时间:2024-02-27 14:37:43
导语:在人工降雨的弊端的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:煤化工 二氧化碳 排放 综合利用
前言
煤炭、石油、天然气是我国能源结构中主要的资源。煤炭资源在能源总量中占有很大比重。我国煤炭蕴藏数量位居世界的第三位。在工业和农业生产中,煤炭资源成为主要被利用的能源。我国属于煤炭大国,也属于煤炭使用的大国。煤化工自兴起以来带动了经济的快速发展,但是,煤化工产生的直接损害就是二氧化碳排放量的增多。今后的煤化工行业,不仅要注意减少二氧化碳的排放量,更要研究二氧化碳的利用问题。二氧化碳的综合利用是煤化工发展中必须要解决的实际问题。
一、煤化工行业对我国经济发展的重要作用
随着我国工业和农业的快速发展,我国各行各业对资源的需求空前强大。我国能源储备中,煤炭资源较为丰富,石油和天然气储备较少,多数工业能源都依靠于煤炭资源。我国煤炭保有存储量超过1万亿t。煤化工一直是我国能源化工行业的重点,我国政府始终致力于发展煤化工工业。国家发改委在2006年编制了《煤化工产业中长期发展规划》,规划中明确指出我国要建成七个大型煤化工产业区,到2020年末,我国对煤化工投资将超过一万亿人民币。发展煤化工行业是我国良好利用能源的必然选择。大力发展煤化工可以有效缓解我国对石油进口的依赖程度,可以有效延伸开发新能源的时限。发展煤化工行业符合我国当前的国情。
二、煤化工中二氧化碳的排放问题
发展煤化工具有明显优势,同时,也会带来一些弊端,其中,二氧化碳的排放问题是难以解决的重点问题。研究煤化工中CO2的综合利用,就是要将减少排放和合理利用统一协调起来,减少CO2 对环境的污染程度。
1.煤制甲醇和烯烃过程中的CO2 排放。煤制烯烃过程是指煤气化,合成气净化,甲醇合成,甲醇制烯烃四个流程。在这一阶段的CO2 主要源自煤气化的过程。煤气化过程中产生的CO2 数量大。原理就是煤在氧气和水蒸气同时存在的条件下,发生的反映。
2.煤液化过程中的CO2 排放。煤的液化主要是指把固体状态的煤,正在高压和温度控制下,直接与氢气反应,从而转化成液体油品的技术。煤液化过程是一个工艺技术较为复杂的过程,反应中的氧和氢的纯度都很高,反应后以水中氧的形式排出,CO2 的产率比较低,
3.煤间接液化过程中的CO2 排放。煤的液化过程分为直接液化和间接液化。煤的间接液化分为三个主要步骤,分别为气化过程,合成过程和精炼过程。在煤间接液化过程中气化和合成步骤中,会产生CO2。这个阶段的每吨液化产品中CO2 排放量大约为3.3t。
三、煤化工中二氧化碳的综合利用
1.应用的主要技术
1.1CO2转化与固定化技术。CO2转化与固定化技术主要是利用CO2的化学性质,对其进行转化,成为其他物质或者固定到其他物体中,实现资源再利用。这种技术的应用范围很广。主要包括第一,将CO2当做大棚种植中的气体肥料,这种做法能够促进蔬菜的生长,植物吸收CO2的量超过平时的数量,可以增产增收。第二,利用CO2制造降解塑料,用于一次性包装材料,如餐具或者保鲜材料,医用材料,地膜等物质。这项技术可以实现自然环境中的完全降解,减少了塑料制品的污染,对于环保具有重要意义。第三,CO2经过催化可以转换成甲醇、合成气或者烃类的化工原料,可以产生多种高附加值的产品,如脂类、羧酸等物质。
1.2CO2的循环利用技术。CO2的循环利用技术是依靠CO2的物理特性来实现的,属于资源化的技术应用。这种循环利用技术主要包括第一生产超临界的CO2,超临界CO2具有压缩性和流动性,液体具有高密度、高比热的特点,具有高渗透性和低粘度的特性,超临界CO2是非常好的萃取介质,操作简洁,工艺时间短。目前已经广泛应用。第二,把CO2作为食品的保鲜剂和添加剂,用于食品的保鲜冷却、冷藏。特别是在碳酸饮料的加工过程中,二氧化碳的需求量很大。第三,用于空调制冷的介质。CO2用于空调制冷介质主要是利用跨临界CO2取代氟利昂。第四,制造干冰。CO2的固态形式称之为干冰,干冰一般用于食品工业领域,文艺产业领域,而且干冰可以用于人工降雨。第五,气体焊接方面。CO2在气体保护焊接、炼钢、油气井等方面应用广泛。
2.采用的主要设备
煤化工排放的CO2 是在混合气体中,要从混合气体中提纯CO2 需要对气体进行必要的压缩。无论是提纯还是综合利用,都要对气体进行压缩,所以,煤化工二氧化碳的利用的主要设备就是压缩机。
3.回收、储存和运输过程
CO2 的综合利用需要进行回收、储存和运输。这三个环节中要做好CO2 形态的转变,在储运过程中,采用低温储运技术,最好采用储罐充装,运输过程要掌握好设备的平衡和循环。保证回收、储存和运输过程的工艺流程。
结语
我国的能源结构决定了在今后一段时期内,煤炭资源仍然是坚持使用的能源种类。在这样的形势下,做好煤炭资源的利用具有重要的社会意义。煤化工行业给经济发展带来了巨大的效益,对社会的贡献是显而易见的。做好煤化工二氧化碳的综合利用,就是从根本上解决了煤化工的使用弊端,使煤化工的危害逐步减低,更好的服务于社会主义生产活动。在倡导资源与环境协调发展的今天,做好煤化工行业的二氧化碳排放问题,具有十分重要的现实意义,是经济与社会和谐共赢的体现。
参考文献:
[1]马柯,马娟,浅析煤化工二氧化碳排放及综合利用[J],科技创新与应用,2013年34期。
[2]孙永泰,二氧化碳化工开发的新工艺[J],化工技术与开发,2003年03期。
[3]金涌,周禹成,胡山鹰,低碳理念指导的煤化工产业发展探讨,化工学报,2012年01期。
“水土保持和荒漠化监测”是一门综合性很强的应用课程。在水土保持与荒漠化防治专业的课程体系中,它被安排在气象学、土壤学、生态学、树木学、水文学及地质地貌等课程之后,学生综合所学知识直接服务于现代水土保持和林业建设,具有鲜明的生产实践意义。国家林业局自1994年以来组织开展了4次全国荒漠化监测。2013年度全国水土流失动态监测与公告项目全面启动,这些国家监测项目的实施需要一定数量的具有专业监测能力的高素质人才队伍,所以与水土流失和荒漠化监测相关的课程在水土保持与荒漠化防治专业中的地位不断得到提升。目前,我国已经在很多水土流失地区开展了多年的水土保持治理,并取得了一定的成效,但治理措施的成效如何,则需要通过水土保持监测才能确定。如果没有高质量的水土流失监测管理,那么就会出现比“雾霾”更为严重的环境灾害,所以水土保持和荒漠化监测在水土保持与荒漠化防治,特别是开发建设中的水土流失防治中的重要性更加突出,相应的“水土保持和荒漠化监测”课程在水土保持与荒漠化防治专业核心知识领域的地位越来越受到重视。如西北农林科技大学率先在国内为水土保持及荒漠化防治专业开设了“水土流失及荒漠化监测与评价”专业课,并在2006、2008年对该课程进行了2次教学大纲的修订。
二、“水土保持与荒漠化监测”课程教学面临的问题
(一)教材内容无法满足实际教学的需要
目前“水土保持与荒漠化监测”课程使用的教材有西北农林科技大学主编的全国高等教育“十五”国家级规划教材《水土流失及荒漠化监测与评价》,水利部水土保持监测中心主编的《水土保持监测理论与方法》,李智广主编的《开发项目水土保持监测》等。而以上教材的涉及面和侧重点各有不同。《水土流失及荒漠化监测与评价》主要侧重基础理论知识、监测方法和评价预测,缺少具体的可操作性的监测方法;《水土保持监测理论与方法》内容较广,既涉及了水土保持理论与实践,也涉及了传统、成熟的监测方法和最新的监测方法,作为监测技术人员使用的工具书较好,但作为高校教材,其内容繁琐;《开发项目水土保持监测》主要涉及了开发建设项目,而对宏观设计涉及较少,所以也不能完全作为高校教材使用。由此可见,适用于水土保持与荒漠化防治专业的“水土保持与荒漠化监测”课程教材相对较少,教材内容无法满足实际的需要。
(二)单一的教学方式影响了教学效果
“水土保持与荒漠化监测”课程通常采用“满堂灌”的教学方法,在授课过程中,教师只讲述课程内容,缺乏与学生的交流。这种传统的“板书”讲授方法,缺少对野外监测实践的分析。每节课超负荷的信息量使学生来不及理解消化,更不可能对众多的基本监测理论、监测方法及实际应用方法吃透和掌握。教学方式的单一使课堂教学枯燥乏味,学生只能被动听课,学习效果差。虽然多媒体的引入使课堂教学中监测实践分析变得容易,弥补了传统教学无法达到的效果,但是多媒体教学缺少互动环节,使学生思维变得迟钝,无法成为教学的主体,从而失去学习的兴趣。所以要提高“水土保持与荒漠化监测”课程的教学效果,必须对教学方式和手段进行必要的改进。
(三)实践教学学时有限
甘肃农业大学现行的教学计划中,“水土保持与荒漠化监测”课程的学时较少,仅有40学时,其中包括10学时的实验课。而“水土保持与荒漠化监测”课程的教学内容庞杂、概念繁多,尤其需要野外观测及室内测定的实验内容较多,但由于受实习经费和教学时间的限制,学生只能在室内做一些简单的土壤性质分析实验,而对野外观测只能在综合实习中出去考察一些科研院所的监测,且只能走马观花,对具体的方法了解较少。同时,由于缺少实习基地,学生们所见到的监测仪器和设施少之又少,影响了学生对各种水土保持监测措施的感性认识和教学效果。
(四)课程考核方式不合理
目前,“水土保持与荒漠化监测”课程考核方式仍以闭卷书面考试为主,学生只要在考试前死记硬背一下就可以应付。然而,“水土保持与荒漠化监测”课程授课目的不是为了让学生背诵一些概念和理论,而是要让学生能够利用所学知识对水土流失和荒漠化状况及治理措施的效益进行实时监测,以了解水土流失的治理成效并做出相应评价。例如考核学生对径流小区监测的掌握状况,书面考核只要学生背出小区定义和指标即可,而对于学生在实际径流小区监测的动手能力却很难考察。因此,如何减少书面考试带来的弊端,真正激励学生为熟练地运用知识而学习,而不是为考试而学习,是“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革需要考虑的重要问题。
三、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的措施
(一)优化教学内容,满足水土保持监测实际工作的需要
1.课程教学突出重点内容
针对“水土保持与荒漠化监测”课程学时少、内容多,尤其是实践內容更多的情况,应把握课程的重点,合理选取、整合教材内容在“水土保持与荒漠化监测”课程的授课过程中,笔者在考虑课程自身系统完整性的基础上,挑选出一些重点内容在课堂上着重讲解,如径流小区监测、小流域控制站监测、水土保持效益监测、风力侵蚀监测及开发建设项目水土保持监测等。同时,对这些重点内容不但在理论课上讲,而且在实验课时也要重点讲解,以加深学生的记忆。这样不仅有助于学生理解重点内容,而且有助于学生的记忆和实践,激发学生学习的兴趣。对于水土保持监测的相关术语,只着重介绍学生以前课程没有接触过的新内容,而对其他课程已经讲过的内容,只是简单的提示,避免与其他课程内容重复。
2.补充学科发展的前沿内容
随着现代科学技术的发展,水土保持与荒漠化监测的新技术、新方法、新成果层出不穷。因此“水土保持与荒漠化监测”课程既要加强原有的、成熟的原型监测技术和方法的教学,夯实基础知识和理论,又要紧跟学科发展的前沿,及时补充新的监测方法和知识,介绍学科发展的最新动向。因此,笔者参考近年来发表在国内外权威期刊上关于水保持监测方面的文章,将甘肃省水保局进行水保监测培训的资料作为教学内容的补充,让学生了解目前水保监测做了哪些工作,出现了什么样的新技术,以拓宽学生的知识面。实验课教学是课堂教学的重要组成部分,是整个教学过程中的重要环节,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力有着不可替代的作用。因此,在实验内容方面,笔者尽可能减少其他课程已经做过的实验,将降水径流冲刷侵蚀沟量测、风蚀量监测、不同降雨强度(人工降雨仪控制)的径流小区监测及遥感在野外水土保持调查监测中的应用定为主要实验内容。结合生产实践编写监测规划、监测实施细则和监测报告,要求学生撰写不同水土保持措施效益监测的计算方法及土壤理化性质方面的监测方法,以增强学生的综合应用能力,
(二)改革教学手段和方法,提升课堂教学效果
1.诱导式教学法
在理论教学的第一堂课上,教师应向学生介绍当今国家和社会对水土保持专业的重视,逐步引入本课程当前发展的现状,向学生介绍从事本专业的优秀人才及成果,从而诱发学生为美好前途而发奋学习的雄心壮志。首先,从国家政策入手,向学生讲明水土保持监测既是国家生态建设的重要依据,又是国家评价所实施生态工程的理论基础。通过监测掌握水土流失动态,认识水土流失规律,评价水土保持和生态工程的防治成效,建立土壤侵蚀模型,预报土壤流失量。以甘肃省案例来说明水土保持监测的重要性,如“舟曲泥石流”的发生,就是由于缺少水土保持监测方面的资料,导致舟曲人民损失惨重。生活中的实例最能诱发学生的学习兴趣,要让学生明白水土保持监测的目的就是为防治水土流失,保护、改良、合理利用山丘区和风沙区水土资源,建立良好的生态环境,为实现山川秀美的“生态梦”而服务。
2.多媒体互动教学法
“水土保持与荒漠化监测”是一门研究性和综合性很强的应用性课程,具有鲜明的生产实践性,且随着科学技术和生产实践的发展,监测的基本理论知识和监测方法不断更新,这对该课程教学提出了更高的要求。笔者在授课过程,采用多媒体技术和传统授课方式相结合的方法进行教学。利用挂图、视频、实景图片和案例结合的教学手段,使学生在较短的时间内接收较大的信息量,使抽象的内容形象化、具体化,收到了良好的效果。在气象要素监测的教学中,笔者通过多媒体图片展示目前常用的气候和水文观测方法、观测仪器、数据处理方法等,重点讲解气候和水文要素的观测步骤和观测过程中需要注意的事项,分析各种观测方法的优缺点以及各种观测仪器的适用范围。同时,要求学生在课余时间了解校园内的各种气候和水文观测设施,并做成ppt,在下节课讲解,培养学生的动手能力。每节课结束时,安排4~5个学生在课后搜集一些水土保持监测的新进展和新方法,也可以选取自己家乡的某个小范围为监测区域,介绍如何用所学的知识对当地水土流失进行监测,并做成ppt在课上展示给大家,让同学们提出意见和看法,调动学生主动参与课堂教学的积极性,达到培养和提高学生综合素质的目的。
(三)加强实践教学基地的建设,培养学生的实际动手能力
2010年,学校和学院投资50余万元,建成了土壤分析实验室,学生可以从监测土壤理化性质中了解水土保持措施的效果。水保系老师结合各自课程需要,安装了水土流失径流监测固定小区、移动式微型径流小区,人工模拟降雨系统、GIS图像处理实验室等监测实验设施,购置了侵蚀因子监测仪器设备,包括自动气象站、降雨、蒸发、风速、温湿度等监测仪器,购买了风蚀监测的风蚀自动监测仪,基本满足了校内实验教学的需要。同时,学校还建立了腾格里沙漠南缘马路滩林场和定西安家沟流域水土保持野外教学基地,开展综合实习。学院目前正在积极和甘肃省治沙所协调,准备建立风蚀监测野外实习基地。在课程教学过程中,笔者还利用周末休息时间带学生去“甘肃省黄河水土保持生态工程西果园示范区”进行考察,了解常规监测、调查监测及生态效益监测的方法及实验设施。同时,部分学生通过参与老师的科研项目,了解了水土保持与荒漠化常规监测和航空、遥感监测技术。
(四)制定科学的考核标准,综合评定学生的课程成绩
以往“水土保持与荒漠化监测”考核方式多以最终一次的考核成绩为准,不能客观反映学生的水平。为了全面、准确、客观地考察学生学习“水土保持与荒漠化监测”课程的效果,应优化考核标准,重点考察学生对理论知识的运用能力,并以平时的学习表现及参与课堂教学的积极性等为参考。以此为标准,确定了“水土保持与荒漠化监测”课程的考核比例:平时成绩占15%,实习实验成绩占20%,监测报告占5%,期末考试成绩占60%,这种考核标准综合考察了学生学习该课程的全程表现,较客观地反映了学生对课程理论知识、实践能力的掌握程度,有效地调动了学生学习的积极性。在考试制度方面,课程实行了考卷责任制度,由任课教师出题(按照教学大纲命题,实行A、B卷制度),系主任检查签字,主管教学领导批准。考试由学校教务处考试办公室统一组织,监考人员由学院教学工作人员安排在职教师监考,同时教务处和学院派教师巡考。这样的考核方式杜绝了学生平时不学习,考试作弊的现象,体现了客观、公平的原则,使学生端正了学习态度。
四、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的成效
关健词: 多媒体 信息 化学 激发兴趣 创设情景
当今,世界正展开腾飞的翅膀,翱翔在以智力密集的社会之中。适应这方面要求的多媒体正以雷霆万钧之势叩开了教育的大门,使教育萌动着勃勃生机,孕育着一场重大变革。仅靠“一支粉笔一言堂”传统教学弊端日渐显露出来,而媒体教学能把文字、声音、动画等传播媒体集于一身,赋于教学信息传播以交互功能。使教者潇洒自如,学者轻松愉快,优化了课堂教学结构,培养了高素质的人才。下面我根据平日运用多媒体教学中的点滴经验积累,谈谈我运用多媒体进行化学教学的体会:
一、运用多媒体导入新课,激发学生兴趣,创设学习情景。
导入新课,是课堂教学的重要一环。“好的开始是成功的一半”,在课程的起始阶段,迅速集中学生的注意力,把他们思绪带进特定的学习情境中,激发起学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲,对一堂课教学的成败与否起着至关重要的作用。运用多媒体导入新课,可有效地开启学生思维的闸门,激发联想,激励探究,使学生的学习状态由被动变为主动,使学生在轻松愉悦的氛围中学到知识。 如在教学《单质碳的性质》时,采用多媒体导入,生动形象的画面,伴以美妙的音乐,弹出一幅郑板桥的古字画, 一边听着美妙的音乐,一边在屏幕上用文字设疑:“这幅字画为什么会年长日久而不褪色呢?”这样让学生目观其型,耳闻其声,心有所思,激发学习兴趣,创设一个良好的课堂氛围,很快让学生进入教学过程。紧接着放映画面:几个大型的露天煤矿,外堆积着好多的煤。人们用烧焦的的木桩往坝梁上栽,边上闪烁一根普通木桩在泥土中腐烂的情形。学生们在观赏中情不自禁的脱中而出:碳在常温下具有稳定性。像这样,播放一段录像,倾听一段录音来引入课题,就会使整个课堂顿时活跃,不仅极大地激发学生学习兴趣,唤醒学生有意注意,而且使学生的心一直被教师引导着,环节紧凑,过渡自然,使教学过程顺利进行,还提高了教学效率。在化学教学中,运用计算机辅助教学,可以为学生创设丰富多彩的教学情境,增设疑问,巧解悬念,激发学生获取知识的求知欲,充分调动学生的学习积极性,使学生由被动接受知识转为主动学习,积极配合课堂教学,主动参与教学过程,从而提高学习效率。
二、运用多媒体讲授新课,突出学习重点,突破学习难点。
传统的教学往往在突出教学重点,突破教学难点问题上花费大量的时间和精力,即使如此,学生仍然感触不深,易产生疲劳感甚至厌烦情绪。突出重点,突破难点的有效方法是变革教学手段。由于多媒体形象具体,动静结合,声色兼备,所以恰当地加以运用,可以变抽象为具体,调动学生各种感官协同作用,解决教师难以讲清,学生难以听懂的内容,从而有效地实现精讲,突出重点,突破难点,取得传统教学方法无法比拟的教学效果。 如在讲授《原子》
这节课时,由于微观世界的分子和原子极其微小,非常抽象、难以理解,是往届授课的难点所在。利用多媒体就显得轻松多了。先观看“氧化汞分子受热分解的微观示意图”,当屏幕上氧化汞分子分裂后,出现了两个更小的粒子,接着又有许多氧化汞分子分裂成许多的更小的粒子。提出问题:分裂成的微粒是什么?是在什么情况下得到的?然后播放氧化汞受热生成汞和氧气的动画过程。引导学生思索:在化学变化中,一个氧化汞分子分裂成了两个更小的粒子。而这两个粒子却不能再分下去。那么也就说这些粒子是化学变化中的最小粒子。从而得出结论:化学上把这种粒子叫做原子。再次播放动画,学生根据情景归纳原子定义:原子是化学变化中的最小粒子。通过多媒体教学,使得这课的重难点轻易地突破,大大提高了教学效率,培养了学生的空间想象能力。让学生从不同角度、不同侧面认识化学变化的实质。使学生从被动学习转化为主动学习,由宏观到微观、由抽象到形象,收到了很好的效果,充分体现了学生主体地位,培养了创新精神。
三、运用多媒体吸引学生,调整学生情绪,激发学习兴趣。
根据心理学规律和中学生学习特点,有意注意持续的时间很短,加之课堂思维活动比较紧张,时间一长,学生极易感到疲倦,就很容易出现注意力不集中,学习效率下降等,这时适当地选用合适的多媒体方式来刺激学生,吸引学生,创设新的兴奋点,激发学生思维动力,以使学生继续保持最佳学习状态。 如在教学“二氧化碳的化学性质”时,为了证实二氧化碳不能供给呼吸的事实,使学生认识到空气里没有二氧化碳不行,二氧化碳含量过高也不行。运用多媒体展示二氧化碳在自然界中的循环,形象的的演示二氧化碳的气、液、固的三态变化,并拓展固态二氧化碳(又称干冰)汽化时吸收大量的热;呈现生活中可用于冷藏食品和人工降雨的画面。又链结了一个形象而富有情趣的动画片,在意大利有一个山洞,叫做“死狗洞”,画面展示一个人牵着一只狗走进这个山洞,走着走着狗躺倒了,跳跃出一个骷髅的动画头像。洞内升起一条红线,显示红线下方二氧化碳的含量过高。 通过动画图像、文字注释和优美声音展现,极大的调动了学生的兴趣。使学生一目了然,轻松自如的突破了教学难点。运用现代教育技术,使教学从无声到有声,从无形到有形,从平面到立体,拓展了教学空间,改变了讲、听、问、答直线式的信息传递反馈方式,让学生全方位、全状态的理解并延伸课本知识,做到定时低耗,优质高效,充分的体现了多媒体教育的优势。
四、运用多媒体巩固练习,增强训练密度,提高教学效果。