化學工程學術論文
化學工程對我國國民經濟的發展有著重要的作用,能夠大大推動經濟的發展。 下面是小編為大家整理的,供大家參考。
篇一
《 計算機在化學工程中的應用 》
1化學程式的演進與綜合
無論是設計或研究化學程式,均不是容易習得的技藝。化學程式用流程圖來取代,不僅可以知道程式裝置為何,而且也知道流體與能量是如何連線的。所謂程式的綜合就是設計一種程式操作的順序,以便將原料轉化成產品,其中包括很多種方法,這些方法必須依據其安全性、可靠性、投資和操作成本,以及總利潤等因素來加以比較,並則其最佳者。此時,這只是我們在腦海中的設計,並沒有進行實際操作,因此我們也不可能知道操作的結果,我們就需要計算機的幫助,在計算機的幫助下,我們就可以提前預測工程設計的結果。
2計算機在化學工程中的應用
2.1建立數學模型
工程上的計算是以函式,尤其是數值函式為基礎的。所謂數值函式就是說在函式的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值,此值成為f在x處的值。例如,如何表示空氣的cp{T,P}函式?我們可以利用計算機,輸入程式,就會得到很精確的結果***表1***。除了上述問題,還有很多化學工程的資料處理的過程模擬,如:非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數值解、偏微分方程數值解等等,都是先建立一個數學模型,然後帶入計算機,最終得出一系列結果的。
2.2Office軟體在化學工程中的應用
隨著計算機的普及,越來越多的人把原本紙上的工作轉移到計算機中去了。化學工程學科需要處理大批文件工作。譬如,化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產品的說明,這些文件中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號,會話費人們大量的精力和時間,進而影響新資訊的及時傳播。有了Office中的Word軟體,處理上述問題就方便多了。Word軟體能夠比較輕鬆地輸入各種文件,還可以對文件進行多種編輯處理。編輯化工論文時經常用到的功能如:
***1***改變字型大小。
***2***隨意設定版面。
***3***利繪圖工具繪製實驗流程圖,並修改。
***4***利用公式編輯器編輯數學公式及化學反應式。
***5***可插入表格及頁碼。
***6***複製和刪除方便。Excel工具的強大的分析資料功能可以將資料進行統計,然後將其規律性地展示出來。在處理化工資料時,我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
2.3Origin在化學工程資料處理中的應用
Origin是具有較強功能的實驗資料處理軟體。可利用Origin進行圖形生成,我們可以在軟體中輸入實驗後得到的資料,通過軟體得到實驗資料曲線圖。圖1為利用Origin工具繪製的實驗資料圖。通過圖形或曲線,可以清晰明瞭地把大資料展示給他人,並從中發現數據之間的規律,以便更好地進行實驗。
3結語
在瞭解化學工程的基本認識後,再通過計算機Office、Origin、AutoCAD軟體在化學工程中的實際應用,可以使讀者概括地瞭解計算機在化學工程中的應用。
篇二
《 化學工程燃料乙醇工藝探究 》
1發酵過程中的化學工程問題
1.1動力學與放大問題
乙醇發酵過程前期主要的活動內容是乙醇原料的液化、糖化等,在初期階段結束以後進入到乙醇的應用特性控制階段。這一階段解決的主要問題是其發酵反應的動力學問題,也就是發酵反應能否繼續下去的關鍵問題,主要包括有兩個層次,一是本徵動力學,主要是指從一種物質形式的本質屬性出發對發酵生物反應固有速率的研究;二是巨集觀動力學,主要是從乙醇製備的反應器整體角度出發,充分考慮反應器中原料物質之間的能量傳遞情況的動力學研究。其中酶催化反應是應用最廣泛的一種動力學模型。
1.2發酵罐多場問題
在具體的乙醇發酵過程中發酵罐是發酵功能實現的主要裝置,而乙醇的發酵過程是一個複雜的過程,發酵過程中受各種因素的影響,溫度、濃度等各種反應特性的傳遞會受到限制,從而在罐內形成不同的反應場,這種不規則分佈的反應場會對反應的正常進行產生影響,例如對氧在發酵液中的傳遞速度、固定化酶傳播等反應應有的過程產生影響,進而影響發酵反應的質量。但是正是發酵罐中的這種多場現象,為研?a href='//' target='_blank'>咳嗽碧峁┝爍稍し⒔凸拗蟹⒔頭從Φ鈉躉??ü?苑從?拗卸喑』?窒蟮難芯亢陀行Ю?茫?梢允迪侄砸掖擠⒔凸?痰娜斯じ稍ぃ??掖賈柿康奶嶸?於?嘶? ?/p>
2提純過程中的化學工程問題
使用發酵方法制作乙醇製得的發酵液中,乙醇的含量較低,通常情況下只有5%到12%之間,這種濃度的乙醇是無法用作燃料的,所以在乙醇發酵工作完成後對乙醇溶液進行提純是一個必要的環節。當前應用最廣泛的乙醇提純技術是蒸餾技術,通過精蒸餾的方法將乙醇中的水分有效排出,通常情況下使用這種提純技術只能將乙醇的含量提升到90%左右,在這種純度基礎上再使用蒸餾技術進行提純,其提純效率已經極低。所以為了保證乙醇溶液實現有效的工業應用,應該使用綜合提純方法對其進行提純,提純活動中首先以精蒸技術對乙醇溶液進行粗提純,在提純形成的90%乙醇溶液基礎上再應用萃取、共沸和吸附等精提純工藝做進一步提純,形成工業應用需求的相應濃度乙醇產品。
3生物發酵反應與分離過程的耦合
從乙醇發酵工藝角度來看,現代乙醇製作工藝研究的內容還是一些基礎性的內容,涉及到乙醇製作的具體工藝步驟,而生物發酵反應與分離的耦合並不是一種單純的乙醇發酵製作工藝的完善,而是從乙醇製造整體角度出發對乙醇製造過程中的能量傳遞和化學反應的優化。從當前的乙醇製備角度來看乙醇製造存在著一個乙醇分離和提純的過程,這兩個過程的分離導致了整個製備過程製備資源和能量的浪費,如果能夠將乙醇的分離過程和提純過程結合在一起,也就是說提升發酵分離過程產生的乙醇溶液濃度,就能夠減少乙醇提純過程的負擔,甚至可以實現化學反應結束以後直接製得符合濃度要求乙醇的目標。這種生物發酵反應與分離過程的耦合極大的提升了乙醇製備的效率,是乙醇製備工藝發展的未來技術。
4結語
燃料乙醇是當前實用性崔強的清潔能源技術形式,其製備工藝的發展對我國能源危機的化解、能源結構的優化具有鮮明的現實意義。本文從發酵過程中的化學工程問題、提純過程中的化學工程問題和生物發酵反應與分離過程的耦合三個角度對這一問題進行了簡要分析,認為當前燃料乙醇技術存在的主要問題集中在發酵反應過程的控制、分離提純技術的應用兩個方面,針對這一問題應該從乙醇製備的整體角度出發,切實將發酵過程與提純過程結合在一起,從二者耦合的層面出發去解決。
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