煤制甲醇半实物仿真工厂实习实训项目.docx

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1、附件22018年度国家虚拟仿真实验教学工程申报表学 校 名 称实验教学工程名称所属课程名称所属专业代码实验教学工程负责人姓名实验教学工程负责人 有效链接网址安徽师范大学煤制甲醇半实物仿真工厂实习实训工程化学工程与工艺081301张小俊 ：/vsecm. ahnu. edu. cn/ahsf/index/index. do教育部高等教育司制二。一八年七月入主烧嘴的中心管、外环隙。水煤浆和氧气在工艺烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室中，在约4. OMPa、120CTC条件下进行气化反响。生成以CO和不为有效成份的粗煤气。粗 煤气和熔融态灰渣一起向下，经过均匀分布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷室

2、 的水浴中。大局部的熔渣经冷却固化后，落入激冷室底部。粗煤气从下降管和导 气管的环隙上升，出激冷室去洗涤塔。在激冷室合成气出口处设有工艺冷凝液冲 洗，以防止灰渣在出口管累积堵塞。由冷凝液冲洗水调节阀控制冲洗水量为 23m3/ho激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒，送入位于下降管上部 的激冷环。激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。激冷室底部黑水，经黑 水排放阀送入黑水处理系统，激冷室液位控制在6065%。在开车期间，黑水经 黑水开工排放阀排向沉降槽。在气化炉预热期间，激冷室出口气体由开工抽引器排入大气。开工抽引器底 部通入低压蒸汽，通过调节预热烧嘴风门和抽引蒸汽量来控制气化炉的真

3、空度， 气化炉配备了预热烧嘴。b、粗煤气洗涤系统从激冷室出来的粗煤气与激冷水泵送出的激冷水充分混合，使粗煤气夹带的 固体颗粒完全湿润，以便在洗涤塔内能快速除去。水蒸汽和粗煤气的混合物进入洗涤塔，沿下降管进入塔底的水浴中。合成气 向上穿过水层，大局部固体颗粒沉降到塔底部与粗煤气别离。上升的粗煤气沿下 降管和导气管的环隙向上穿过四块冲击式塔板，与冷凝液循环泵送来的冷凝液逆 向接触，洗涤掉剩余的固体颗粒。粗煤气在洗涤塔顶部经过丝网除沫器，除去夹 带气体中的雾沫，然后离开洗涤塔进入变换工序。粗煤气水气比控制在1.41.6之间，含尘量小于lmg/Nm3o在洗涤塔出口管 线上设有在线分析仪，分析合成气中C

4、H4、。2、CO、CO2、乩等含量。在开车期间，粗煤气经背压前阀和背压阀排放至开工火炬来控制系统压力在 3. 74MPao火炬管线连续通入LN使火炬管线保持微正压。当洗涤塔出口粗煤气压 力温度正常后，经压力平衡阀使气化工序和变换工序压力平衡，缓慢翻开粗煤气 手动控制阀向变换工序送粗煤气。洗涤塔底部黑水经黑水排放阀排入高压闪蒸罐处理。除氧器的灰水由高压灰 水泵加压后进入洗涤塔，由洗涤塔的液位控制阀控制洗涤塔的液位在60%。工艺 冷凝液缓冲罐的冷凝液由工艺冷凝液循环泵加压后经洗涤塔补水控制阀控制塔 板上补水流量，另外当工艺冷凝液缓冲罐液位高时，由洗涤塔塔板下补水阀来降 低工艺冷凝液缓冲罐液位。当除

5、氧器的液位低时，由除氧器的补水阀来补充工业 水（PW2）,用除氧器压力调节阀控制低压蒸汽量从而控制除氧器的压力。从洗涤 塔中下部抽取的灰水，由激冷水泵加压作为激冷水和进入洗涤塔的洗涤水。气化工段流程图KHMH V1MH 1IW2 1004EIMI R1001 W081（血V 101（1KIPPS006T10011”006、1015P1（明X1009 VHH7 -皿。氧气清音界氧气缓冲醇烧需冷却水槽事故烧嘴烧喟冷却水气化炉 密抖水罐烧嘴冷却回水 过渔81 嬴汽油引SS 文丘里洗涤外核洗用SE压灰水泵除HIS情性气体 累凝荆 沉淀油 压渔机B .变换系统由气化碳洗塔来的粗水煤气（3.85MPa、2

6、32）经1#气液别离器（V201） 别离掉气体夹带的水分后，其中一局部进入原料气预热器（E201）与变换气换热 至285T左右进入变换炉（R201）,与自身携带的水蒸气在耐硫变换催化剂作用 下进行变换反响，变换气出口 C0含量约为5. 27%,出变换炉的高温气体（449） 经原料气预热器（E201）与进变换的粗水煤气换热后，温度降为38UC与另一部分未进入变换炉(R201)的水煤气(约76%)汇合，然后进入1#低压蒸汽发生 器(E202),副产0. 9MPa蒸汽，温度降至20(TC之后进入2#气液别离器(V202), 进行气液别离，别离的气体进入2#低压蒸汽发生器(E203)副产0.4MPa的

7、低 压蒸汽，温度降至18(TC,然后进入3#气液别离器进行气液别离，之后气体进 入1#除盐水预热器(E204)最终冷却到4CTC进入4#气液别离器(V204),气 液别离器顶部喷入冷密封水洗涤气体中的NH3,然后气体送至净化系统，甲醇合 成气。1#气液别离器(V201)排出的冷凝液送至3#气液别离器(V203), 2#气 液别离器(V202)排出的冷凝液也送至3#气液别离器(V203),从3#气液别离 器(V203)排出的工艺热冷凝液出口分为两路：一路通过工艺热冷凝液泵(P201) 送至气化工段；另一路送至外界。变换工段工艺流程图、间1；加 一” mu 久力； 经 *1r:叫 汽”， r ch

8、i 、uiz g.”naiiMAo AKn nM/vC 研，,较+幄，玩* mr* rc AHwrcaie *s n* wunsm m、间1；加 一” mu 久力； 经 *1r:叫 汽”， r chi 、uiz g.”naiiMAo AKn nM/vC 研，,较+幄，玩* mr* rc 百度VR内容展示SDK等）采用Unity3d作为3D引擎，采用C#语言 并通过Visual Studio工具进行程序开 发。通过 SVN, Microsoft Project 等工具进行程序版本控制和工程管理。通过Maya, 3D Max等工具制作仿真资源（模型，贴图，动画）。行程序版本控制和工程管理。通过Ma

9、ya, 3D Max等工具制作仿真资源（模型，贴图，动画）。工程品质（如：单场景模型总 面数、贴图分辨率、每帧渲染 次数、动作反响时间、显示刷 新率、分辨率等）单场景的模型总面数不会超过100万， 贴图分辨率为512*512/1024*1024两类, 软件分辨率为1920*1080,每帧渲染次数不少于30次、动作反响时间不大于开发语言（如：JAVA、.Net、PHP 等） 开发工具（如：Eclipse、管理平台Visual Studio、 NetBeans 百度VR课堂SDK等）采用的数据库（如:HBASE、Mysql SQL Server、 Oracle 等）.实验教学工程特色（表达虚拟仿真

10、实验工程建设的必要性及先进性、教学方式方法、评价体系及对 传统教学的延伸与拓展等方面的特色情况介绍。）（1）实验方案设计思路：煤制甲醇半实物仿真工厂实习实训工程依托安徽师范大学化学国家级实验 教学示范中心进行建设。随着企业对于平安及生产的高标准要求，工科学生进行 真实环境的实习难度较大，因此，与目前行业中的龙头企业（如华亿化工）合作 开展虚拟仿真工厂工程建设是一个较好的解决途径。（2）教学方法：a.教学采用线下与线上（网络平台）结合的方式进行。b.内操外操相结合。c.虚实结合（3）评价体系：三局部构成a.仿真实训实验预备知识考试（0.3）b.仿真操作考核。（0. 4）c.内外操团队合作考核（0

11、.3）（4）传统教学的延伸与拓展：我校在煤制甲醇半实物仿真工厂实习实训工程建设上形成了以下特点：（1）虚实资源结合，相互补充根据化工专业特点和人才能力培养需求，构建了完整的虚拟仿真实验教学体 系，与真实实验教学资源虚实结合，相互补充，进一步拓展了实验教学资源，使 实验教学体系更加完善。虚拟仿真实验教学资源丰富，涵盖煤制甲醇身产工艺全 流程，具有鲜明的化工特色。(2)校企合作，协同创新，资源共享建立了与科研机构、生产企业和软件开发公司多家企业协同创新的虚拟仿真 实验资源与平台建设合作联盟，企业专家深度参与中心建设。根据化工企业的架 构，参照化工企业的工艺流程，全方位复原了煤制甲醇工厂的车间、流程

12、及工艺 全貌。并针对不同的工段，设计制作了化工基础单元装置及虚拟软件，让学生更 加直观的感受化工企业的组成单元，使学生对典型的全流程工艺，正常工况的工 艺参数范围，控制系统的原理，阀门及关键操作点的作用以及开车、停车规程等 更加详细的了解，并掌握典型化工生产过程的开车、停车、运行和排除事故的能 力。虚拟仿真实验工程面向同类高校学生专业实验和化工企业技术人员培训开 放，实现了虚拟仿真实验教学资源的高效共享和有偿使用。(3)创新激励机制，调动教师参与中心建设的积极性煤制甲醇半实物仿真工厂实习实训工程是我校化学国家级实验教学示范中 心的重要组成局部，建设经费实行专款专用。学校对教师开发的虚拟仿真实验

13、项 目作为科研工程或教研成果进行认定，鼓励教师将科研成果转化为虚拟仿真实验 教学内容。在外出培训交流、职称评定、岗位聘任等方面，向参与虚拟仿真实验 教学资源开发的教师倾斜。3 .实验教学工程持续建设服务计划教学资源共享建设将本着开放性、共享性、可扩展性、先进性、经济性和高 可靠性原那么，整合和开发相关各专业优质仿真教学资源。引进行业的信息资源， 建成一个行业共同参与、设计科学规范和使用方便快捷的大型共享型虚拟仿真实 验教学资源库及信息公共管理平台。1、通过建设省级化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心，完善虚拟仿真化学工 程与工艺实验教学网络平台，通过承办及参加实验教学等教学会议，进一步推广 虚拟

14、仿真实验教学平台，不断扩大其示范和辐射作用。2、每年举办实验教师、实验技术人员培训班，继续与国内师范院校、综合性大 学、行业企业开展广泛、深入、多层面的合作与交流，发挥实验教学示范中心的 示范与引领作用，与化学实验教学密切结合，实现虚拟仿真化学实验教学的资源 共享。3、加强虚拟仿真化学实验的科研力量，丰富和深化虚拟仿真化学实验的内容， 逐步加大本科生综合实验、创新实验和研究型实验中的虚拟仿真实验课程比例， 逐步到达利用虚拟仿真化学实验进行科研创新的水平，即利用虚拟仿真化学实 验，模拟科研设计中的化学实验指导科研设计，提高学生在化学化工与材料科研 中的创新能力。下一步实现共享的计划与安排2018

15、年，继续完善虚拟仿真实验平台，全部资源面向校内各相关专业开展虚拟 仿真实验教学，面向合作企业开展员工培训。2019年，面向省内同类高校及化工企业开放。2020年起，实现面向全国高校学生及化工企业开放。7 .诚信承诺本人已认真填写并检查以上材料，保证内容真实有效。实验教学工程负责人（签字）：年 月 日.申报学校承诺意见本学校已按照申报要求对申报的虚拟仿真实验教学工程在校内进行公示，并 审核实验教学工程的内容符合申报要求和考前须知、符合相关法律法规和教学纪 律要求等。经评审评价，现择优申报。本虚拟仿真实验教学工程如果被认定为“国家虚拟仿真实验教学工程”，学 校承诺将监督和保障该实验教学工程面向高校

16、和社会开放并提供教学服务不少 于5年，支持和监督教学服务团队对实验教学工程进行持续改进完善和服务。（其它需要说明的意见。）主管校领导（签字）：（学校公章）年 月 日.实验教学工程教学服务团队情况1-1实验教学工程负责人情况姓名张小俊性别男出生年月1980. 10学历研究生学位博士 专业技术职务教授行政职务副院长手机院系化学与材料科学学院电子邮箱xjzhangahnu. edu. c地址安徽省芜湖市弋江区安徽师范大学化学与材料科 学学院 241000教学研究情况：主持的教学研究课题（含课题名称、来源、年限，不超过5项）；作为 第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文（含题目、刊物名称

17、、时间， 不超过10项）；获得的教学表彰/奖励（不超过5项）。自2007年起，一直承当本科生物理化学及研究生电极过程动力学等专业课的教学工作。教学上尽职尽责，热爱学生，真诚对待学生，深受学生及同行专家的好评。主持工程：1、“化学实验班教学改革与探索”，2013年安徽省本科教学提升计划2、“安徽师范大学化学化工与材料虚拟仿真实验教学中心”，2016年获批省级虚拟仿真中心教学奖励：1、2012年获安徽师范大学教学优秀奖2、2012年获安徽师范大学“第二届青年教师教学基本功大赛”二等奖学术研究情况：近五年来承当的学术研究课题（含课题名称、来源、年限、本人所起作 用，不超过5项）；在国内外公开发行刊物

18、上发表的学术论文（含题目、刊物名称、署名 次序与时间，不超不超过5项）；获得的学术研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、署 名次序、时间，不超过5项）自2007年进校以来，围绕材料电化学研究方向，在超级电容器和电化学传感两个方面开展工作，并取得了系列研究成果。主持工程：1、“金属基复合材料电极的构建及其在朋二类化合物中的检测应用”，国家自然科学基金，2、“金属基异质结构纳米材料的合成及其在糖尿病检测中的应用”，国家自然科学基金，3、“柔性超级电容器电极的可控合成及电化学性能”，国家自然科学基金，4、“材料电化学”,安徽省杰出青年基金，5、“高能量密度车用超级电容器材料研发”，安徽省科技攻关工程

19、，发表论文：1 High-Power and High-Energy-Density Flexible Pseudocapacitor Electrodes Made from Porous CuO Nanobelts and SWCNTs, ACS Nano 3, 2013-2019, 2011 （第一作者）2、Construction of unique Co3O4CoMoO4 Core/Shell Nanowire Arrays on Ni Foam by action exchange method for Electrochemical Energy Storage, Journal

20、 of Materials Chemistry A, 3, 14578-14584, 2015 （通讯作者）3、NiCo2O4MnMoO4 core-shell flowers for high performance supercapacitors, Journal of Materials Chemistry A,4, 8249-8254, 2016 （通讯作者）4、One-step ultrasonic synthesis of graphene quantum dots with high quantum yield and its application in sensing of

21、alkaline phosphatase, Chemical Communications, 51, 948-951, 2015 （通讯作者）5、Effective Electrocatalysis Based on Ag2。Nanowire Arrays Supported on Cu Substrate, ACS Applied Materials & Interfaces 5, 10465-10472, 2013 （通讯作者）学术奖励：1、“功能纳米材料的可控合成、性能及应用”，2012年度安徽省自然科学二等奖1-2实验教学工程教学服务团队情况1-2-1团队主要成员（5人以内）序号姓名所在单位专业技术职务行政职务承当任务备注1张小俊化材学院教授副院长虚拟仿真中心主 任、团队负责人2罗时忠化材学院教授化学工程实训1/团 队负责人3高峰化材学院教授院长科研成果转化实 验/团队负责人4许发功化材学院讲师仿真实训教学负 责人在线 教学 服务5赵成安化材学院实验师仿真实训维护