發(fā)布時(shí)間：2023-03-07 15:05:26
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[關(guān)鍵詞]石油化工業(yè)自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào)：TQ056；TE967 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）46-0105-01
1 石油化工工業(yè)
石油化工工業(yè)是由化學(xué)工業(yè)發(fā)展而來(lái)，石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。石油產(chǎn)品主要包括各種燃料油和油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的加工過(guò)程常被稱(chēng)為石油煉制。石油化工產(chǎn)品以煉油過(guò)程提供的原料油進(jìn)一步化學(xué)加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的第一步是對(duì)原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進(jìn)行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。這兩步產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于石油化工的范圍。有機(jī)化工原料繼續(xù)加工可制得更多品種的化工產(chǎn)品，習(xí)慣上不屬于石油化工的范圍。
2 石油化工自動(dòng)化
石油化工自動(dòng)化也分煉化自動(dòng)化、油氣田自動(dòng)化、海上平臺(tái)自動(dòng)化及輸油、氣管線自動(dòng)化等分支。從20 世紀(jì)60 年代起，我國(guó)在引進(jìn)、消化、吸收基礎(chǔ)上，已經(jīng)形成了石化工業(yè)和創(chuàng)新體系。2006年9 月投產(chǎn)的茂名年產(chǎn)100 萬(wàn)噸乙烯工程，新建裂解裝置國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了 87.8%。目前我國(guó)在裂解技術(shù)、有機(jī)原料生產(chǎn)技術(shù)和聚合技術(shù)三大領(lǐng)域均有了一批自己的專(zhuān)利技術(shù)。煉油廠的燃料產(chǎn)品中，壓縮天然氣（CNG）和液化石油氣（LPG）等氣體燃料將成為21 世紀(jì)汽車(chē)的主導(dǎo)能源，加上天然氣原料增加因素，對(duì)于煉化工業(yè)的工藝會(huì)有一定影響。由于節(jié)能、環(huán)保、有效利用資源的要求，石化技術(shù)正出現(xiàn)新的突破，即出現(xiàn)第二代石化技術(shù)。
3 自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)
3.1 自動(dòng)化儀表
自動(dòng)化儀表主要有壓力儀表、溫度儀表、物位儀表和流量?jī)x表四種。
①壓力儀表壓力范圍為負(fù)壓到 300MPa（高壓聚乙烯反應(yīng)器）壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理，而且可用于脈動(dòng)介質(zhì)、高溫介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、粘稠狀、粉狀、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測(cè)量，精度可達(dá) 0.1 級(jí)。
②溫度儀表石化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備介質(zhì)溫度一般都需要指示控制，溫度范圍為-200℃到 +1800℃.大多數(shù)采用接觸式測(cè)量.在現(xiàn)場(chǎng)指示的水銀玻璃溫度計(jì)多被雙金屬溫度計(jì)取代，最常用的是熱電阻、熱電偶。
③物位儀表在石化行業(yè)一般以液位測(cè)量為主，由于測(cè)量過(guò)程與被測(cè)物料特性關(guān)系密切，物料儀表沒(méi)有通用產(chǎn)品，按測(cè)量方式分為直讀式、浮力式、輻射式、電接觸式、電容式、靜壓式、超聲波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等。
④流量?jī)x表如今所說(shuō)的流量，不是一般的流速，是單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，另外還需要求知管道中一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的累積流體的體積和質(zhì)量（流量積算儀）。
3.2 其他儀表
3.2.1 分析儀和在線過(guò)程分析儀
從工藝上看，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，所以對(duì)過(guò)程中物料成分的直接分析和對(duì)最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。又從環(huán)境保護(hù)的角度看，排放的物質(zhì)也是要分析和在線監(jiān)測(cè)的。多變量控制已在煉油，石化行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)階段，它以DCS為基礎(chǔ)，可以是獨(dú)立的，也可以是一個(gè)軟件包，它與多變量動(dòng)態(tài)過(guò)程模型辨識(shí)技術(shù)，軟測(cè)量技術(shù)有關(guān)，多采用測(cè)控與PID串級(jí)控制相結(jié)合方式等。
目前在煉油廠中，對(duì)于分析儀器和在線過(guò)程分析儀的需求很旺盛，分析儀器的高科技含量，特別是對(duì)多學(xué)科配合要求高等，使得近年來(lái)分析儀器的科研和應(yīng)用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、電化學(xué)等分析儀器。
3.2.2 執(zhí)行器
由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)構(gòu)成。石化行業(yè)經(jīng)常使用的是氣動(dòng)執(zhí)行器，少數(shù)液動(dòng)執(zhí)行器，其中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥又是最常用的，另有少數(shù)氣動(dòng)活塞、氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥）由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構(gòu)成，其中閥芯有平板、柱塞、開(kāi)口3種類(lèi)型。按閥體結(jié)構(gòu)分調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品有直通單座、直通雙座、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪撓曲閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。
3.3 控制和安全系統(tǒng)
①常規(guī)控制石化工業(yè)自動(dòng)化的連續(xù)控制、批量控制、順序控制的基本控制策略沒(méi)變。其中主要為連續(xù)控制，或稱(chēng)反饋控制、回路控制，仍然以 PID 調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，功能塊之間連接可以是多重串接、選擇性連接、并聯(lián)連接，自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)跟蹤、無(wú)擾切換，多配方自動(dòng)改變參數(shù)或功能塊連接方式。它能在保持系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上滿足復(fù)雜參數(shù)的計(jì)算、綜合指標(biāo)的顯示和監(jiān)控，從而幫助操作人員實(shí)現(xiàn)回路操作、單元操作應(yīng)付多種燃料變化、原料變化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指標(biāo)、節(jié)能指標(biāo)，保證環(huán)保運(yùn)行，完成大型裝置的開(kāi)、停車(chē)、一般故障處理及一般連鎖保護(hù)。但石化行業(yè)目前的主流控制策略仍是適應(yīng)多回路控制站的功能塊復(fù)雜組態(tài)能力的控制策略。
②智能控制和優(yōu)化在現(xiàn)代控制論的推動(dòng)下，各種智能化算法應(yīng)運(yùn)而生，其中除智能 PID 控制器外，多變量預(yù)測(cè)控制已在煉油、石化行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)踐階段。
③人機(jī)界面目前石化企業(yè)正在由一個(gè)裝置一個(gè)控制室逐步過(guò)渡成數(shù)個(gè)裝置一個(gè)控制室，而且最終是以 CRT 或 LCD 屏幕顯示為主，輔以少數(shù)顯示儀表和指示燈，以鼠標(biāo)、鍵盤(pán)操作為主，輔以觸摸屏及少數(shù)旋鈕和按鈕，工業(yè)電視攝像頭攝取的畫(huà)面也由專(zhuān)用屏幕逐步納入 DCS 操作站的屏幕。
④安全儀表系統(tǒng)石化裝置由于大型化、連續(xù)化及工藝過(guò)程復(fù)雜、易燃、易爆、對(duì)環(huán)境保護(hù)要求高等原因，安全性要求日益提高，由 DCS 等設(shè)備完成安全連鎖保護(hù)的方法，在某些企業(yè)已經(jīng)不能滿足要求，所以緊急停車(chē)系統(tǒng)（ESD）等為 DCS 之外的單獨(dú)設(shè)備。此外還有火災(zāi)和可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（FGS）、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備管理系統(tǒng)（MMS）；特別是壓縮機(jī)組綜合控制系統(tǒng)（ITCC，因其防喘振而特殊）等?，F(xiàn)在自動(dòng)化儀表行業(yè)興起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全儀表系統(tǒng)（SIS），正是為了進(jìn)一步滿足石化企業(yè)的需求而開(kāi)發(fā)的。它是在安全總概念下，不同于3C強(qiáng)制安全認(rèn)證、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是專(zhuān)門(mén)的工程解決方案，它連續(xù)在線運(yùn)行，當(dāng)偵測(cè)任何不安全過(guò)程事件時(shí)，能夠立即采取行動(dòng)，以減輕可能造成的損失。功能安全還應(yīng)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度、安全指標(biāo)、安全完整性等級(jí)（SIL）等，正確選用 SIS（或直接稱(chēng) ESD）系統(tǒng)。
結(jié)語(yǔ)
近幾年來(lái)，我國(guó)在自動(dòng)化儀表的發(fā)展取得了巨大進(jìn)步.現(xiàn)代自動(dòng)化儀表的智能化技術(shù)及系統(tǒng)改善了儀表本身的性能，影響了控制網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，其適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng)，功能也越來(lái)越豐富。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：鋁冶煉，煙氣凈化，余熱利用技術(shù)
在鋁冶煉生產(chǎn)中，通常以冰晶石-氧化鋁熔體為冶煉質(zhì)，以碳素材料為電極進(jìn)行冶煉。在陰極上析出液態(tài)的金屬鋁，在陽(yáng)極上產(chǎn)生以CO2為主的陽(yáng)極氣體，同時(shí)還散發(fā)出以氟化物和粉塵等污染物為主的煙氣，與陽(yáng)極氣體統(tǒng)稱(chēng)為冶煉煙氣。彌漫在冶煉車(chē)間內(nèi)部的冶煉煙氣使勞動(dòng)條件惡化，影響生產(chǎn)工人的身體健康。冶煉煙氣擴(kuò)散到廠區(qū)周?chē)?，也?huì)對(duì)大氣環(huán)境造成經(jīng)常性污染。因此必須將冶煉煙氣進(jìn)行治理并回收氟化鹽和氧化鋁。
關(guān)于鋁冶煉煙氣凈化處理的工藝方法，國(guó)內(nèi)外大都采用干法凈化方式，即首先用新鮮的氧化鋁吸附煙氣中的有害物質(zhì)，然后通過(guò)布袋過(guò)濾，最后將低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的煙氣排入大氣。由于在煙氣凈化中一味追求凈化和物料回收效果，對(duì)利用高溫?zé)煔庵袛y帶的熱能考慮甚少，造成煙氣中的大量的熱能白白浪費(fèi)。
一、鋁冶煉的煙氣凈化工藝
（一）工藝流程
干法凈化工藝流程從功能上主要包括冶煉槽集氣、吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機(jī)械排風(fēng)五個(gè)部分。冶煉槽產(chǎn)生的煙氣經(jīng)密閉集氣罩收集，通過(guò)直徑600mm的支煙管進(jìn)入水平排煙總管到地下煙道。煙氣在地下煙道與來(lái)自氧化鋁儲(chǔ)槽下部電磁振動(dòng)給料機(jī)的新鮮氧化鋁接觸混合，經(jīng)文丘里管吸附反應(yīng)，袋式除塵器捕集后的含氟氧化鋁用風(fēng)動(dòng)流槽、斗式提升機(jī)輸送至含氟氧化鋁儲(chǔ)槽供冶煉槽使用。凈化后的煙氣由排煙機(jī)抽送到70m高的煙囪排入大氣。
（二）煙氣特征
鋁冶煉從槽型上來(lái)說(shuō)分為自焙槽和預(yù)焙槽兩種。槽型不同，其煙氣性質(zhì)完全不同。自焙槽煙氣量大，煙溫低，一般不超過(guò)200℃；預(yù)焙槽煙溫較高，一般達(dá)到400℃以上，煙氣量大幅降低。除與爐型有關(guān)外，不同的地區(qū)、工藝流程、操作手段、原材料都對(duì)冶煉槽的煙氣特征產(chǎn)生影響。
二、國(guó)內(nèi)鋁冶煉煙氣治理存在的問(wèn)題
鋁冶煉煙氣溫度高，風(fēng)量大，成分復(fù)雜，不同槽型的煙氣特征差別很大。同時(shí)粉塵的性質(zhì)比較特殊，粉塵顆粒細(xì)，比表面積大，比重輕，同時(shí)還具有一定的粘性，難以清灰；粉塵中含有較多的瀝青粉塵，磨蝕性比較強(qiáng)；粉塵中的比電阻也比較高，治理難度比較大。
國(guó)內(nèi)鋁冶煉行業(yè)為治理鋁冶煉煙氣進(jìn)行了大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間、形式多樣、堅(jiān)持不懈的煙氣凈化試驗(yàn)研究及實(shí)踐。但鋁冶煉煙氣凈化方面的總體狀況堪憂。許多鋁冶煉企業(yè)只片面追求經(jīng)濟(jì)效益，根本沒(méi)有煙氣凈化系統(tǒng)；即使已建立了系統(tǒng)的企業(yè)，由于投入不足，也存在不少問(wèn)題?，F(xiàn)有系統(tǒng)的凈化指標(biāo)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；大多數(shù)企業(yè)進(jìn)行電解系列擴(kuò)容改造后，沒(méi)有對(duì)凈化系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造，更不具有煙氣余熱利用系統(tǒng)。
1、中鋁平果分公司，共有2個(gè)電解鋁生產(chǎn)系列，3個(gè)電解車(chē)間，共有288臺(tái)預(yù)焙陽(yáng)極電解槽，3個(gè)凈化除塵系統(tǒng)。預(yù)焙槽煙氣由管道引出各自廠房外，再匯入統(tǒng)一管道混合進(jìn)入各自的干法煙氣凈化裝置，廠房環(huán)境效果良好，沒(méi)有煙氣余熱利用系統(tǒng)。碩士論文，余熱利用技術(shù)。
2、化隆先奇鋁業(yè)有限責(zé)任公司，共有1個(gè)電解鋁生產(chǎn)系列，2個(gè)電解車(chē)間，共有108臺(tái)預(yù)焙陽(yáng)極電解槽，年產(chǎn)量5萬(wàn)t。碩士論文，余熱利用技術(shù)。設(shè)計(jì)方案有兩套煙氣凈化系統(tǒng)，但未實(shí)際建設(shè)。這種情況在國(guó)內(nèi)較普遍，沒(méi)有煙氣余熱利用系統(tǒng)。
自焙槽由于煙氣疲軟度高，無(wú)法直接應(yīng)用袋除塵器或電除塵器，比較好的如長(zhǎng)青鋁業(yè)公司利用煙氣烘焦炭后除塵，但也未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。由于自焙槽污染大，煙氣治理難，能耗高，“九五”以后國(guó)家將通過(guò)政策逐步予以淘汰，預(yù)計(jì)到2006年后將全部關(guān)閉。
國(guó)內(nèi)鋁冶煉行業(yè)，無(wú)論是國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)的還是從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)的，基本沒(méi)有應(yīng)用鋁冶煉煙氣余熱利用技術(shù)，沒(méi)有解決節(jié)能問(wèn)題。雖然有少數(shù)企業(yè)對(duì)鋁冶煉煙氣的部分熱能進(jìn)行了利用，但效果均不佳。我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺能的國(guó)家，對(duì)如何有效的積極的利用能源，特別是再生能源顯得越來(lái)越具有經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
三、鋁冶煉煙氣余熱的利用
冶煉產(chǎn)生的煙氣由導(dǎo)煙管引入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換，溫度降至150℃后進(jìn)入主煙道與氧化鋁進(jìn)行吸附反應(yīng)，然后進(jìn)針刺布袋除塵器除塵，凈化后煙氣由排煙機(jī)送入煙囪排放。余熱鍋槽產(chǎn)生150℃左右的過(guò)熱蒸汽供生產(chǎn)使用。
該系統(tǒng)由余熱鍋爐、針刺布袋除塵器、排煙機(jī)三大主機(jī)設(shè)備組成主系統(tǒng)，另外還包括軟化水系統(tǒng)、落花流水丸清灰循環(huán)系統(tǒng)、過(guò)熱蒸汽并網(wǎng)系統(tǒng)、針刺袋除塵器反吹風(fēng)系統(tǒng)、卸灰輸送系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)的突破包括鍋爐受熱面清灰技術(shù)、針刺袋清灰技術(shù)、溫度控制技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力補(bǔ)償技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、引風(fēng)機(jī)耐溫防震技術(shù)、濾料設(shè)計(jì)技術(shù)等。余熱鍋爐采用單氣包自然循環(huán)直立煙道式，用落丸清灰技術(shù)有效解決了鍋爐受熱面的清灰難題；鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、熱工制度穩(wěn)定，保證煙氣出口溫度穩(wěn)定在150℃以下，滿足了袋除塵器的要求。根據(jù)鋁冶煉煙氣特點(diǎn)設(shè)計(jì)的袋除塵器采用了一些最新技術(shù)，重點(diǎn)考慮了氣流分布、清灰方式、卸灰方式、溫度控制、設(shè)備鎖風(fēng)等技術(shù)，并考慮了加強(qiáng)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及整體熱應(yīng)力消除技術(shù)。由于采用負(fù)壓流程，進(jìn)入主風(fēng)機(jī)的煙氣已經(jīng)得到凈化，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性大大加強(qiáng)。碩士論文，余熱利用技術(shù)。碩士論文，余熱利用技術(shù)。計(jì)算機(jī)控制方面實(shí)現(xiàn)了各工藝過(guò)程主要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，鍋爐水位自動(dòng)調(diào)節(jié)，鍋爐受熱面和針刺袋清灰的自動(dòng)控制，落丸清灰系統(tǒng)過(guò)程監(jiān)控。碩士論文，余熱利用技術(shù)。主要工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)曲線或數(shù)據(jù)顯示，并可以根據(jù)需要隨時(shí)查詢(xún)打印。碩士論文，余熱利用技術(shù)。
煙氣溫度必須超過(guò)300℃才能產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽；煙氣量不能太大，否則經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有可行性；煙氣中不能有焦油，否則余熱鍋爐和針刺袋除塵器都將失效；煙氣中一氧化碳必須小于一定比例，否則進(jìn)余熱鍋爐容易產(chǎn)生爆炸。這樣的應(yīng)用條件對(duì)于自焙槽鋁冶煉行業(yè)來(lái)說(shuō)是無(wú)法達(dá)到的，該槽型約占總數(shù)的15％。另外該技術(shù)一次投資太大，以年產(chǎn)10萬(wàn)t的鋁冶煉企業(yè)為例，煙氣凈化余熱利用系統(tǒng)一次投資約4000萬(wàn)元。
四、小結(jié)
鋁冶煉行業(yè)總體環(huán)保與節(jié)能的水平較低，如果政府不給優(yōu)惠電價(jià)，鋁冶煉生產(chǎn)就要虧本；如果環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，鋁冶煉廠就必須停產(chǎn)。所以環(huán)保與節(jié)能是關(guān)系到鋁冶煉企業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題。
鋁冶煉企業(yè)煙氣凈化余熱利用系統(tǒng)的應(yīng)用，能較好地解決鋁冶煉生產(chǎn)節(jié)能問(wèn)題，并取得經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益三豐收的成績(jī)。這對(duì)推動(dòng)整個(gè)鋁冶煉行業(yè)的技術(shù)進(jìn)行具有重要意義。自焙槽鋁冶煉行業(yè)幾年后會(huì)自然淘汰，開(kāi)發(fā)的意義不大。預(yù)焙槽鋁冶煉雖然尚無(wú)應(yīng)用成功的先例，但技術(shù)上解決已經(jīng)沒(méi)有任何問(wèn)題，另外還要開(kāi)發(fā)其它更加經(jīng)濟(jì)、能適應(yīng)不同用戶(hù)要求的多種技術(shù)途徑，并盡快實(shí)現(xiàn)預(yù)焙槽鋁冶煉煙氣凈化余熱利用的實(shí)際應(yīng)用。
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環(huán)保意識(shí)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，一般都是剛?cè)胄５拇笠恍律鷮W(xué)習(xí)，在非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有舉足輕重的地位。針對(duì)剛走進(jìn)大學(xué)校園的本科生，與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課相比，普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)多，內(nèi)容豐富，題材新穎，獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的可能性大，實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)方式與中學(xué)有很大區(qū)別。大學(xué)里對(duì)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)要求比較高。我國(guó)的環(huán)境狀況不容樂(lè)觀，比如，大氣污染、水污染等已經(jīng)給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)災(zāi)害性影響。因此，普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)就應(yīng)該積極培養(yǎng)和喚醒學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，從實(shí)驗(yàn)中尋找環(huán)保知識(shí)在各自專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。
一、培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)的重要性
我國(guó)的環(huán)境污染非常嚴(yán)重，原因眾多，尤其是農(nóng)藥的使用，給我國(guó)人民的生活帶來(lái)了不可估量的影響。我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年我國(guó)使用農(nóng)藥制劑產(chǎn)品約200萬(wàn)噸。其中，乳油約占總量的40～50%。乳油（Emulsifiable Concentrate）是農(nóng)藥原藥、有機(jī)溶劑和乳化劑混合而制成的均相透明液體。經(jīng)有機(jī)溶劑配制而成的乳油屬于易燃易爆、污染環(huán)境的危險(xiǎn)品，在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用過(guò)程中極不安全。發(fā)達(dá)國(guó)家以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，限制或禁止大量使用甲苯、二甲苯等為溶劑的農(nóng)藥乳油產(chǎn)品。隨著農(nóng)藥的大量使用，我國(guó)的飲用水、食品、蔬菜和水果面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。
普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)是農(nóng)林院校化學(xué)教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)，涉及到種類(lèi)繁多的化學(xué)試劑，以及有毒、有害、危險(xiǎn)品等物質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢物等處理不好就會(huì)形成一個(gè)較為復(fù)雜和嚴(yán)重的污染源。在普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何減少和防止化學(xué)污染，適當(dāng)?shù)亻_(kāi)展環(huán)境教育，讓學(xué)生更好地強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，從根本上切斷污染源，是每一位化學(xué)教育工作者的重要課題。
二、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)方法
1.授課教師必須具備環(huán)保意識(shí)
隨著我國(guó)教育教學(xué)改革的深入進(jìn)行，特別是近年來(lái)碩博士擴(kuò)招，越來(lái)越多的人都具有碩士和博士學(xué)位。不得不承認(rèn)，我國(guó)在碩博士教育過(guò)程中，環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)是一大敗筆。在當(dāng)今的大形勢(shì)下，不管是白貓還是黑貓，寫(xiě)出SCI論文就是好貓。一大批具有高學(xué)歷的教授研究員中能把環(huán)保意識(shí)放在第一位而把論文放在第二位的屈指可數(shù)。因此我們的化學(xué)教師不僅要有較高的知識(shí)水平和理論修養(yǎng)，還必須有較高的環(huán)保素質(zhì)，并在教學(xué)中有機(jī)地把環(huán)境科學(xué)知識(shí)滲透于其中，緊密結(jié)合教材實(shí)際和學(xué)生實(shí)際，從老師自己做起，我國(guó)的環(huán)境狀況改善還是有希望的。
2.普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和內(nèi)容必須強(qiáng)調(diào)環(huán)保意識(shí)
傳統(tǒng)的普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱和內(nèi)容都是幾十年前設(shè)計(jì)的，雖然經(jīng)典可行，但是與人類(lèi)科技進(jìn)步脫節(jié)，與人們生活實(shí)踐基本不相關(guān)，這樣的實(shí)驗(yàn)不能吸引學(xué)生，也不能讓學(xué)生學(xué)以致用。因此我們要積極嘗試將原來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程融合變革為一門(mén)新的通用化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)次序，使實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間形成鏈接關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)中的輔助試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、剩余物能相互循環(huán)利用。合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程，不僅使學(xué)生們的綜合實(shí)驗(yàn)技能得到鍛煉，而且節(jié)約大量實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，最大程度地提高原料的利用率，減少污染源。同時(shí)必須改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的工藝、裝置、條件和內(nèi)容，依據(jù)環(huán)保教育的要求，應(yīng)用環(huán)保化學(xué)的理念，積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、改善實(shí)驗(yàn)條件等措施，并采用無(wú)污染和少污染的物質(zhì)替代有毒有害物質(zhì)，把污染物消除在實(shí)驗(yàn)的源頭。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須要用的有毒有害物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行無(wú)害化處理。與此同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生深切地感到化學(xué)就在自己身邊，只有高度重視環(huán)保，才能做到保護(hù)環(huán)境，控制污染，促進(jìn)人與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
把環(huán)保意識(shí)作為普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的一個(gè)必須的內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，在訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力的過(guò)程中，不斷受到環(huán)境意識(shí)的熏陶。在學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)學(xué)生對(duì)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的環(huán)保意識(shí)，爭(zhēng)取做到每個(gè)學(xué)生都在普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)中能夠做到環(huán)境保護(hù)從我做起并且學(xué)以致用。學(xué)生現(xiàn)在已經(jīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中污染有一定認(rèn)識(shí)，比如，2012年12月5日的北京，昏黃的天空中飄著零星小雪，再加上彌漫不散的霧氣，和剛剛過(guò)去的晴朗周末判若兩城。就在之前，12月4日，中央氣象臺(tái)連續(xù)大霧藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計(jì)4日夜間到5日上午，京津等地區(qū)有局部能見(jiàn)度不足200米大霧。北京前門(mén)箭樓被大霧籠罩。北京西五環(huán)高家堡以北曉月苑，汽車(chē)從大霧中駛出，猶如仙境一般，給出行帶來(lái)了極大的不便。也就是說(shuō)，環(huán)境污染已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的實(shí)際生活，而且生活中處處有污染。要防治污染、改造我們的生態(tài)環(huán)境，必須從我做起，從身邊的小事做起，自覺(jué)地以實(shí)際行動(dòng)來(lái)保護(hù)我們的環(huán)境。
對(duì)于普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生準(zhǔn)確、規(guī)范、熟練地操作，節(jié)省藥品，減少排污量。運(yùn)用多媒體技術(shù)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)給人們帶來(lái)的各種危害以及多年以后的地球環(huán)境進(jìn)行模擬，充分發(fā)揮想象，利用聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)的效果，讓學(xué)生了解到如果現(xiàn)在大家還不重視環(huán)境保護(hù)，多年以后整個(gè)人類(lèi)將面臨著毀滅的危險(xiǎn)。因此，我們這一代人不僅要對(duì)自己負(fù)責(zé)任，而且要對(duì)以后的子子孫孫負(fù)責(zé)，對(duì)整個(gè)人類(lèi)負(fù)責(zé)。要讓咱們的后代生活在一個(gè)干凈無(wú)污染的環(huán)境中，每個(gè)人特別是化學(xué)工作者對(duì)環(huán)境保護(hù)具有不可推卸的責(zé)任。
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2009年1月19日，離上班還有近一個(gè)小時(shí)，顧海偉就早早地開(kāi)始“兜”裝置現(xiàn)場(chǎng)了。這天，4號(hào)聚乙烯裝置停車(chē)檢修已趨收尾，進(jìn)入開(kāi)車(chē)準(zhǔn)備階段，3輛不同噸位的吊車(chē)正由裝置西北門(mén)駛?cè)氍F(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備實(shí)施吊裝作業(yè)。這時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)突然泛出一股的異味，現(xiàn)場(chǎng)施工人員雖有疑問(wèn)，但并未覺(jué)察危險(xiǎn)的迫近，正在現(xiàn)場(chǎng)巡檢的顧海偉，當(dāng)即要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員“立即中止作業(yè)，停車(chē)熄火、人員撤離”，并組織實(shí)施區(qū)域禁入和警戒措施；同時(shí)，指令現(xiàn)場(chǎng)操作人員通知當(dāng)班值班長(zhǎng)，迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。原來(lái)，濃重的異味是由于P241B泵出口法蘭處丁烯氣體的泄漏所致，如果不果斷終止現(xiàn)場(chǎng)吊裝等相關(guān)作業(yè)，后果不堪設(shè)想，顧海偉憑借他高度的責(zé)任心和準(zhǔn)確的判斷，避免了一起因丁烯泄漏而可能發(fā)生的重大事故。
每次安保例會(huì)，顧海偉說(shuō)的最多的就是“從事安全管理工作一定要把責(zé)任心放在第一位”。責(zé)任心使他看問(wèn)題總比別人多一個(gè)角度。不同的角度看問(wèn)題就會(huì)有不同的結(jié)論。很多次，在顧海偉“再看一看、再想一想”的堅(jiān)持下，原本沒(méi)有問(wèn)題的地方卻發(fā)現(xiàn)了大問(wèn)題。
有一次，在PP裝置大檢修后開(kāi)車(chē)條件確認(rèn)巡檢中，顧海偉發(fā)現(xiàn)本該已經(jīng)整改落實(shí)的接線防爆措施打了折扣，雖說(shuō)較檢修前已有了進(jìn)步，但還是有多處不符合防爆標(biāo)準(zhǔn)。他知道這次大修開(kāi)車(chē)工作不順利，現(xiàn)場(chǎng)干部、職工都很疲憊，提出來(lái)似乎有點(diǎn)過(guò)于挑刺，可不說(shuō)，就是失職，更是隱患。于是，在顧海偉堅(jiān)持下，有人雖有情緒，可問(wèn)題還是連夜得到了整改。
勤于學(xué)習(xí)和善于思考是他每一次進(jìn)步的起點(diǎn)
堅(jiān)持學(xué)習(xí)是顧海偉最大的特點(diǎn)。雖然已有20多年HSE管理工作經(jīng)驗(yàn)，顧海偉對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)仍有著不倦的渴求。雖說(shuō)工作很忙，可每年他都要訂閱很多專(zhuān)業(yè)期刊，堅(jiān)持抽出時(shí)間閱讀。面對(duì)調(diào)侃，他總是笑著說(shuō)：“時(shí)間擠一擠總會(huì)有的”。堅(jiān)持就會(huì)有收獲，近年來(lái)，多本學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了顧海偉的論文。他撰寫(xiě)的《推行清潔生產(chǎn)、深化企業(yè)貫標(biāo)》、《實(shí)施HSE一體化管理，推進(jìn)企業(yè)安全、環(huán)保與健康的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程》等論文，獲得了集團(tuán)公司環(huán)?；?、化纖專(zhuān)業(yè)組論文評(píng)選一等獎(jiǎng)；顧海偉有多個(gè)管理體系的國(guó)家注冊(cè)審核員資質(zhì)證書(shū)，是上海市安全專(zhuān)家?guī)斓囊粏T。
學(xué)習(xí)越多、疑問(wèn)越多，于是產(chǎn)生了質(zhì)疑機(jī)制。不斷的學(xué)習(xí)使顧海偉掌握了更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，知道越多，分析問(wèn)題就會(huì)有更多的疑問(wèn)，太多的質(zhì)疑就成了質(zhì)疑機(jī)制。有一次，4PE裝置新增V003B（火炬排放粉塵收集罐）碰管作業(yè)，動(dòng)火檢測(cè)已經(jīng)合格，當(dāng)作業(yè)人員手持“火票”準(zhǔn)備入管電焊作業(yè)時(shí)，凡事都有質(zhì)疑的顧海偉再次將測(cè)氧探頭伸入管內(nèi)1米多處檢測(cè)復(fù)核，結(jié)果，管內(nèi)氧含量?jī)H有8%，好險(xiǎn)！正是質(zhì)疑機(jī)制挽救了作業(yè)者的生命。
知道越多、膽子越小，于是就有了重大隱患整改不過(guò)夜。有一次，PP裝置控制室的一組七氟丙烷滅火劑發(fā)生誤噴，按常規(guī)，起碼要三天才能完成充裝補(bǔ)灌，在這三天時(shí)間里，PP裝置控制室就會(huì)缺少一道安全屏障。為此，顧海偉盯著運(yùn)保單位，連夜購(gòu)劑充裝，保證了裝置消防設(shè)施的臨警好用。
顧海偉不但注重自身學(xué)習(xí)，也一直鼓勵(lì)和要求部門(mén)和條線同事加強(qiáng)學(xué)習(xí)。在他的影響下，安全環(huán)保處全體管理人員全都取得了中級(jí)以上職稱(chēng)，事業(yè)部所有專(zhuān)職HSE工程師都通過(guò)了《國(guó)家注冊(cè)安全工程師》考試，取得注冊(cè)安全工程師執(zhí)業(yè)資格證書(shū)。
勇于創(chuàng)新，積極推進(jìn)HSE管理標(biāo)準(zhǔn)化和信息化
勇于管理創(chuàng)新是顧海偉的又一特點(diǎn)。幾年前事業(yè)部剛剛推行辦公自動(dòng)化時(shí)，他就意識(shí)到隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與推廣，HSE管理臺(tái)帳的電子化已成為可能。為此，在他的努力和帶領(lǐng)下，安全環(huán)保處克服了網(wǎng)頁(yè)制作人員缺乏、電腦HSE考試程序編制復(fù)雜、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和終端計(jì)算機(jī)配置不足等困難，逐步建立了網(wǎng)絡(luò)化HSE管理信息平臺(tái)，把HSE管理納入了標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的軌道。
28個(gè)HSE臺(tái)帳被整合成了24個(gè)電子化、標(biāo)準(zhǔn)化HSE管理臺(tái)帳。HSE臺(tái)帳資料被分類(lèi)儲(chǔ)存在了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，通過(guò)光盤(pán)備份，資料還可以長(zhǎng)期保存，保證了文件資料不因人員的更替而出現(xiàn)缺失。
HSE管理網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)打破了原有的時(shí)空界線。通過(guò)HSE網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，HSE管理者可以及時(shí)上傳、更新各類(lèi)HSE文件。事業(yè)部每一位員工可以便捷地查閱網(wǎng)絡(luò)化HSE臺(tái)帳，學(xué)習(xí)和了解HSE法律法規(guī)及相關(guān)知識(shí)、學(xué)習(xí)企業(yè)HSE規(guī)章制度，了解和掌握企業(yè)HSE信息。HSE管理網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)提高了HSE管理績(jī)效。HSE管理網(wǎng)絡(luò)化有效的解決了HSE管理信息平面化（即時(shí)全員送達(dá)）問(wèn)題，員工可以在第一時(shí)間獲悉事業(yè)部最新的HSE資訊和要求，減少了因?qū)訉觽鬟_(dá)導(dǎo)致的時(shí)間上的延誤和信息的缺失。
環(huán)境污染、資源短缺、生態(tài)危機(jī)等已經(jīng)成為世界性難題。造成環(huán)境污染的因素有很多， 其中化學(xué)污染對(duì)環(huán)境、人類(lèi)健康和社會(huì)發(fā)展的危害越來(lái)越受到全社會(huì)的普遍關(guān)注。中學(xué)階段是一個(gè)人成長(zhǎng)和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)的教育，對(duì)他們今后走向社會(huì)具有潛移默化的作用。因此在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透環(huán)保意識(shí)是每一個(gè)中學(xué)化學(xué)教師義不容辭的責(zé)任?；瘜W(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，化學(xué)中的環(huán)境保護(hù)素材十分豐富，在化學(xué)教學(xué)中開(kāi)展環(huán)保教育，有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。那么，怎樣在化學(xué)教學(xué)中滲透環(huán)保教育呢? 一、在傳授化學(xué)知識(shí)的過(guò)程中滲透環(huán)保教育 把化學(xué)知識(shí)教學(xué)與環(huán)境保護(hù)教育有機(jī)結(jié)合起來(lái)，既能提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，又能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。例如，學(xué)習(xí)“空氣”時(shí)，讓學(xué)生了解本來(lái)空氣的成分是比較固定的，適合人類(lèi)和動(dòng)植物的生存，但近幾百年來(lái)，工業(yè)污染改變了空氣的組成，從而改變了我們的生態(tài)環(huán)境。在介紹煤時(shí)，讓學(xué)生了解煤的組成，煤燃燒時(shí)會(huì)釋放一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，其中一氧化碳是劇毒物質(zhì)，二氧化碳會(huì)引起溫室效應(yīng)，二氧化硫、二氧化氮會(huì)使雨水變酸。在講授水與氫時(shí)，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)水對(duì)于人類(lèi)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性和水資源的有限性的基礎(chǔ)上，知道工業(yè)廢水、生活污水的任意排放會(huì)造成水體污染、水質(zhì)惡化，以至給人類(lèi)造成災(zāi)難。學(xué)習(xí)水的凈化等知識(shí)時(shí)，向?qū)W生介紹硬水對(duì)人體健康、人們生活和工業(yè)生產(chǎn)的不利影響，使學(xué)生了解硬水軟化的方法和基本原理，學(xué)會(huì)處理硬水。在二氧化碳的教學(xué)中，讓學(xué)生了解二氧化碳循環(huán)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的作用，二氧化碳與溫室效應(yīng)的關(guān)系，一氧化碳對(duì)空氣的污染，煤氣中毒、吸煙危害健康與一氧化碳毒性的關(guān)系及一氧化碳中毒的預(yù)防。在介紹氮、磷、鉀等化肥時(shí)，既介紹化肥對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的積極作用，又介紹其對(duì)農(nóng)產(chǎn)品、土壤、水體造成的污染?！?/p>
二、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透環(huán)保教育 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施環(huán)境教育的重要途徑。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可通過(guò)言傳身教，引導(dǎo)和增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的環(huán)保習(xí)慣。
1、以環(huán)保意識(shí)備好實(shí)驗(yàn)課。備有關(guān)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，要設(shè)計(jì)好對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育的內(nèi)容，以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容和方法，特別是在有毒氣體的實(shí)驗(yàn)中，要做好毒氣泄漏的預(yù)防、處理、吸收及停止實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中廢棄物的處理、回收與再利用的方法設(shè)計(jì)等。
2、以身作則，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作。教師的行為是一種無(wú)聲的語(yǔ)言，因此教師以身作則、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作對(duì)進(jìn)行環(huán)保教育有重要的意義。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要言行一致，做到實(shí)驗(yàn)操作正確規(guī)范，尤其是涉及環(huán)境教育的實(shí)驗(yàn)。
3、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)環(huán)保。 在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，盡量減少實(shí)驗(yàn)中有毒或有害物質(zhì)對(duì)人的危害及對(duì)環(huán)境的污染，既是實(shí)驗(yàn)安全的要求，又有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)境保護(hù)教育。例如，可燃物燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)，可將現(xiàn)有儀器改裝成能防毒氣逸出的實(shí)驗(yàn)裝置；又如，氨分子擴(kuò)散的探究實(shí)驗(yàn)，可以將氨水改為醋酸，將酚酞改為紫色石蕊試液。4、開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)，減少環(huán)境污染。開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前國(guó)際上化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的趨勢(shì)。這種實(shí)驗(yàn)是用盡可能少的試劑來(lái)獲得比較明顯的反應(yīng)結(jié)果和準(zhǔn)確的化學(xué)信息，實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的量都很少，產(chǎn)生的有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的污染可降到最低程度。如在金屬的化學(xué)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中，改在試管中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)為在點(diǎn)滴板上進(jìn)行。
三、在豐富多彩的課外活動(dòng)中開(kāi)展環(huán)保教育 結(jié)合化學(xué)教學(xué)的課外活動(dòng)既能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，又能相機(jī)開(kāi)展環(huán)境教育。
1、組織學(xué)生參觀化工廠。結(jié)合課堂知識(shí)，帶學(xué)生去參觀附近的化工廠，可引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)去分析車(chē)間的生產(chǎn)流程，并提醒學(xué)生注意工廠對(duì)廢水、廢渣、廢氣的處理。
2、舉辦環(huán)?？萍贾R(shí)專(zhuān)題講座。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外形勢(shì)和環(huán)境科學(xué)的熱點(diǎn)問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，可定期給學(xué)生舉辦環(huán)境保護(hù)知識(shí)專(zhuān)題講座，如“世界著名的公害事件”、“吸煙與健康”、“溫室效應(yīng)”、“酸雨的形成與危害”等，在開(kāi)闊學(xué)生視野的同時(shí)使學(xué)生受到良好的環(huán)境教育。
3、指導(dǎo)學(xué)生課外閱讀。利用課余時(shí)間，可指導(dǎo)學(xué)生閱讀與環(huán)境知識(shí)有關(guān)的報(bào)紙、雜志和科普讀物，搜集整理有關(guān)環(huán)境污染與保護(hù)的資料，并要求學(xué)生做讀書(shū)筆記。另外，還可利用學(xué)校的黑板報(bào)宣傳欄、廣播室、手抄報(bào)等多種媒體，大力宣傳環(huán)境知識(shí)，營(yíng)造環(huán)境教育的良好氛圍，使學(xué)生都參與到環(huán)?；顒?dòng)中來(lái)。
現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整很不方便的缺點(diǎn)。本論文對(duì)蝶形彈簧支吊架進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明，主要完成以下內(nèi)容：介紹彈簧支吊架在國(guó)內(nèi)的使用情況，本著節(jié)能環(huán)保的目的提出改進(jìn)彈簧支吊架的必要性。說(shuō)明自限式彈簧支吊架的主要部分以及工作原理，明確了設(shè)計(jì)改造自限式彈簧支吊架的重要性。
關(guān)鍵詞：自限式彈簧支吊架設(shè)計(jì) 支吊架 集鎖緊系統(tǒng) 限位系統(tǒng)。
根據(jù)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃要求，在生產(chǎn)生活中都要努力降低能源消耗和降低廢氣物等對(duì)環(huán)境污染。
市場(chǎng)前景廣闊。自限式彈簧支吊架主要用于鍋爐本體、電廠的汽、水、煙、風(fēng)四大管道，化工設(shè)備及管道以及燃燒器的懸吊部分，產(chǎn)品主要用于國(guó)內(nèi)外各大石油化工產(chǎn)區(qū)、電廠，其中國(guó)內(nèi)用于整個(gè)油田市場(chǎng)年建安生產(chǎn)產(chǎn)值總量在600億左右，且年需求量正在以20%的速度遞增。項(xiàng)目產(chǎn)品主要為中、外石油及石化產(chǎn)業(yè)相關(guān)裝置配套，隨著“中石油”、“中石化”在海外業(yè)務(wù)快速拓展，產(chǎn)品銷(xiāo)售前景廣闊。
1、行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況
2003 年我國(guó)支吊架行業(yè)總產(chǎn)值為200億元，2012年，中國(guó)支吊架產(chǎn)業(yè)繼續(xù)速迅猛發(fā)展，支吊架行業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益均穩(wěn)步上漲。全行業(yè)銷(xiāo)售收入600億元，同比增長(zhǎng)90.4%；
單位：萬(wàn)元
中國(guó)的管道支吊架產(chǎn)業(yè)，它既不是“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，也不是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，而是與人類(lèi)共存的永恒產(chǎn)業(yè)，且在中國(guó)還是一個(gè)不斷發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)80年代以后，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，管件行業(yè)更加突出，全國(guó)管道支吊架制造廠家近千家，并形成了獨(dú)立開(kāi)發(fā)研制一代又一代新產(chǎn)品的能力，產(chǎn)品的技術(shù)性能已接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。管道支吊架是經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)代不可缺少的商品，未來(lái)將如何發(fā)展，是非常值得研究的。
中國(guó)管道支架制造業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前已可以生產(chǎn)多種不同規(guī)格，品種的管道支吊架，已成為當(dāng)今世界管道支吊架生產(chǎn)和使用最多的國(guó)家。同時(shí)，輕工紡織、能源化工、電力等支吊架相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展給支吊架行業(yè)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展動(dòng)力。
2、行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)情況
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)普通支吊架的的企業(yè)很多，主要有大慶油田裝備制造公司等企業(yè)。現(xiàn)有的彈簧支吊架是按GB10182-88及華東電力設(shè)計(jì)院，西北電力設(shè)計(jì)院的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計(jì)制造。由于使用了圓柱螺旋彈簧支吊架體積大，重量重，特別是對(duì)于一些大載荷、小位移要求的場(chǎng)合，用傳統(tǒng)的支吊架，不但材料難以組織、國(guó)內(nèi)工藝加工水平很困難，而且成本很高、重量重，結(jié)構(gòu)不盡合理，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整很不方便。而自限式彈簧支吊架架克服了上訴缺點(diǎn)，在應(yīng)用范圍、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本上有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
管道在工作狀態(tài)下承受的應(yīng)力分為一次應(yīng)力和二次應(yīng)力。一次應(yīng)力是指管道在內(nèi)壓、自重和其它持續(xù)外載（包括支吊架反力等）作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力；二次應(yīng)力是指管道在熱脹、冷縮或其它位移受約束時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。
自限式彈簧支吊架克服了以往的不足，滿足外部及內(nèi)部的力或力矩的平衡法則。自限式彈簧支吊架集鎖緊系統(tǒng)、限位系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)于一體，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝位、維護(hù)及調(diào)試。考慮了一次應(yīng)力的特點(diǎn)是沒(méi)有自限性的缺陷，使管道在使用過(guò)程中不會(huì)受壓變形。同樣，自限式彈簧支吊架也充分對(duì)管道使用時(shí)易受到二次應(yīng)力的破壞進(jìn)行了解決。采用絕熱管托同時(shí)具有隔熱、保冷和承重的雙重作用，它采用保溫墊層和保冷墊層，有效地解決了管道的熱量損失和冷量損失的問(wèn)題，從而保證了管道熱介質(zhì)和冷介質(zhì)的安全運(yùn)行，與非絕熱管托相比可節(jié)能70%。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造工藝流程
2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
自限式彈簧支吊架按其結(jié)構(gòu)分為：管部、根部結(jié)構(gòu)件、功能件及連接件。功能件主要包括恒力彈簧支吊架、可變彈簧支吊架、液壓阻尼器等。
圖1自限式彈簧支吊架結(jié)構(gòu)件圖
2.2 制造工藝流程
詳見(jiàn)圖2 制造工藝流程圖
結(jié)論：
本文在自限式彈簧支吊架的設(shè)計(jì)上，采用蝶形彈簧 ，自限式彈簧支吊架集鎖緊系統(tǒng)、限位系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)于一體，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝位、維護(hù)及調(diào)試；可在高溫和惡劣工作條件下工作；在承受沖擊作用時(shí)固有頻率基本保持不變，且在大沖擊負(fù)載作用產(chǎn)生共振時(shí)，具有限制系統(tǒng)響應(yīng)振幅的功能；具有低頻特性并可承受超載；結(jié)構(gòu)緊湊。整個(gè)機(jī)構(gòu)的厚度尺寸方面，其尺寸更小，減小了體積、減輕了重量，降低了成本并且可使用于很多空間的夾緊的裝置。通過(guò)試驗(yàn)校核可知：設(shè)計(jì)結(jié)果能夠以自限式彈簧支吊架為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是自限式彈簧支吊架，將所學(xué)專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí)與實(shí)際機(jī)械的設(shè)計(jì)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)自限式彈簧支吊架的結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)自限式彈簧支吊架總體結(jié)構(gòu)及各組成零件。該設(shè)計(jì)滿足工作要求。
圖2
參考文獻(xiàn)：
[1]JB/T8130.1-1999 恒力彈簧支吊架 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)所 中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社
[2]HG/T20644-1998 變力彈簧支吊架
英文名稱(chēng)：Journal of Safety and Environment
主管單位：中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司
主辦單位：北京理工大學(xué)
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1009-6094
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-4537/X
郵發(fā)代號(hào)：2-770
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：2001
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
《安全與環(huán)境學(xué)報(bào)》2001年創(chuàng)刊，是安全與環(huán)境學(xué)科的學(xué)術(shù)性雙月刊，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行，逢雙月下旬出版，《安全與環(huán)境學(xué)報(bào)》是中文核心期刊、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（中國(guó)科技核心期刊）、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)（CSCD）核心庫(kù)來(lái)源期刊，俄羅斯文摘雜志、美國(guó)化學(xué)文摘（CA）和《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊文摘》收錄期刊，入編《中國(guó)核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫(kù)》、“萬(wàn)方數(shù)據(jù)千家精品核心刊”。
《安全與環(huán)境學(xué)報(bào)》辦刊宗旨：交流安全與環(huán)境方面研究的最新成果，發(fā)展安全與環(huán)境科學(xué)技術(shù)，培育安全與環(huán)境科研隊(duì)伍，為中國(guó)和全球的工業(yè)安全和環(huán)境保護(hù)服務(wù)。
【論文摘要】：近年來(lái)，人們對(duì)于羧酸酯類(lèi)的合成的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快，研究和開(kāi)發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑，是羧酸酯類(lèi)的合成的研究發(fā)展方向。
羧酸酯是一類(lèi)重要的化工原料，低級(jí)的酯一般都有水果香味，可作香料(如醋酸異戊酯有香蕉味，戊酸乙酯有蘋(píng)果香味等)。液態(tài)的酯能溶解很多有機(jī)物，故常用作溶劑(如醋酸乙酯等)。有些酯還可用作塑料、橡膠的增塑劑。以乙酸辛酯(Octylacetate)為例：乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香氣，天然品存在于苦橙、綠茶等中，是我國(guó)GB2760-86規(guī)定允許使用的食用香料，同時(shí)被FEMA（美國(guó)食用香料與提取物制造協(xié)會(huì)）認(rèn)定對(duì)人體是安全的，F(xiàn)DA（美國(guó)食品及藥物管理局）也批準(zhǔn)其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、樹(shù)莓、櫻桃、蘋(píng)果、檸檬和柑橘類(lèi)香精，也可用于日化香精配方中。
1.羧酸酯類(lèi)香料的市場(chǎng)前景
隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)食品、飲料的口味、口感要求越來(lái)越高，這就需要大量使用香精、香料來(lái)迎合消費(fèi)者，促進(jìn)了食品企業(yè)對(duì)香精香料的應(yīng)用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小，但卻對(duì)食品風(fēng)味起著舉足輕重的作用。國(guó)際知名咨詢(xún)公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明：預(yù)計(jì)從2006～2008年，發(fā)展中國(guó)家對(duì)香精和香料的需求，將以年均4.4%的速度快速增長(zhǎng)，到2008年該市場(chǎng)的份額將達(dá)到186億美元。而亞太地區(qū)(不包括日本)對(duì)香料和香精的需求特別強(qiáng)勁，未來(lái)幾年有望以年均7.3%的增速快速增長(zhǎng)。發(fā)展中國(guó)家人均收入增加，對(duì)消費(fèi)品質(zhì)量要求有很大提高。隨著全球消費(fèi)者越發(fā)注重健康，市場(chǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)和健康食品的需求也日益增加。因此，由于預(yù)計(jì)低糖低脂食品和飲料市場(chǎng)將迎來(lái)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，全球消費(fèi)者對(duì)食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場(chǎng)需求量的繼續(xù)增長(zhǎng)，還主要源于化妝品生產(chǎn)，在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，消費(fèi)者的護(hù)膚化妝品消費(fèi)呈上升趨勢(shì)。羧酸酯類(lèi)香料作為優(yōu)良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。
羧酸酯類(lèi)香料的主要生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)有美國(guó)、西歐、日本、墨西哥和中國(guó)等，國(guó)內(nèi)食品、飲料生產(chǎn)企業(yè)中目前應(yīng)用最多的添加劑就是香精香料，隨著消費(fèi)者對(duì)于味覺(jué)享受越來(lái)越高，這種趨勢(shì)會(huì)對(duì)香料需求產(chǎn)生積極影響。香料產(chǎn)品是香料工業(yè)的上游產(chǎn)品，是后續(xù)香精產(chǎn)品的原料，香料和香精產(chǎn)品是其他有關(guān)產(chǎn)品的配套性產(chǎn)品，它們被廣泛地用于日化、食品、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。據(jù)了解，飲料行業(yè)是香料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，該領(lǐng)域2005年的香料消費(fèi)份額達(dá)31.1%。就各地區(qū)而言，美國(guó)、日本和西歐地區(qū)目前統(tǒng)領(lǐng)香料消費(fèi)市場(chǎng)。香料市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展大部分可能會(huì)出現(xiàn)在亞太地區(qū)，尤其是中國(guó)和印度這些發(fā)展中國(guó)家。這將進(jìn)一步刺激香精香料市場(chǎng)的快速發(fā)展。我國(guó)目前在世界香料市場(chǎng)中所占份額僅5%左右，日本所占份額達(dá)到12%，而美國(guó)則達(dá)到20%。
2.羧酸酯類(lèi)合成的傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)上羧酸酯類(lèi)的合成都是用濃硫酸作催化劑，由相應(yīng)醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應(yīng)具有以下缺點(diǎn)：（1）在酯化反應(yīng)條件下，濃硫酸的氧化性和強(qiáng)脫水性易導(dǎo)致一系列副反應(yīng)，給產(chǎn)品的精制和原料的回收帶來(lái)困難，且酯的質(zhì)量差。（2）反應(yīng)產(chǎn)物的后處理要經(jīng)過(guò)堿中，水洗等工序，比較復(fù)雜困難，同時(shí)產(chǎn)生大量廢液，污染環(huán)境。（3）濃硫酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，加快了設(shè)備更新，增加生產(chǎn)成本。為克服這些缺點(diǎn)，倡導(dǎo)綠色化學(xué)，人們選擇環(huán)境友好型催化劑催化酯化反應(yīng)，近年來(lái)，已發(fā)現(xiàn)氨基磺酸、結(jié)晶固體酸、雜多酸、無(wú)機(jī)鹽等均可作為酯化反應(yīng)的催化劑。
3.羧酸酯類(lèi)合成的發(fā)展
近年來(lái)，人們對(duì)于羧酸酯類(lèi)的合成的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快，研究和開(kāi)發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑，是羧酸酯類(lèi)的合成的研究發(fā)展方向：
無(wú)機(jī)鹽催化劑：無(wú)機(jī)鹽大多性質(zhì)穩(wěn)定，來(lái)源廣泛，對(duì)設(shè)備幾乎沒(méi)有腐蝕，反應(yīng)條件溫和，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成太大污染，但是由于無(wú)機(jī)鹽容易潮解，影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。
磺酸類(lèi)催化劑：磺酸類(lèi)催化劑來(lái)源廣泛、性能穩(wěn)定、安全、使用方便、對(duì)酯化反應(yīng)有較高的活性、產(chǎn)品收率較高、產(chǎn)物處理方便、催化劑可以重復(fù)使用等特點(diǎn)，適合于工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
雜多酸催化劑：雜多酸是一種含氧橋的多核化合物，其特點(diǎn)是催化活性高。選擇性好，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)溫度低。不易造成環(huán)境污染，對(duì)設(shè)備幾乎沒(méi)有腐蝕。再生速度快。
陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑：其主要特點(diǎn)是價(jià)廉易得，不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，不會(huì)引起副反應(yīng)，不溶于反應(yīng)體系，能夠重復(fù)使用，易于分離、回收和再生，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品收率較高，具有工業(yè)推廣價(jià)值。
固體超強(qiáng)酸催化劑：固體超強(qiáng)酸在有機(jī)合成中的優(yōu)點(diǎn)是活性高，重復(fù)使用性好，不腐蝕設(shè)備，制備方法簡(jiǎn)便，處理?xiàng)l件易行，便于工業(yè)化。這對(duì)于節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
負(fù)載型催化劑：其優(yōu)點(diǎn)是催化活性高，重復(fù)使用性好，不腐蝕設(shè)備，制備方法簡(jiǎn)便，處理?xiàng)l件易行，便于工業(yè)化，這對(duì)于節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
鈦酸四丁酯催化劑：不僅具有催化活性高，重復(fù)使用性好，不腐蝕設(shè)備等基本優(yōu)勢(shì)，而且同制備方法簡(jiǎn)便，酯收率高，價(jià)廉易得，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)溫度低，處理?xiàng)l件易行，便于工業(yè)化，這對(duì)于節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
酶催化（脂肪酶催化、菌體催化等）工藝不僅催化化活性高、產(chǎn)品質(zhì)量好，而且反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、溫和,酶重復(fù)使用方便,酶活性保持時(shí)間長(zhǎng),在生物酶的固定及精細(xì)化學(xué)品的合成中有較大的使用價(jià)值。
4.討論
目前，國(guó)內(nèi)外羧酸酯類(lèi)的合成的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的原料都比較易得，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以降低成本；另一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無(wú)污染的工藝，較大范圍的降低了環(huán)境的負(fù)荷。發(fā)展我國(guó)羧酸酯類(lèi)香料應(yīng)當(dāng)注意加大科技投入力度，大力開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)安全法規(guī)和環(huán)境保護(hù)，強(qiáng)化企業(yè)管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。
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