基于蒸馏中试装置纳入拆装工程实训项目实施探讨_姜国平.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 1 期 294 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 基于蒸馏中试装置纳入基于蒸馏中试装置纳入拆装拆装工程工程 实训项目实训项目实施实施探讨探讨1212 姜国平，刘 海，刘天霞，靳 菲，张正国（北方民族大学化工学院，宁夏 银川 750021）摘摘 要：要：针对国内高等学校工科类专业强化工程教育质量的需求，很多化工类院校为大学生开设了化工设备及化工管路拆装实训课程，因受学校实训场地及实训条件的限制，真正适合化工类专业学生用于拆装的项目很有限，不能满足工程实践教学的需要，致使开发可实施的拆装实训项目势在必行。该研究将校内用于教师科研用途的蒸馏中试装置进行了合理地规划和设计，开发了基于化工设备和化工管路于一体的拆装实训项目，经过几个教学周期的不断改进，实施效果很好，充分挖掘和利用了校内硬件资源，在工程实践教学环节发挥了作用。关键词：关键词：蒸馏；拆装工程；实训；教学 基金基金项目：项目：自治区一流基层教学组织建设项目，2020-2022（主持：姜国平）；宁夏全区高校本科教育教学改革研究与实践项目 nxbjg-65；教育部第二批新工科研究与实践项目 E-HGZY20202029 蒸馏中试装置是教师在横向科研中进行混合物分离的放大工艺实验装置，是由学院教师在科研活动中根据工程需要自行设计委托加工安装的化工流程装置。蒸馏中试科研装置主要由蒸馏系统、导热油加热系统、循环水冷却系统、反应釜控制仪系统和抽真空系统组成。该中试装置核心设备是工业生产用小型搪瓷夹套蒸馏釜，具备常压、减压和加压蒸馏功能，主要设备有夹套蒸馏釜(容积 50L、蜗轮蜗杆减速器、搅拌器转速为 80 转/分）、冷凝液接收罐、列管式冷凝器（换热面积为 3 平方米）、循环冷缺水储罐、循环冷却水泵、冷凝液储罐、蒸馏装置控制系统等组成。该蒸馏中试装置属于完整的一套化工蒸馏工艺操作单元，设备、管路、控制、加热等系统形成有机地结合，满足生产运行、安全操作、绿色环保的工程设计理念。将蒸馏中试装置纳入化工类专业学生化工设备及化工管路拆装实训课程，使学生对化工设备与化工管路及控制及系统的相互衔接有了明确的理解，从而强化化工过程成套技术的工程理念，不断提升本科生的工程技能和过程素养。1 1 蒸馏中试装置拆装实训目的蒸馏中试装置拆装实训目的 （1）本拆装实训系统为了更好地实现管道、阀门、设备拆装及蒸馏过程参数的测定,管道多采用法兰连接,并配用涡轮流量计、温度计、压力表、液面计、安全阀等检测仪表和阀门,通过本实训需树立工程概念,特别是大化工观点的认知,强化手动操作技能训练,如管子拆装、管件更换、基本检测器的接线、仪表参数整定。通过对甲醇蒸馏流程、组装管路及搅拌系统的运转调试提升自身的动手能力和解决工程问题的能力。（2）通过蒸馏装置拆装实训，使学生熟悉化工生产过程中常见离心泵的控制方法及工作原理,了解蒸馏过程中加热系统的控制和保温措施,了解流量计、热电偶等仪表的性能、使用方法和使用场合。（3）掌握工业控制中仪表、测量、执行器的连锁成套技术,学会按照手动操作被控系统要求进行实际控制系统的设计,了解各种阀门的结构及适用场合,合理选用阀门并进行管路连接和密封组装。（4）该装置中有釜式反应器、冷凝器、储罐及离心泵,设备种类多且动、静设备组合,通过拆装实训可以锻炼学生观察工程问题、分析工程问题的能力,提高相关学科知识的综合运用能力。（5）让学生认识用科学手段拆装化工设备、管路及附件提高设备安全、经济、稳定运行的重要性，注重拆装安全意识和工程素养的培养。2 2 蒸馏中试装置拆装基本要求蒸馏中试装置拆装基本要求 2.1 拆装实训前的准备工作 做好拆装实训前的预习任务,明确蒸馏中试装置拆装实训目的、意义、安全要求、拆装步骤、拆装实训过程需测定的数据,了解所使用的设备、仪器、仪表及拆装工具。2.2 蒸馏中试装置拆装实训操作 在拆装实训过程中应发挥团队作用,组员间进行分工，各负其责，拆装过程要发挥学生的主观能动性，仔细观察,善于发现问题,积极主动和组员间讨论,并在指导教师的授DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.089 姜国平：基于蒸馏中试装置纳入拆装工程实训项目实施探讨 295 权下处理基本的工程问题。在实训中培养自己严谨的工作态度,养成良好的工程习惯。2.3 蒸馏中试装置拆装实训总结 蒸馏中试装置拆装实训完成后,认真讨论工艺过程及各零部件与设备的关系,及时提出拆装实训中发现的问题,并应用专业理论知识加以分析,得到正确的结论,实训课程结束后再按指导教师的要求提交拆装实训报告。实训报告内容包括:实训目的、实训流程、拆装实训操作步骤、工艺流程图测绘、实训结论及课后思考问题回答。实训报告是考核实训成绩的主要依据之一,要求学生应精心设计报告内容。2.4 参加蒸馏中试装置拆装实训的学生条件 蒸馏装置的拆装实训是基于学生在修完专业课程化工原理、化工工艺、化工设备机械基础等课程后进行的工程实训环节,一般为大三学生，每次实训人数为 5-8 人，这样可以确保学生都有机会参与到实训过程。3 3 蒸馏中试装置拆装及方法蒸馏中试装置拆装及方法 本拆装实训装置对象为蒸馏中试装置,其装置实物图如图 1 所示,工艺流程图见图 3-2。本实训用新型装置采用搪瓷搅拌釜作为蒸馏装置的关键设备,具体的拆装方法如下：图图 1 1 蒸馏中试装置实物图蒸馏中试装置实物图 图图 2 2 蒸馏中试装置工艺流程图蒸馏中试装置工艺流程图 1甲醇(乙醇)废液储罐;2废液输送泵;3蒸馏釜;4冷凝器;5废渣收集池;6冷凝液输送泵;7冷凝液储罐;8循环水输送泵;9循环水储罐 （1）了解蒸馏实训装置所具备的功能,熟悉蒸馏工艺流程及装置上所配置的各种检测仪表,特别是安全阀、压力表、热电偶等检测原理,实训前做好预习。（2）检查循环水、冷凝液离心泵轴封、釜式搅拌轴轴封部位的润滑及密封情况,用手转动联轴器,进行盘车调试，检查其是否转动灵活。检查搅拌蒸馏釜的法兰是否紧固严密,其他阀门是否关闭。在拆装该装置之前确保储罐内、蒸馏釜内无物料存放,如有物料,需要打开底阀,将物料排放干净。（3）确保蒸馏釜设备内部物料排放干净后,打开放空阀进行空气吹扫,吹扫完成后关闭设备上的进出口阀门,此时所有电器开关要关闭。上述工作准备妥当,经指导教师检查合格后,方可按照化工装置拆装检修方案进行拆装实训。蒸馏釜加热附件是夹套，夹套内注入导热油，通过电加热系统供热，拆装过程中导热油进出口部分不得拆卸，以防发生漏油现象。（4）化工装置拆卸过程是按照先外后内、先上后下的顺序,首先将最高部位的工艺管线进行拆卸,注意法兰拆卸时要确保有专人监护和配合,较长管线需要两个男生配合拆卸,最后一个螺栓松开时必须互相沟通,并做好保护,将管道拆卸后放到指定地面上。（5）拆卸后的螺栓必须按照规格放到指定地点,不得随意丢放。高处的管道拆卸后,就可以开始拆卸各种较低处的管道、阀门及设备上的盲板、仪表等,各种被拆卸的零部件也要集中归类摆放好。（下转第（下转第 3 30 01 1 页）页）胡英婕：一流本科教育视域下有机化学混合式金课建设的探索与实践 301 一流本科教育的核心内涵是高质量的教学水平,教师有较高的教学水平和科研能力，学生有较强的学习主动性和自我学习能力,教学过程具有探究性、引导性和互动性。课堂教学是高校教育工作的重中之重，是向学生传授知识、培养科学思维、塑造优秀品格和提高解决问题能力的基本途径。有机化学 在医科大学生的基础课中占有重要地位，是一门重要的专业基础课。金课建设背景下，有机化学课程的学习目标不仅仅是基础知识的学习，还要培养学生严谨的科学态度，培养学生发现问题并解决复杂问题的综合能力和高级思维，为学习后续课程和将来从事科学研究及实际工作打下坚实的基础。教师授课结合相应的医学专业知识，增加医学案例的分析等内容，达到创新性、高阶性、高挑战度的金课建设要求，让学生将知识、能力、素养进行有机融合，全面提高大学生综合素质和创新能力。参考文献参考文献 1 蔡云.“线上+线下”金课教学模式的思考与实践以 商业展示陈列设计 为例J.知识文库,2021(24):16-18.2 裴英凡.我国民办高校“金课”建设的必要性和对策研究J.产业与科技论坛,2021,20(24):247-249.3 贾宇,史望聪.基于 SPOC 的线上线下混合式“金课”教学模式探究J.文科爱好者(教育教学),2021(05):11-12.4 王钿.混合式“金课”的内涵、特征及建设要素J.教师教育学报,2021,8(06):70-76.5 兰雅梅,王世明,宋秋红,等.线上线下混合式“金课”建设探索以 工程流体力学 课程为例J.产业与科技论坛,2021,20(20):171-172.6 何亚军,柯昌剑.将“精品”课程建成“有挑战度”的“金课”J.黑龙江教育(高教研究与评估),2021(10):28-30.7 王洪才.大学“金课”的内在特质及其建构路径J.集美大学学报(教育科学版),2021,22(05):45-52.8 王晓凡,马力,汪娟.线上“金课”评价指标体系构建研究J.湖北成人教育学院学报,2021,27(05):26-31.9 张宇嘉,田东林.“金课”建设研究综述J.品位经典,2021(17):121-124.10 王立平,贾欣宇,裴英凡.民办高校“金课”建设困境与策略探究J.产业与科技论坛,2021,20(17):249-251.（上接第（上接第 295295 页）页）_ （6）拆卸的各种零部件（如螺栓、仪表、阀门等）要轻拿轻放,不得损坏和丢失。拆卸法兰、阀门时要注意密封垫的保护,如密封垫无破损,可以继续使用,否则需要更换。（7）拆卸过程中注意拆装工具的正确使用。化工装置安装步骤正好与拆卸步骤相反,安装时按照先下后上、先内后外的原则,依次装配管线、阀门、仪表,不得发生阀门和仪表方向错误、法兰装配不严密、螺栓数量不足、垫片漏装等人为装配错误,发现问题及时整改,确保装配质量。4 4 结结 论论 将蒸馏中试装置纳入化工设备与化工管路拆装实训课程项目以后，经过三个教学周期的实施和运行，无论在拆装实训环节还是在后续的课程评价考核过程中，都经过一系列的教学改进和优化，树立以安全为首要准则，充分发挥和调动学生参与工程实践教学活动的主动性和创造性，让学生明确了化工工艺、化工设备和化工控制的复杂关系和协调统一，激发学生将专业理论与工程实践相结合的动力，为今后综合性化工实践教学活动奠定坚实的专业实践基础。参考文献参考文献 1 姜国平,刘海,靳菲,等.化工实训M.化学工业出版社,2018.2 周绿山,张巧玲,王芬,等.仿真教学在化工实训中的教学策略与实践J.化学管理,2022(2).3 王珏.化工实训基地 HSE 管理体系优化提升的思考与实践J.山东化工,2022(1).4 李洁.提高化工实训教学质量探讨J.化学工程与装备,2022(02).5 王一男,吴莉莉.产学研用型化工实训项目设计与师资配置研究J.广东化工(下旬刊),2021(11).6 姜国平,刘天霞,刘海.釜式反应器拆装实训项目方案设计J.化学工程与装备,2022(02).