化工原理实验课程一体化教学设计与实践——由“解题能力”向“解决问题能力”转变

以工程案例为载体,包含理论讲解、案例分析和实验设计的一体化教学模式,旨在培养学生的复杂工程问题分析能力、实验设计与规划能力、实验操作与团队协作能力以及数据分析与科学研究能力。实践表明,该模式实现了从关注“解题能力”培养向关注“解决问题能力”培养的转变,为工科实验课程教学改革提供了实践范例,对新工科人才培养起到了促进作用。     

Cu-Ce-Zr基催化剂上甲苯自持燃烧贫燃极限研究

在内径4 mm的微型反应器内对两种活性不同的Cu-Ce-Zr基催化剂进行甲苯自持燃烧的贫燃极限研究和热量计算。研究结果表明,活性高的CuCe_(0.75)Zr_(0.25)O_x-BC催化剂的贫燃极限小于活性低的CuCe_(0.75)Zr_(0.25)/TiO_2催化剂的贫燃极限,当流量为200 ml/min时,其当量比?值最小,为0.024。混合气在催化剂表面的停留时间随混合气流量的增大而缩短,使得催化自持燃烧的壁温高温区向催化剂床层后端移动,且壁温高温区温度随催化剂活性的增高而降低。在散热率高达91.9%的情况下,甲苯仍可维持稳定的自持燃烧状态。同时结合微管反应实验结果和理论计算,在有效降低飞温上限对反应器和催化剂的影响下实现了甲苯在固定床反应器中的自持燃烧。     

还原空速对Fe/Cu/K/SiO2催化剂浆态床F-T合成性能的影响

在浆态床反应器中详细考察了合成气还原空速对微球状工业铁基催化剂还原和反应后的物相以及F-T合成反应性能的影响. 研究结果表明：空速能够影响铁基催化剂还原反应进程，催化剂在较高的空速下易被还原，还原后催化剂的比表面积降低，平均孔径增大. 在较低空速下还原时，还原形成的高的CO₂分压对铁物相有一定的氧化作用，使得还原态催化剂中的Fe³⁺(spm)含量增大. 还原空速对F-T合成烃产物分布影响不明显，但对催化剂的反应活性和运行稳定性影响较大，较低和较高空速还原后的催化剂失活速率均较高，适宜的还原空速为1.0～2.0 L•（g cat）^-1•h^-1.     

精馏实训实验培养学生使用现代工具解决化学工程问题的实践

为提高实验实践教学质量和提高人才培养质量,在化工原理精馏实训实验中,引入现代工具AutoCAD和Origin的使用,使学生在学习化工原理知识和完成化工原理实训实验的同时,学会识读AutoCAD绘制的带控制点的工艺流程图和使用Origin软件处理实验数据,以培养学生分析和解决工程实际问题的能力。     

C02吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加C02吸附剂的催化热解研究．结果表明：C02吸附剂CaO和Ca（OH）2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动．添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca（OH）2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现．同时,Ca（OH）2在催化热解过程产生的H20可作为生物质二次反应和水煤气变换反应（WGS）的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量．     

反应气体对松木生物质催化热解产物的影响

使用双颗粒流化床反应装置,对松木生物质进行了连续催化反应,选用CoMo-B和硅砂这2种流化介质,调查了氦气、氢气以及甲烷不同反应气体分别在不同流化介质作用下以及混合气体中氢气分压对热解产物的分布及其收率的影响。实验结果表明:在硅砂条件下,热解产物主要受温度的影响,在氦气和1173K高温下,IOG的分布主要以一氧化碳为主,其收率到达37.78wt%,daf,轻质芳烃HCL为3.10wt%,daf。但在催化剂CoMo-B作用下,适度的催化加氢有利于反应产物的控制,在863K下,轻质芳烃HCL和碳氢化合物气体HCG可达到6.29wt%,daf和15.43wt%,daf。采用工业用炼焦煤气作为加氢气体,在催化剂的作用下可以实现生物质中温连续催化加氢制取化学品的新过程。     

苯甲酸工艺的节能减排以及连续化工艺的开发

文章针对传统苯甲酸生产工艺中产生的乏汽开发了乏汽回收技术,将低热蒸汽有效用于中和、干燥工段的加热,实现了节能减排的目的。在间歇操作的基础上,开发了甲苯连续催化氧化工艺。当离心多孔气体分布器的转速为550 r/min时,苯甲酸的收率可达50%。混合液体经过连续精馏不仅可得到苯甲酸,而且还可得到附加值很高的苯甲醇、苯甲醛以及苯甲酸苄酯。