化工工藝論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇化工工藝論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料，儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性，如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品，確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準，在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式，防火材料及防火設備。

二、化工工藝設計分類介紹

1.概念設計。

概念設計是指抽象性的設計，概念設計一般是在擬建化工生產裝置前進行，概念設計的主要目的是為了通過建立化工生產裝置模型，根據模型檢查化工生產工藝中存在影響正常生產的因素，包括生產線路的設置的合理性，生產環境條件是否滿足安全生產要求等，避免因化工工藝中某個環節存在不合理性給化工生產埋下安全隱患，同時根據概念設計建立模型檢驗所的的數據為進一步的化工工藝設計提供數據參考。

2.中試設計。

中試設計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關運行條件。檢測試制產品的功能穩定性；檢驗工藝系統的連續可靠性運行；獲得化工生產工藝設計所必須的工藝參數；考察設計方案投入生產過程中所產生的雜質對成品的影響等。

3.基礎設計。

基礎設計是化工工藝設計的重要階段?；A設計是化工工藝生產裝置及配套設備安裝及規劃設計的技術支持。

4.初步設計。

初步設計是在基礎設計完成后的精細化設計。初步設計的成果是設計說明書和工程總概算書，也可以說是從初步設計是化工建設的指導思想，以此為依據進行化工生產線的構建；結合基礎設計和有關單位批準的設計任務書、化工廠的選址報告，從經濟性和技術性角度出發，對化工生產線建設進行總體研究和計算，滿足化工生產線安全生產的同時又能取得良好的經濟效益和社會效益。

5.施工圖設計。

施工圖設計是化工工藝設計的最后階段，設計過程中應根據有關部門對初步設計的審批意見，結合初步設計中確定的化工工藝方案，以圖樣及文字的形式將化工工藝技術要點和各個設備的原理、布置進行一一明確。并對初步設計中待解決的一些問題提出科學合理的解決方案，做到施工圖紙設計最優化，滿足化工產業安全穩定性生產需求。

三、化工工藝設計具有的特點

化工工藝設計交其他專業領域的設計具有明顯的區別，化工工藝設計工藝流程獨特，生產工藝安全性要求嚴格，技術含量高。尤其是針對化工產業近些年來頻發的安全事故，如化工產品原料在加工過程中出現的有毒原料泄漏問題，嚴重地污染了人們賴以生存的環境，水源的污染，大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關部門對化工產業的化工工藝設計提出了更為嚴格的要求，明確提出在化工工藝設計時要高度重視工藝設計在投入生產中的安全性問題。但實際上，化工工藝流程的十分的復雜，整個工藝流程涉及的專業較多，設備種類繁雜，各種管線管道交織在一起，倘若在設計過程中沒有確定科學的布線方案可能會早生產過程中因為線路故障問題，如線路老化搭接引起短路，又因為化工原料多數具有易燃易爆的特性，很容易引發火災或者更為嚴重的事故。所以，為了保證化工工藝設計的質量，化工生產的安全穩定性，必須要加強對化工工藝設計危險的識別和控制。

四、危險因素識別與控制

危險因素是指在化工生產過程中雖潛在的不利于安全生產的系列因素，而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設計以及設計方案投入到建設中雖體現出來的一些不利于安全生產的特征，如化工設備是否滿足生產的需求，設備所處的環境是否滿足安全性生產需求，設備及相關附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等，認真考究危險因素，識別各種不安全因素的風險類別及等級，進而有針對性地提出安全風險控制措施。具體來講可通過以下措施控制。

（1）物料方面。

化工工藝設計人員應牢固掌握化工原料的物理特性、化學特性、化學反應特征以及燃燒爆炸性等方面的知識，并能準確地辨識各種原料之間的反應原理。

（2）路線布置。

在化工工藝路線設計時，應根據廠房的實際空間位置進行工藝路線的選定，盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰，避免因電力線出現安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。

（3）嚴格控制化學反應裝置。

篇(2)

新生活運動在開展的過程中，提出了民族復興的口號，而且建立了新的價值體系，這項運動的理論核心是禮義廉恥，是一項有效的治理國家道德規范措施。新生活運動對禮義廉恥下了新的定義，而且對國民不合理的生活方式進行了批判，采用新的理論體系對健康的生活方式進行了合理的解釋。新生活運動對廉恥有著這樣的定義：廉是行動的導向，恥是行為的動機，在平時的生活中，一定要明于廉、發于恥，還要注重禮節，在禮義廉恥中，首要的任務是行禮，這對構建文明的國家有著促進作用，無論是在軍隊還是家庭中，都要注重禮節，所以，在新生活運動中，禮占有重要位置。新生活運動是圍繞民族復興展開的，這項運動可以促進生活藝術化，可以提高國民的素質。新生活運動還提出了三化的生活方式，即軍事化、藝術化以及生產化，軍事化主要是指在生活中要守秩序、嚴紀律，還要改變以往散漫的生活習性。藝術化是指民眾在日常生活中需要按照道德規范去操作，在待人接物方面，要嚴謹謙和，待人要寬厚；在處事方面，要勤儉節約。生產化是指在務農做事的過程中，一定喲啊具有刻苦的精神，還要做到自食其力，提高工作效率。軍事化、藝術化、生產化的生活方式，可以改善人們的生活方式，而且對部隊有著一定約束作用，可以促進國民經濟的發展，還可以提高人們的生活水平。這項運動開展以來，得到了人們的支持與認同，這也達到了生活藝術化的效果，動員民眾自覺的加入改變不合理生活的行列，使人們可以藝術地生活。

2生活藝術化對工藝美術的影響

新生活運動實現了生活藝術化，其提出了新的生活方式，對之前不合理的生活方式進行了改革，從衣食住行多個方面對人們的生活方式進行了改革，還促進了工藝美術的發展。新生活主張藝術地生活，使傳統造物在規范化中更好的發展，還主張將社會經濟與新生活精神結合在一起。我國的工業比較落后，為了避免受到帝國主義的侵略，一定要提高經濟水平，還要學習外國的先進技術，對傳統的生活方式要進行改革。新生活運動還提倡購買國貨，有利于促進我國經濟的發展，可以增進生產，是提高我國生產力的有效措施。生活藝術化，提倡國民在待人接物時，一定要合理運用生活技能以及方法。生活藝術化的內容幾乎涵蓋了“衣食住行”的方方面面。民眾的生活受到社會的制約和限制，但在具體實施過程中卻派生出了優化社會環境，提高國民健康、文明素質的積極效用，給許多城鄉創造了清潔、井然的秩序，給大多數家庭和民眾灌輸了健康、文明的意識。在客觀上為現代工藝美術設計提供了社會環境。新生活運動提倡“集團生活”，它使藝術走出“象牙塔”為大眾服務，使設計師了解民眾的實際需要，為市場而設計。林風眠在《藝術與新生活運動》一書中認為:集團生活與藝術的關系非常密切，他寫道:“藝術家常常因為清高的觀念而不習慣于集團生活，也因為覺得集團生活有損個性而反對，可是明白了集團意識的必要，就會合理運用個性來謀集團的幸福。集團生活可以促進藝術家對于社會的認識，可以深入民眾，而知道民眾的苦樂之所在及其需要。藝術家如果替眾人服務，替眾人求生路，他自己便該有集團生活。集團生活會使人認識人生的真意義，增進人們互助精神，更能加強人們的同情心。這對于負時代使命的藝術家尤其重要，藝術家如果有集團生活，隨時隨地與大眾接近，不但自己可以更清楚地看到社會上一般的生活，并可以得到許多最有意義的藝術作品的材料。這種作品不但本身上是偉大的，而且對于社會更有良好的影響?！?936年，廣東省立勷勤大學建筑系的《新建筑》應新生活運動提出了“反抗現有因襲的建筑樣式，創造適合于機能、目的性的建筑”。主張建筑要為大眾而設計，對推行現代設計產生了一定的影響。新生活運動是一種社會教育運動，對后世的工藝美術教育的發展產生了深遠的影響?！靶律钸\動促進總會婦女指導委員會為提倡手工業，促進后方婦女生產，加強抗敵力量起見創辦新運婦女工藝社。”工藝社的工作分為訓練和制作二期，從文獻資料記載看，工藝社具有相當的完備的培養計劃和相當強的生產能力，培訓班分為高級班和初級班，分為西服部、中服部、挑繡部、皮革部，“按預期生產之數量預計應設訓練普通工作人員二千五百人，特別工作人員一千人”。相應的生產部門有西服部、中服部、挑繡部、草帽辦等，“以每月能制造七千五百套為標準”。工藝社這種按產品的需求來確定培訓人數，將培訓與制作緊密聯系的運作模式，雖然顯得過于狹隘和實用，但是在抗戰環境下工藝社還是頗有成效的，不僅為社會提供了生活用品，還培養了一大批掌握設計與制作的技師。

3結語

篇(3)

關鍵詞電鍍；硅酸鹽；鈍化；工藝；機理；技術；

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

金屬的腐蝕給人類帶來巨大的經濟損失和社會危害。電鍍鋅是提高鋼鐵抗腐蝕能力的有效途徑，但是鋅鍍層在潮濕的環境中，鍍層極易發生腐蝕，從而失去防護作用。為進一步提高鍍鋅層的耐蝕性，提高其表面質量，延長其使用壽命，需對其進行鈍化處理。傳統鉻酸鹽鈍化處理毒性大，污染環境和危害人體健康。

一、概述

電鍍是金屬防腐蝕常用技術之一。電鍍鋅是提高鋼鐵抗腐蝕能力的有效途徑，目前廣泛地應用于造船工業、機械工業、航空、建筑等許多領域中。但在潮濕的環境中，尤其在不通風的濕熱環境中，鍍層極易發生腐蝕，表面形成暗灰色或白色疏松的腐蝕產物—白銹，影響外觀質量;時間長了會出現紅銹，從而失去防腐效果。因此，在生產過程中，為了改善金屬或鍍層制品表面耐蝕性能和涂裝性能，提高其表面質量，延長其使用壽命，一般都要對其進行適當的鈍化處理。鈍化處理屬一種化學轉化膜技術，它是通過化學或電化學等手段，使金屬或鍍層表面由活潑態轉變成不活潑態的過程。

二、化學轉化膜的定義

化學轉化膜又稱金屬轉化膜(鈍化膜)。它是金屬(包括鍍層金屬)表層原子與介質中的陰離子相互反應，在金屬表面生成附著力良好的隔離層，這層化合物隔離層稱為化學轉化膜，而這個反應過程被稱為金屬的鈍化過程。在本論文中采用的是化學處理液，使金屬表面與溶液界面上產生的化學或電化學反應，生成穩定的化合物的薄膜處理技術。有人用下面反應式來嚴格定義和表達化學轉化膜的產生:

式中，M表示表層的金屬原子;Az一表示介質中價態為z的陰離子，e為電子。

化學轉化膜同金屬上別的覆蓋層(如電鍍層)不一樣，它是基體金屬與選定的介質起反應，生成自身轉化產物(MmA。)。反應式中，電子是作為反應產物來表征的。這就表明，化學轉化膜的形成既可以是金屬/介質界面間的純化學反應，也可以是在施加外電源的條件下所進行的電化學反應。對于前一種情形，反應式所產生的電子將交給介質中的氧化劑;在后一種情形下，電子將交給與外電源接通的陽極，并以陽極電流所形式脫離反應體系?；瘜W轉化膜的形成過程相當復雜，它可以是在不同程度上綜合化學、電化學和物理化學等多個過程的結果。而該反應式只是用來定義，化學轉化膜的一種表達方式。

三、鍍鋅及鈍化試驗工藝

3.1鍍鋅工藝的選擇

鍍鋅電解液可分為堿性和弱酸性兩大類，國內外常用的有無氰鋅酸鹽鍍鋅、氰化物鍍鋅、錢鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅等，各種體系都有各自的優缺點。通過綜合對比考慮，本論文擬采用氯化物體系進行電鍍鋅。這不僅是因為氯化物鍍液具有成分簡單，鍍液穩定，使用維護方便。而且氯化物鍍液是不含絡合劑的單鹽鍍液，廢水極易處理;鍍層的光亮性和整平性優于其它鍍液體系;電流效率高，沉積速度快;容易施鍍于氫過電位低的鋼材如高碳鋼、鑄件、鍛件等。

氯化物鍍鋅溶液根據導電鹽的不同又分為3種體系，分別是氯化氨體系、氯化鉀體系和氯化鈉體系。查閱大量資料對這三種體系做綜合比較，如表1所示:

表1氯化物鍍鋅液的優缺點

經過綜合對比，氯化鉀體系鍍液具有:導電性好，鍍層脆性小，鍍層結晶細致、光亮，配置成本低，鍍液處理簡單等優點，故本論文擬采用氯化鉀鍍液進行施鍍，并對該鍍層進行鈍化工藝研究。

3.2氯化鉀鍍鋅溶液組成

其中，電流密度選用1. S A/dm2，電鍍時間為20分鐘。.鍍層厚度采用Hcc- 24涂層測厚儀進行測定，試樣鍍層厚度6一10 μm.

3.2.1鉻酸鹽鈍化液的組成及工藝

試驗中將硅酸鹽鈍化工藝與小哨電鍍廠用的GR-10高耐蝕藍白鈍化工藝進行對比(以下均稱為低鉻酸鹽鈍化)，低鉻酸鹽鈍化液的組成及操作工藝如下:

3.2.2鈍化工藝流程

鍍鋅層鈍化處理工藝流程如下:

試樣除油一水洗一酸洗一水洗一活化一，水洗一電鍍Zn一水洗~出光一水洗一鈍化一水洗一吹干。其中，出光液為自配濃度約3%0稀HNO3溶液，出光時間55左右。

四、硅酸鹽鈍化工藝應用前景

4.1不同鍍層硅酸鹽鈍化膜鹽霧試驗對比

采用中性鹽霧試驗方法，對鋅鍍層、鋅鐵合金鍍層的硅酸鹽鈍化膜耐腐蝕性能進行檢測，并比較其結果。表2為不同鍍層硅酸鹽鈍化膜中性鹽霧試驗結果。由表2可知，Zn一Fe合金鍍層硅酸鹽鈍化膜的抗出白銹時間略高于Zn鍍層硅酸鹽鈍化膜，說明硅酸鹽鈍化工藝能夠應用于Zn一Fe合金鍍層中去，并且此工藝能顯著提高Zn一Fe合金鍍層的耐蝕性能，硅酸鹽鈍化工藝適用性好。

表2不同鍍層硅酸鹽鈍化膜中性鹽霧試驗對比

4.2應用前景分析

針對鍍鋅層開發的硅酸鹽鈍化工藝，經過在Zn一Fe合金鍍層中的試探性應用試驗，得知硅酸鹽鈍化工藝能夠成功應用于Zn一Fe合金鍍層中，顯著提高了Zn一Fe合金鍍層的耐腐蝕性能，且其鈍化膜耐蝕性高于鍍鋅鈍化膜，可見，硅酸鹽鈍化工藝的適用性較好，能夠在Zn一Fe合金鍍層中直接應用。而因低鐵含量(0.2%一0.8%)鋅鐵合金鍍層具有優良的抗蝕性能、機械性能、焊接性能和漆膜的附著性能等優良性能，在日、美等發達國家已得到普遍應用，多用于汽車、機械、電子和電器各種部件;我國也在九十年代開始進行研究和開發，目前zn一Fe合金鍍層在國內也開始應用于生產[64]。zn一Fe合金鍍層作為鍍鋅層的升級工藝，有廣泛的應用前景，有必要對其進行試驗研究。將硅酸鹽鈍化工藝應用于低鐵含量Zn一Fe合金鍍層中，并針對Zn一Fe合金鍍層對硅酸鹽鈍化工藝進行進一步改善，則鈍化效果能得到進一步提高。另外，硅酸鹽鈍化工藝無毒無污染，符合綠色環保要求，其應用前景十分可觀。

結束語

綜上所述，鍍鋅硅酸鹽鈍化工藝穩定性能好，耐蝕性優于傳統低鉻鈍化工藝，操作簡單，成本低，無毒、無污染，可改善電鍍鋅行業環境污染的現狀。因此，硅酸鹽鈍化工藝在代替傳統含鉻鈍化、促進電鍍行業實現綠色生產方面，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]柯偉.中國腐蝕調查報告[M].北京:化學工業出版社，2011

[2]李鑫慶，陳迪勤，宇靜琴.化學轉化膜技術與應用[M].北京:機械工業出版社，2010

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[4]曾祥德.鍍鋅層鉻酸鹽鈍化經驗談[J].材料保護，2002，25(9):44礴7

[5]李鴻賓.鍍鋅層表面硝酸飾鹽鈍化研究[碩士學位論文].沈陽:東北大學2002

篇(4)

【關鍵詞】化工機械；設計；材料

1引言

隨著社會生產力的發展，化學工業的生產進入到一個全面發展時期，新的技術與手段層出不窮，使得化學工業得到更大規模的生產和發展，為人們的生活和社會的發展增添了大量的物質財富，加快了社會發展進程。在化工機械設計過程中，選擇優質且合適的材料至關重要。做好這一項工作，不僅有利于促進化工生產的發展，提高設備工作效率，而且也有利于提高整體的經濟效應，促進發展。

2在化工機械的設計過程中材料的選擇探討

在我國經濟快速發展這一背景之下，資源的需求以及利用趨勢日益上升，目前大多數用于機械設計的相關材料已經被大量開采，甚至于有些材料已經成為稀缺資源，因此，在化工機械設計過程中對于材料的選擇方面更要慎重。在此討論在化工解析設計過程中哪些材料是適合機械設備設計過程的，以此為后續的材料應用奠定基礎。

2.1對于載荷型材料的選擇

在化工機械的設計過程中，一般來講，對于材料的選擇方面需要考慮材料的載荷性能，而從材料的載荷性能考慮的話，又可以分為兩個方面。一是在外載荷力的作用下，零部件出現扭轉的情況時，應力大多集中在材料的表層，這就表明，材料的表面性能直接決定著零部件的控制效果。因此，在材料的選擇方面，假若機械材料需要承受載荷力，就可以選擇低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調質的方式對材料進行加工，通過以上方法來確保機械產品的質量[1]。二是對于一些能夠承受壓縮或者是拉伸作用的材料，載荷力一般是作用在零件的橫切面，可以使得橫截面的應力均衡受力，這就需要在化工材料的選擇方面選擇一些性能分布均勻的材料，以此來保障在機械設計的加工、生產等環節對材料進行高效作業，促進化工工業的發展。

2.2對于碳素鋼與合金鋼型材料的選擇

在化工機械的設計過程中，碳素鋼是一種比較常用的材料，究其原因，正是因為碳素鋼這一材料在價格方面比較實惠、加工的工藝也比較便利，從而被廣泛使用。盡管碳素鋼這一材料存在多個方面的優勢，但是也存在碳素的韌性和強度比較差這一缺點，這就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于這一缺點的存在促使碳素鋼這一材料不能被廣泛使用在化工機械設計過程中。隨著科技的進步與發展，可以在碳素鋼中加入合金，從而形成一種新的材料，即為合金鋼[2]。這一材料在淬透性、韌性、強度等方面都得到了較大的提高，并且由于合金的加入也提高了這一材料的耐磨性。因此，在化工機械的設計過程中，為了充分利用材料，當遇到零部件橫截面積大、材料外在荷力大以及需要對材料進行淬透時就可以使用合金鋼這一材料，而其他情況則使用碳素鋼就可以得到解決。

3在化工機械的設計過程中材料的應用探討

在了解化工機械的設計過程中所需要使用的材料之后，如何將所選擇好的材料應用于化工機械中呢？為此，論文就針對于此，提出以下幾個方面的探討和研究。

3.1經濟性與實用性相結合，合理應用機械材料

針對化工機械設計材料的運用，首先要遵循經濟性與實用性相結合的原則，為化工機械的設計奠定基礎。材料運用的經濟性與實用性的統一，需要充分考慮到兩個方面的內容。一是應用于機械設計中的材料要按照零部件的加工工藝標準，機械加工過程中所要使用的工藝技術也有多個種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術對材料的運用要求也是不同的，比如說切削工藝要求材料的應用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應用過程中要在工藝技術不同要求的基礎上合理使用。二是需要強調材料應用中的經濟性，在化工機械設計過程中，在保障各項材料符合工藝要求的前提之下，科學合理地對材料加工成本進行有效的控制，從而為后續工作的順利開展奠定基礎[3]。

3.2環保性與節能性相結合，減少機械材料的損耗

針對化工機械設計材料的運用，需要在使用的過程中遵循環保性與節能性相結合的原則，從而有效提高資源利用率。隨著我國經濟的快速發展，不斷增長的經濟與不斷消耗的資源成為主要的一組矛盾，如果一味地追求經濟效益，勢必會給社會的發展帶來不利的結果，因此，對于化工機械設計材料的選擇，不僅要考慮到對環境的保護，也要考慮到成本的輸出。在化工機械的設計過程中，做到環保性與節能性的統一，有利于促進我國生態環境社會的發展和建設，也是可持續發展對化工機械設計工作所提出的新要求。比如說，在機械設計鑄件的環節中，就需要充分考慮這一環節所使用到的材料在環保方面的問題，在環保觀念下盡可能地合理使用材料，在最大程度上節約原材料和成本，減少不必要的能源消耗，從而做好化工機械設計工作。

4結語

機械設備是化工生產正常且穩定運行的一個先決條件，而在機械設計過程中對材料的選擇和應用是機械設備設計中關鍵性的一個環節，也已經成為一個深受社會大眾關注的問題，由此可見，做好化工機械設計中材料的選擇，并且在此基礎上進行合理的運用至關重要。為此，論文就以此為主要的討論方向，針對在化工機械設計過程中如何做好材料的選擇工作，并且在此基礎上進行合理地運用，促進化工機械設計工作得到順利開展，從而提高化工機械設備的工作效率，進一步提高化工生產的質量。

【參考文獻】

【1】趙忠國.機械設計中的材料的選擇和應用[J].科技風，2011(17)：58.

【2】麥志文.機械設計中材料的選擇與應用原則[J].企業導報，2015(21)：183.

篇(5)

在人才培養中，遵循工程“實踐、集成與創新”的特征，將工程設計貫穿整個大學四年，其內容包括:產品設計、工藝設計、單元設計、設備設計、工廠設計，即要實現從分子到產品，從燒杯到工廠的整個過程。其中產品設計是工程設計的源頭，處于產品鏈的頂端;工藝設計是工程設計的靈魂，是產品競爭力的源泉;單元設計、設備設計是工程設計的基石，是生產實現的重要保障;工廠設計是工程設計的最終體現，是所有設計的系統集成。

2構建完善的工程設計課程體系

以強化學生的工程設計能力、實踐能力與創新能力為核心，重新修訂教學大綱，整合相關課程，對應工程設計內容體系，構建完善的工程設計課程體系。大一為工程設計啟蒙階段，以激發興趣為主，課程為生物工程(化學工程)概論;大二為單元設計和工程設計技能培訓階段，包含:化工原理、化工熱力學、化工制圖、化工儀表自動化;大三為產品設計、工藝設計和設備設計階段，包含:生物工程(化學工程)設備、分離工程、化工設計與模擬、工藝學課程(化工工藝學、發酵工程、制藥工藝學、釀酒工藝學等);大四為工廠設計和綜合實訓階段，主要進行生物工程(化學工程)工廠設計和畢業設計。為適應行業的需求和時展，在各課程教學中突出工程思維和工程方法學的同時，著力介紹行業規范、標準以及新產品、新工藝、新技術、新設備，并將計算機輔助制圖、計算機仿真模擬、計算機輔助設計作為主要技能進行培養。

3構建完整的工程設計實踐環節

工程設計是面向對象的綜合性實踐活動，只有突出實踐環節才能讓學生鍛煉能力、積累經驗、有所感悟。整個工程實踐環節包括化工AutoCAD制圖、化工原理課程設計、化工設計Aspen仿真模擬、生物工程(制藥工程)創新綜合性大實驗、湖北省化工設計大賽、全國“三井杯”化工設計大賽、全國大學生制藥工程設計競賽、生產實習、工廠設計項目、畢業設計。工程設計以校企組合的校內生產性實訓基地(如尿素仿真實訓平臺、啤酒發酵實訓基地、藥物制劑實訓平臺)和校外企業實習基地(如安琪酵母生物工程專業國家級工程實踐教育中心)為依托，注重選題的針對性(面向地方企業)、設計的規范性(符合行業標準)、操作的可行性(綠色、經濟與安全)，并將化工設計競賽、制藥工程設計競賽融入人才培養的教學體系中，大力提高實踐教學環節的實效性。

4構建合適的工程設計評價體系和管理模式

工程設計的系統性、協作性較強，因此在工廠設計和畢業設計中采用小組制、導師制、課題制進行管理、操作和評價，以培養學生的團隊合作精神，即每小組5～7名學生和1～2名指導老師，每個學生完成每組設計項目下的一項子課題，最后采用學生答辯與互評、教師評價、企業專家點評等構成綜合評價體系。另外，建立健全激勵約束機制，考慮給予競賽獲獎和設計達優秀等級的學生相應的創新實踐學分，代替相關選修課的學分，以此激發更多的學生參與工程設計的學習。

5結語

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論文關鍵詞：生物膜,生物接觸氧化,氨氮,河流,硝化能力

中國圖書分類號：X522

白洋淀是我國北方最大的草型湖泊，近年來其污染越來越嚴重，對于其污染治理也越來越多的引起國家的重視。府河作為白洋淀最大的入淀河流，是白洋淀污染物的主要來源之一。府河上游污染物主要以有機物為主，隨著沿途各種點源面源污染物的輸入導致下游河水中氨氮的濃度嚴重超標，許多年份平均濃度已超過20mg/L，氨氮污染問題亟待解決。

國內外已有很多研究利用人工濕地技術處理氨氮濃度較高的鄉村入河污水，該技術雖然氨氮去除效果良好，但占地面積較大。另外也有研究利用水生植物對污染河流的進行原位修復，但對于類似府河的重污染河流，由于水生植被對生長環境比較高的要求，難以形成穩定的植被。

生物接觸氧化工藝作為一種污染河流原位修復方法，近年來備受關注。其具有環境適應能力強，占地面積小等優點，但現有的生物接觸氧化工藝普遍存在對氨氮有效去除需要的水力停留時間長，容易受水中有機物抑制，耐受氨氮負荷沖擊能力弱以及能耗巨大等缺點。因此，針對類似府河的高氨氮重污染水體，有必要進一步探索與其適用的生物接觸氧化工藝。本文以一種新型的組合球形填料為主要載體，比較了單級好氧生物接觸氧化與缺氧/好氧兩級生物接觸氧化工藝對污染河水中有機物及氨氮的去除效果，旨在探索一套適用于重污染河流的高效、低耗的原位生物接觸氧化工藝。

1.材料與方法

1.1試驗裝置

兩套生物接觸氧化反應器使用有機玻璃制成，為保證各段填料基質與進水的充分接觸，反應器采用隔板式構造。反應器的規格為80cm×31cm×35cm，有效容積為72L。反應器A采用單級生物膜接觸氧化工藝，反應器B采用缺氧/好氧兩級生物膜接觸氧化工藝。兩種工藝填料和區間的布置如圖1和圖2所示。

圖1.單級生物接觸接觸氧化反應器（反應器A）填料布置圖

Fig1.LayoutdiagramofcarrierinBiologicalcontactoxidationprocessreactor(ReactorA)

圖2.缺氧/好氧兩級生物接觸氧化反應器（反應器B）填料布置圖

Fig2.Layoutdiagramofcarrierinanoxic/aerobictwo-stepcontactoxidationprocessreactor(ReactorB)

接觸氧化反應器A采用聚乙烯懸浮球形填料，該球形填料為本實驗室自行裝配，主要構造為多孔聚乙烯球內置適量齒輪形顆粒懸浮填料，其特點是整個填料比表面積得到了增大，而且掛膜成功后能夠懸浮在水中，填料直徑為80mm，非常適合于河流污染的原位修復。反應器B中，第一區段布設缺氧接觸氧化床，采用天然礫石和火山巖兩種填料布置而成，為防止內部短流，如圖2所示采用交錯布置，顆粒比較小的火山巖布置在右下部分，顆粒較大的天然礫石布置在左上部分。第二區段好氧接觸氧化區布置與反應器A中相同的球形懸浮填料。兩座反應器中，缺氧區填料的填充率為30%，好氧區填料的填充率為40%。

曝氣裝置的布置如圖1和圖2所示，在反應器的好氧區兩側底部布置條形曝氣頭，試驗過程中采用氣體轉子流量計控制曝氣量，缺氧區不設置曝氣頭。

1.2啟動與運行

兩套試驗裝置接種來之北京高碑店污水處理廠A/O工藝污泥回流池污泥。接種污泥后，前三天采用序批式運行，正常進行曝氣，每天更換一次反應器中的水。之后后采用連續流方式進水運行，經過一段時間運行，兩套裝置中生物膜厚度逐漸增加，最后達到穩定狀態，鏡檢生物膜觀察發現大量的原后生動物，且各采樣點水質COD，NH-N，TN等主要指標基本穩定，說明系統掛膜成功，啟動基本完成。此后改變進水主要污染物濃度，開始正常運行。

反應器啟動成功后，采用連續流運行方式，每個反應器的總水力停留時間為8h，兩級式生物接觸氧化反應器兩個區段的水力停留時間分別為4h。根據本課題組對府河水質的長期監測數據以及相關部門提供的府河多年背景數據，采用人工配水模擬府河水質，其主要成分如表1所示，并添加一定量的微量元素。

表1.人工模擬廢水基本組分

Table1.Maincontentsofartificialwastewater

組分

質量濃度/mg·L

組分

質量濃度/mg·L

葡萄糖

141.1/182.9/234.3

KH PO ·2H O

15.2

淀粉

61.1/74.3/92.4

CaCl ·2H O

10.0

NH Cl

68.8/107.0/137.6

MgSO

8.0

KNO

15.0

蛋白胨

10.0

Na HPO ·12H O

26.7

篇(7)

【關鍵詞】無鉻 表面鈍化 鍍鋅 研究

1 前言

鍍鋅是指為了防止金屬或者合金材料表面腐蝕而在其表面鍍一層鋅以起防銹防腐蝕作用的表面處理技術。金屬鋅相對于大多數的鋼鐵材料，腐蝕電位相對較低，當鋼鐵基體發生腐蝕時，鋅能夠作為陽極優先溶解，從而保護鋼鐵基體。[1]然而，作為一種化學性質活潑的金屬，電鍍后的鋅層若不經過妥善的處理，在潮濕環境下，尤其易發生腐蝕現象，從而在表面形成一層主要成分為堿式碳酸鋅的白色的腐蝕產物。因此，為了提高鍍層的抗蝕能力，延長其使用壽命，鍍件在鍍鋅后處理的重點就在于鍍層的鈍化工序。但是，在一般的工業生產過程中，鈍化工序往往是大量使用一類污染物鉻酸鹽作為鈍化液，其含有的的Cr6+離子不僅對水污染嚴重，同時危害人類健康。因此，在鋅的鈍化工藝中，逐步推行清潔環保的生產工藝，用更加環保的鈍化液代替含鉻酸鹽的鈍化液，已經成為一項十分重要的任務。

2 鍍鋅鈍化方法概述

2.1傳統含鉻鈍化

傳統的含鉻鈍化工藝所包含的種類繁多，按鈍化膜顏色可大體上可以劃分為藍白色鈍化、軍綠色鈍化、彩虹色鈍化、金黃色鈍化、黑色鈍化等。從成膜機理上來看，這些工藝基本是相似相同的，方法均為通過六價鉻作為基本成膜物質而生成含鉻鈍化膜保護鍍鋅層，其不僅有十分良好的的耐腐蝕能力，更具有自愈性，在膜層破損后可快速自我修復。但由于六價鉻對人體有致癌作用，先今已多被三價鉻鈍化法所替代。

三價鉻鈍化法則主要是通過將鋅溶解為鋅離子導致表面溶液的pH值上升，其后三價鉻直接與鋅離子、氫氧根反應生成不溶性的化合物附著在鋅層表面，成為鈍化膜，其鈍化膜的外觀與耐腐蝕性與六價鉻鈍化膜相當，但其不具備自愈能力，一旦破損很快即被腐蝕。但總體上鉻元素仍然存在，對環境的危害不容小覷。因此，雖然鉻酸鹽鈍化工藝具有品種多樣、流程成熟、費用低廉和成膜優良等優勢，但考慮到其對環境的污染，以及對人體健康的傷害，含鉻鈍化的發展必然將受到限制。

2.2鉬酸鹽與鎢酸鹽鈍化

鉻、鉬和鎢同屬于VIA族，因而具有相似的性質，不僅這兩者鈍化膜性能接近鉻酸鹽鈍化膜性能，而且由于鉬與鎢的低毒因而在金屬表面鈍化方面備受關注。在1939年首次發現鉬酸根有抑制腐蝕的效應[2]，隨后在1951年也對鎢酸鹽進行了類似的研究。在金屬鈍化過程中，鉬酸鹽與鎢酸鹽能夠促進與加快成膜速度及提高腐蝕性。目前，這兩種鈍化處理已經得到廣泛運用，這種工藝最大的特點在于鍍液不含鉻對環境污染小，廢液易處理，但缺點是不具備自愈能力，且對鍍鋅層不具備化學拋光作用，使得美觀性下降。

2.3稀土鹽鈍化

稀土鈍化工藝是一種近年興起的處理方法，具有成膜易和效果好的特點。其鈍化過程相對來說比較簡單，通過將鍍層浸泡于含稀土離子的溶液中，或將鍍件作為陰極通電極化，即可在其表面形成稀土鈍化膜。在對于鍍鋅層的鈍化上，其效果總體優于鉬酸鹽處理效果。稀土鹽鈍化保護的方式是，通過稀土氧化物或氫氧化物在鍍層表面沉積，阻礙陽極性鍍層的溶解過程，從而顯著延長了陰極保護時間。另一方面，鍍層上稀土轉化膜的存在，延緩了在金屬表面和溶液之間的氧氣和電子的傳遞和轉移，從而導致了金屬腐蝕效率的降低。在一定條件下，也可看作是一種陰極和陽極共同抑制所起作用的結果。[3]可以看出，稀土鈍化工藝具有鈍化膜更好、無毒、無污染的優點，在一定程度上可以替代傳統的鉻酸鹽鈍化，具有良好的發展前景。

2.4有機鈍化

研究表明，將某些有機化合物用于鍍鋅層的鈍化處理，可明顯提高鍍鋅層表面的抗腐蝕性。[4] 經過有機類化合物處理的鍍件，能夠在鍍鋅層表面形成有機保護膜，從而起到緩蝕作用。目前具有應用前景的主要有有機酸類（植酸，單寧酸等）和樹脂（環氧樹脂等），其中植酸運用最為廣泛。植酸也稱作肌醇六磷酸脂（C6H18O24P6），植酸的鈍化機理是通過絡合作用從而形成多個螯合環，以起到抗腐蝕的作用，是鍍層表面鈍化處理的理想螯合劑和優良緩蝕劑，經過植酸處理的鍍件的抗腐蝕性將會顯著提高。

3 結論及展望

傳統的鈍化處理大多以鉻酸和鉻酸鹽等六價含鉻化合物為處理劑，經過處理的金屬表面上形成的鉻酸鹽轉化膜對基體金屬具有良好的防腐蝕作用。[5] 然而，隨著當今各國越來越意識到環境保護的重要性，含六價鉻的鍍鋅工藝將順著時代潮流被逐漸取代是必然趨勢。因此，目前主要有兩條途徑來取代原有的工藝，其一為通過使用化學方法將含有六價鉻的鈍化劑還原為低鉻的鈍化工藝。另一條途徑則為鍍鋅無鉻工藝，意在通過將關注點聚焦在運用與鉻同屬一族的鉬與鎢的鹽，以及通過硅酸鹽、稀土鹽以及有機物來實現鍍鋅鈍化的工藝。雖然，單純的鉬酸鹽，硅酸鹽鈍化膜的耐腐蝕性與傳統的鉻酸鹽鈍化膜還存在一定的差距，但是通過利用鉬酸鹽，硅酸鹽等混合配方，借助分子間的協同緩蝕作用可以有效提高耐腐蝕效率[6]，因此鍍鋅無鉻工藝的前景十分充滿希望，混合鈍化液已經逐漸成為其主要發展方向。

參考文獻：

[1]沈品華，屠振密.電鍍鋅及鋅合金[M].北京：冶金工業出版社，1995.

[2]Robertson W D. Molybdate and tungstate as corrosion inhibitor and the mechanism of inhibition [J]. Journal of the Electrochemical 1951.

[3]Hinton B R W，Wilson L.The corrosion inhibition of Zine with cerous chlorid [J].Trans M F，1997.

[4]林恒.畢業論文.鍍鋅層三價鉻彩色鈍化的研究[J].2008.

[5]黃興海.畢業論文.環保型鍍鋅層三價鉻鈍化液的研究[J].2006.