染后治理的老路，
那样代价太
大”
，
“建设项目必须实行环境污染治理设施与主体工程‘三同时’
（同时设计、
同时施工、同时投入运行）的规定。大力推行清洁生产”
，
“防止资源浪费”
，为
此，绿色化学以其“原子经济性”为基本原则，一方面充分利用资源防止浪费，
另一方面实现“零排放”
，达到不污染环境的效果。因此，它对于我国的现代化
建设和人类未来生活都有着不可估量的巨大意义。

由于绿色化学的无毒，
无害，
原子利用率高，同时可以小型化集成发展，目前已经成为世界各国的研究重点，
而且，也成为对现行的技术进行改革，消除污染，提高产率的主要方法，相信随
着科技的发展，绿色化学将会变的平民化，走进千家万户，为我们的生活，学习
保驾护航，为我们的未来的环境保护做出巨大贡献！

最后，我想说
:
我们需要发展，但我们更需要绿色的生活环境，更健康的身
体！

参

考

文

献

1.
姜月，

化学对人类生活的重要性（
J
），科技论坛，
97
2.
朱清时
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高兆林
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谭丕亨
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山东化工，
1999
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王恩举
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漫谈绿色化学．大学化学，
2002
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2003
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徐光宪
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今日化学何去何从？
.
大学化学，
2003
，
（
1
）

8.
《我们被偷走的未来》
［美］西奥·科尔伯恩等著湖南科学技术出版社

求天津大学化学工程与工艺专业四年主要专业课及用书！

化工原理,反应工程,《化学反应与化学反应器》也不错，华东理工大学出版社有翻译版的；传递看Bird先生的《传递过程》，化工热力学建议你看看Smith的《化工热力学导论》和《流体相平衡的分子热力学》，《流体相平衡的分子热力学》是高等热力学的部分，主要讲的是物性方法，化工出版社有翻译好的版本。

化学工程与工艺(高分子材料)学什么课程？没学化学可以读吗

化学工程与工艺与高分子材料是两个不同的专业，除了公共课以外我们学校的高分子学近代化学基础、物理化学、材料科学与工程基础、高分子化学、高分子物理、聚合物合成原理及工艺学、高分子材料成型加工基础、高分子材料专业实验、高分子材料设计与应用、高分子复合材料及成型工艺学、近代测试及表征技术、功能高分子材料、高分子材料前沿等。百度百科上的是有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。基本上没学化学是学不了这个的，你是读研还是什么啊？