淺談《無機物工藝》課程教學中的“學”與“用”

摘要：《無機物工藝》是職業(yè)院校化工工藝專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，重點介紹基礎無機化工產品“三酸”、“二堿”和化學肥料。與實際化工生產企業(yè)產品繁多，工藝流程各異相比，其工藝的差異性較大。因此，要實現(xiàn)職業(yè)院校的理論教學為生產實踐服務，達到實現(xiàn)《無機物工藝》課程的教綱要求，必須要提高學生分析無機工藝問題的能力。通過多年的《無機物工藝》課程的教學，以及帶隊到企業(yè)見習的經驗，總結出提高學生分析無機工藝問題的幾個基本方法，在教學實踐中取得了明顯的效果。

關鍵詞：無機物工藝；概念理解；工藝條件分析；技能操作

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0106-02

《無機物工藝》[1]是我校化工工藝專業(yè)的主要專業(yè)課程，屬化工工程范疇，主要介紹基礎化工產品中硫酸、硝酸、鹽酸和燒堿、純堿以及各種化學肥料的生產，與實際化工企業(yè)中無機產品繁多，工藝流程各異相比，其產品、工藝的差異性較大。生產過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，產生原因和處理的方法措施也不盡相同。因此，教師要實現(xiàn)職業(yè)院校的理論教學為生產企業(yè)實踐服務，實現(xiàn)《無機物工藝》課程的教綱要求，順利完成無機工藝課程的教學任務，必須要從提高學生分析無機工藝問題的能力著手，加上帶有課題任務的工業(yè)見習實踐活動，可以幫助學生將來走上工作崗位后，充分運用掌握到的化工工藝分析方法，盡快熟悉其產品的工藝流程和控制的各項工藝指標。筆者通過多年的教學以及帶隊生產見習的經驗，總結出提高學生分析無機工藝問題的幾個基本方法，并在教學實踐中取得了明顯的效果。

一、理解教材中的概念在生產應用中的差異

《無機物工藝》中的概念較多，尤其是一些基礎理論分析中使用的概念和實際生產過程中應用的概念出現(xiàn)差異，有時令學生難以理解，也容易混淆。基礎理論中的概念是來自于理論研究，通過數(shù)理分析推導演繹而來，具有嚴密的邏輯性；而工業(yè)生產中使用的概念通常具有實際操作性。例如，吸收率是無機工藝中常見的概念，實用性很強，在講解硫酸生產中，涉及到SO3被水吸收的程度，通常用SO3的吸收率來衡量，但在理論分析中的吸收率與實際生產中使用的吸收率公式不一樣：理論式吸收率=■，而工業(yè)生產中實際吸收率=100-■×100，式中A、B分別表示吸收前后氣體中SO2的濃度；C表示吸收后氣體SO3的濃度。在教學過程中，必須向學生講清兩個公式的內在聯(lián)系，同時指出實際生產中所用的公式是便于操作的，即通過分析氣體各組分的含量就能計算出實際吸收率。還有些概念是由于量的引入而出現(xiàn)了差異，應幫助學生掌握其內在的聯(lián)系并加以區(qū)分。如對“流態(tài)化”概念的理解，雖說流態(tài)化就是固體顆粒在流體（氣體或液體）流動的帶動下，具有類似流體性質的操作技術。它是通過固定床不斷增加氣體速度（達到臨界流化速度）所形成的。若繼續(xù)增加氣體速度（超過最終流化速度時）流化床變成氣體輸送（即輸送床），三個工業(yè)生產常見的概念，主要是靠氣體速度的調節(jié)所控制的。生產中，只有使氣體的速度保持在臨界流化速度和最終流化速度之間，液態(tài)化操作才能正常進行，這樣不僅理解到流化床的概念，同時對固定床、輸送床等概念都有所了解和界定。

二、掌握對工藝條件進行選擇的定性分析方法

對工藝條件進行選擇，是“實現(xiàn)化學反應轉變措施”的主要內容，也是“無機物工藝”課程教學的重點之一。理論教學中的工藝條件的選擇都包含有一定的定量分析，如通過物料衡算計算出流量條件，通過熱量衡算計算出溫度條件。而實際生產過程中其各項工藝參數(shù)的制定，除了要考慮物料，熱量衡算外，同時還要考慮化工工藝中所遵循的必然規(guī)律。對于這些要求和內在規(guī)律，要根據(jù)學生的知識水平，結合生產實際加以說明，并由淺入深地逐步講清其來源。在這里，關鍵是讓學生牢固掌握其分析方法。如合成尿素工藝條件中氨碳比的選擇，氨碳比是指原始反應物料中氨和二氧化碳的摩爾比，按照化學反應計，合成尿素時，理想模型下，氨和二氧化碳的摩爾比應等于2。而在實際生產中氨碳比都是在大于2的情況下進行的。這是因為在實際生產中增加反應物的濃度，有利于平衡向生成尿素的方向移動。所以氨碳比越高，二氧化碳的轉化率也越高；但是氨碳比也不可過高，一般地，水溶液全循環(huán)法其氨碳比選擇在3.5～4.5之間；全循環(huán)二氧化碳氣提法其氨碳比選擇在2.8左右。諸如此類的定性分析，要結合各種因素從各個方面綜合說明。又如，蒸發(fā)過程是無機化工生產中一個基本操作過程。這一過程通常是在等溫的條件下進行，工業(yè)上稱之為等溫蒸發(fā)。對于簡單的二元水鹽體系，等溫蒸發(fā)最終結果可得到純凈的鹽；而對于生成水合物或復鹽的三元、四元水鹽體系，由于蒸發(fā)后條件發(fā)生了改變，可能生成水合物或復鹽。此時在實際生產過中要借助三元或四元水鹽體系相圖來幫助選擇工藝條件。只有讓學生掌握實際生產過程中不同工藝條件的選擇方法和原理，才能讓他們在未來的工作中得心應手。

三、增加學生工業(yè)實習環(huán)節(jié)？搖提高學生的實際操作技能

多年的教學經驗告訴我們，學生到化工企業(yè)實習，對提高學生分析化工工藝問題的能力和實際操作能力有很大的裨益。通過實習，學生對所學的理論知識得以消化，理論知識通過實習得以佐證；是一個從理論到實踐，再由實踐上升到理論的過程；要充分利用學生實習這個階段，加深學生了解化工生產工藝指標的選擇和控制的意義，有利于學生反過來對理論分析的重視。由于化工企業(yè)產品繁多，工藝復雜，學生實習應根據(jù)企業(yè)實際，有針對性地、帶著課題實習，對學生的實際操作能力和分析問題能力的提高，是十分有利的。

四、掌握分析化工工藝問題的基本步驟

無機物工藝屬化學工藝范疇，化學工藝指的是指原材料主要經過化學反應轉變成產品的方法和過程，包括實現(xiàn)這一轉變的全部措施[2]。這里的措施即是生產過程中的工藝指標，包括生產過程的各個階段的溫度、壓力、催化劑、流量等各項指標。每個化工產品的生產過程一般都包括三個階段：即原料處理、化學反應和產成品的精制。通過分析、討論教材中“三酸兩堿”和化學肥料等各個不同產品的生產，使學生能充分熟悉分析工藝問題的基本方法。任何企業(yè)在組織生產過程中，都要考慮下列要素，即人員狀況、原材料供給、機器設備的組織、工藝方法的選擇和環(huán)境保護等五個方面；其中要重點考慮組織生產的工藝方法。選擇什么樣的工藝流程，就需要制定什么樣的工藝規(guī)程（包括工藝指標）。盡管教材中所討論的每個化工產品，都講述了上述五個方面的內容，但重要的是教師在教學中要及時提醒、引起學生的重視，這樣才能幫助學生在今后的工作中理清思路，抓住重點。

總之，筆者通過多年《無機物工藝》課程的教學經驗，深刻認識到透徹理解教材中的每個概念是基礎，弄清各個產品的工藝流程是前提，分析和選擇工藝指標是關鍵。牢固掌握分析工藝問題的基本步驟，才能提高學生分析無機工藝問題的能力，提高學生解決實際問題的能力，實現(xiàn)學校理論教學為生產服務的最終目的。

參考文獻：

[1]趙師琦.無機物工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.

[2]無機物工藝[M].人力資源和社會保障部出版社.