賀小平 HE Xiao-ping;楊彬 YANG Bin
(遼寧石油化工大學順華能源學院,撫順 113001)
(Shunhua Energy Institute,Liaoning Shihua University,Fushun 113001,China)
《煤化工工藝學》是煤化工專業(yè)的專業(yè)必修課,煤化工專業(yè)在我校是屬于化學工程與工藝專業(yè)的一個方向。為了順應國家大力發(fā)展煤化工產業(yè)的大戰(zhàn)略,培養(yǎng)煤化工專業(yè)的應用型人才迫在眉睫。而只有學懂《煤化工工藝學》,才能基本了解煤化工專業(yè)的實質內涵?!睹夯すに噷W》課程的主要內容包含:煤的低溫干餾、煉焦、煉焦化學產品的回收與精制、煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治,內容涉獵了煤的絕大部分轉化原理、工藝及其方法。通過本書的學習,可以使學生獲得專業(yè)基本知識,具備在專業(yè)生產第一線工作的基本能力。所以教授好這門課程,并且使學生獲得必要的收效顯得尤為重要。
《煤化工工藝學》是一門以應用為主的專業(yè)技術課,學生學起來比較抽象難懂,因此比較科學而易懂的講授方法,才能夠與學生引起共鳴,達到較好的收效。這門課程的基礎課是《煤化學》、《有機化學》、《化工原理》、《物理化學》等,作者本人講授《化工原理》和《煤化學》課程多年,同時結合自己多年的生產實踐經驗,在駕馭這門課程方面談一下自己的教學體會。
我校引用的《煤化工工藝學》教材是大連理工大學郭樹才老師編寫的,建議課時80學時。而我校在教學計劃中規(guī)定課時是128學時,大三下80學時,大四上48學時,因此在分配教學內容時,筆者將煤的低溫干餾、煉焦、焦化產品回收與精制三大部分放在大三下的80學時里,把煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治放在大四上。這樣分配的優(yōu)點在于:大三下的內容主要是傳統(tǒng)煤化工的精髓,學生利用較多的學時理解、消化、吸收;大四上的內容主要是新型煤化工的知識,并且是傳統(tǒng)煤化工與石油化工的交匯。從我校的特色辦學里可知,我校的煤化工專業(yè)既保留了煤化工專業(yè)的特色,又吸收了石油加工專業(yè)的營養(yǎng),具有大化工的優(yōu)勢。同時,由于國內現在煤化工的開發(fā)利用重點在煤氣化、煤液化以及煤制天然氣等方面,所以把新型煤化工知識放在這個學期學習,可以使參加應聘的同學很容易回憶起所學過的東西,面試時更有自信。
郭樹才老師的《煤化工工藝學》是按照80學時的課程來設計的,我們拆開來講解,如果只理解課本上的知識遠遠不能滿足教學需求,因此,必須依托課本,適度引進《煉焦工藝學》、《煤化學產品工藝學》、《煤炭氣化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭間接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工過程中的污染與控制》等相關教學內容,才能達到既使課堂內容飽滿,又使學生了解學科前沿,了解新裝置、新技術、新工藝的發(fā)展動態(tài),具有對新裝備、新技術、新工藝、新方法理解、運用和掌握的初步能力。
比如在第一章,煤炭的低溫干餾內容里,實質重點是煤的低溫干餾和中溫干餾的基本原理、工藝過程、主要設備以及主要技術,為第二章煤的高溫干餾做足了鋪墊。在講解的過程中,筆者就結合國內的央企大唐國際比較成熟的“褐煤提質工藝”,以及《煤化學》教材中講到的相關煤的基本性質與工藝性質來做適當重點講解,這樣,既使學生回顧起來《煤化學》課本上的基本重點知識,又使學生了解了煤低溫干餾工藝的風向標,既滿足了學生的專業(yè)好奇,又為未來就業(yè)打下良好基礎。在第二章煉焦內容里,大量引進《煉焦工藝學》的基本原理、工藝過程、國內外主要焦爐類型、焦化工藝等的主要內容,同時也結合國內鞍山焦耐院與化六院開發(fā)并且使用的各類大型焦爐,展開評價,既使學生把握了煤的高溫干餾的基本知識,也使學生認識到了煤焦化的瓶頸以及突破的入口,為未來煤高溫干餾的技術研發(fā)打下深厚的基礎。在第三章煉焦化學產品回收與精制一章,除了詳細講解煤氣凈化過程中如何提取并且回收重要的化學產品,同時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。使學生了解了課本知識的同時,也較好的把握了國內煤化工專業(yè)動態(tài),為自己選擇專業(yè)方向做好了準備。在第四章以后的煤炭氣化、煤炭液化等新型煤化工知識方面,更是結合國內現在的煤化工產業(yè)動態(tài),在講解氣化原理、氣化設備、氣化工藝的同時,結合本人對歐洲煤化工技術的考察,把學生引進以煤氣化為基礎的碳一化工領域,使學生對未來煤化工發(fā)展的大戰(zhàn)略有了初步的思考,并對就業(yè)有了更深刻的認識。在煤化工產業(yè)的背后,實質是大量的能耗、大量的污染,如何解決,必須要使學生了解污染產生的主要環(huán)節(jié),污染物的主要類型,針對不同性質的污染如何在生產的初、中、末,采用必要的技術消除。因此,學生在學習知識的同時,也知道了自己的專業(yè)不僅可以去煤化工行業(yè)去就業(yè),也可以去環(huán)保、能源動力方面去就業(yè),拓展了思維,開闊了眼界。
在《煤化工工藝學》的教學過程中,如果僅僅是循規(guī)蹈矩地一味去講解,學生會覺得枯燥、晦澀、難以進入模型。因此,教學方法的靈活多變可以促進學生的理解。
首先采用比擬的授課方式,為學生建立立體的圖形,使學生對設備及工藝加深認識。比如在講解煤加工的設備時,我們習慣稱“爐子”,使學生與家庭里常見的火爐聯(lián)系起來,建立形象化的模型,然后,把模型拆開來,逐一再理順,大家就對設備有了直觀的認識。然后又把“爐子”與化工生產中的“反應器”聯(lián)系起來,大家就知道了在不同的領域,設備的叫法有所不同,但是原理基本相似;再就是在焦爐的認識過程中,我把學生坐的桌子和椅子分別形象地比擬成“炭化室”和“燃燒室”,使大家直觀地對焦爐建立起了立體的印象,然后再把成焦過程中模型分解開來畫在黑板上,大家就很直觀地對“單向供熱”、“成層結焦”有了更深刻的體會。其次采用相關專業(yè)課的知識關聯(lián),強化了專業(yè)理論的理解,同時也強化了相關專業(yè)課的應用。比如在學習《煤化工工藝學》之初,先復習《煤化學》相關知識重點,使大家為不同煤化度和不同性質、不同產地的煤種如何應用,對號入座;在講到焦爐燃燒系統(tǒng)及煙囪的流體流動時,我們及時地與《化工原理》課程的精髓之流體流動和傳熱對接,把各個環(huán)節(jié)流體流動的性質分析到位,同時把如何廢氣循環(huán)和節(jié)能關鍵點拋給學生,使學生帶著問題去思考,培養(yǎng)大學生分析問題和解決問題的能力;還有在講解煉焦化學產品的回收與精制過程中,及時與《化工原理》里吸收及萃取的單元操作聯(lián)系起來,使學生在學習本專業(yè)課的同時,把握了專業(yè)基礎課如何應用的方法,既促進了本專業(yè)的理解,也促進了其他課程的學習,一舉兩得。再次,利用復雜的工藝流程路線圖,強化訓練,啟發(fā)學生快速識別并分解工藝路線。教會學生如何去理清復雜的化產回收工藝流程圖,然后再自己去設計工藝加工步驟,既可以快速地理清工藝,又可以把機械制圖及AUT CAD用到實處。在工藝學的學習過程中,不僅僅是學會原理、工藝,認識設備,識別流程,更重要的還有如何去設計、開發(fā),因此,組織學生討論,帶著問題去學習思考,利用相關知識去引導學生自己動手,寫專業(yè)小論文,進行相關工藝設計,工藝計算以及工藝設想,掌握專業(yè)領域內工藝與設備的基本設計能力,很值得去推廣。
[1]趙振新.《煤化工工藝學》的教學法思考[J].化工時刊,2012(07).
[2]張香蘭,王啟寶.《煤化工工藝學》教學中問題啟發(fā)式教學方法初探[J].化工時刊,2011(11).
[3]王要令,趙振新,馬步偉.《煤化工工藝學》課程教學改革探索[J].科技信息,2010(22).