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福建农林大学--农林废弃物高压临氢液化虚拟仿真实验教学项目

2020-07-29
【摘要】:
北京欧倍尔农林废弃物高压临氢液化虚拟仿真实验教学项目,以福建农林大学化工专业林产化工专业特色以及相关科研成果,以间歇反应单元过程为主线,构建了一个闯关式的仿真学习环境,本软件是北京欧倍尔为福建农林大学定制开发,并成功协助学校将其申报为2018年度国家虚拟仿真实验教学项目。

北京欧倍尔农林废弃物高压临氢液化虚拟仿真实验教学项目,以福建农林大学化工专业林产化工专业特色以及相关科研成果,以间歇反应单元过程为主线,构建了一个闯关式的仿真学习环境,本软件是北京欧倍尔为福建农林大学定制开发,并成功协助学校将其申报为2018年度国家虚拟仿真实验教学项目

农林废弃物高压临氢液化虚拟仿真实验教学项目是《化工专业实验》(80学时) 课程中的实验项目之一,共6学时。实验中以锯屑作为农林废弃物原料,以正辛醇为溶剂,以硫酸为催化剂,在间歇搅拌反应釜内高压氢气氛围下进行高效液化反应,虚拟仿真制取生物质燃油。

实验目的:

1、通过3D虚拟仿真软件的学习,详细了解农林废弃物高压临氢液化安全生产工艺,全面了解间歇搅拌釜式反应器的结构与工作原理,掌握该类反应器的基本操作流程与操作规范,以及相关工艺参数的DCS调控。

2、深入了解《化学反应工程》课程中化学反应动力学、釜式反应器、多相催化反应等基本原理在农林废弃物高压临氢液化工艺中的应用。

3、自主设计仿真实验方案,探寻农林废弃物高压临氢液化规律,培养学生的综合研究能力和创新能力。

4、通过虚拟仿真与实体实验的“虚实结合”式综合训练,引导学生在不同情景中反思,培养学生动手能力,提升学生分析和解决复杂工程问题的能力。

实验方法和实验步骤:

本实验虚拟仿真模块包含仿真操作型工程拓展型综合设计三个实验阶段。在仿真实验时,三个阶段之间采用了“闯关式”的方法,学生只有在完成第一阶段的学习并满足一定的要求后,才可以开始下一阶段学习。在每一个阶段中,由于学习目的和学习内容有所区别,所以实验方法和实验步骤也不尽相同。强调学生的自主学习意识,通过“介绍认知,自主学习”、“指导运行,自主操作”和“任务驱动,自主设计”三种实验方法,学生自主进行学习和实验操作。

1、仿真操作阶段,学生主要完成间歇搅拌反应釜的备料、加料、反应、出料、清洗等操作步骤,并通过储罐、阀门、搅拌器等设备或部件的立体实时变化,系统直观地了解整个液化工艺,掌握反应器的操作流程,熟悉工艺参数的调节与控制。同时,通过选择在线指导模式或自主操作模式,可实现对学生的仿真操作进行指导和评分。

2、工程拓展阶段,主要侧重于异常情况及事故的紧急处理。软件将以多种方式、生动展现温度、压力等工艺参数异常波动的原因、现象及危害。学生需要根据指定的生产异常情况,自主、及时操作,避免事故的发生。

3、综合设计阶段,学生自主设定参数,开展仿真实验,探寻液化规律,提高创新能力和解决复杂工程问题的能力。

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