TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置
探索TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置的教學(xué)應(yīng)用
在化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一臺(tái)合適的實(shí)驗(yàn)裝置能夠讓學(xué)生直觀理解理論知識(shí)，掌握實(shí)際操作技能。
作為一名職業(yè)院?；?zhuān)業(yè)的教師，我深知選擇適合的實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要性。今天，我想與大家分享一款在教學(xué)實(shí)踐中表現(xiàn)優(yōu)異的設(shè)備——TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置，談?wù)勅绾螌⑦@一設(shè)備融入我們的教學(xué)環(huán)節(jié)。
01 設(shè)備基本功能與組成
TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置是專(zhuān)為化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的平臺(tái)，主要功能是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作，深入理解乙醇在常壓條件下的催化反應(yīng)過(guò)程。
這套裝置模擬了化工生產(chǎn)中的真實(shí)場(chǎng)景，學(xué)生能夠了解并掌握乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)的完整操作流程及原理。
實(shí)驗(yàn)裝置的主要配置包括開(kāi)啟式管式爐、溫度傳感器、程序溫控儀、石英反應(yīng)管、質(zhì)量流量計(jì)、預(yù)熱器、計(jì)量泵、壓力表、閥門(mén)、控制柜和不銹鋼支架。
這些配置構(gòu)成了一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，兼顧了教學(xué)安全與實(shí)用性。
公用設(shè)施方面，裝置需要冷卻水，自帶與自來(lái)水管相連的接口；電源電壓為AC220V，功率1.5KW，采用標(biāo)準(zhǔn)單相三線(xiàn)制。
02 技術(shù)參數(shù)詳解
TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)參數(shù)體現(xiàn)了其專(zhuān)業(yè)性和精確性：
工作壓力小于0.5MPa，配備了2路氣體管路，氣體質(zhì)量流量控制器控制氣體流量，流量規(guī)格為200SCCM。
裝置的開(kāi)啟式電阻絲加熱爐，加熱功率1.5KW，最高溫度可達(dá)800℃?？販貎x表采用人工智能型儀表，精度FS≤0.2%。
石英反應(yīng)管尺寸為Φ10*500mm，催化劑裝填量為1-10ml。預(yù)熱器功率500W，采用304不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)有防返混及防溝流裝置。
整體外形尺寸為1200×500×1800mm（長(zhǎng)×寬×高），采用可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶3寸雙剎車(chē)輪，便于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的布局與移動(dòng)。
03 教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景
在實(shí)踐教學(xué)中，我們使用TW-GY315裝置開(kāi)展多種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
測(cè)量與控制是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該裝置的測(cè)控系統(tǒng)涵蓋了氣體流量、乙醇加入量、預(yù)熱器加熱溫度、反應(yīng)器加熱溫度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力等變量。
通過(guò)這樣的系統(tǒng)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何精確控制實(shí)驗(yàn)條件，掌握各種儀器的操作技巧。
例如，氣體流量通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)，由數(shù)字流量顯示儀顯示，手動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行；
乙醇加入量通過(guò)蠕動(dòng)泵檢測(cè)，同樣由數(shù)字流量顯示儀顯示，通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)執(zhí)行。
這種設(shè)計(jì)讓學(xué)生直觀了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制方式。
安全是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重中之重。在使用乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們始終強(qiáng)調(diào)安全操作規(guī)程，提醒學(xué)生乙醇是變性酒精，絕不能飲用。
同時(shí)，要求學(xué)生穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)裝備，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全。
04 實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例
在去年的教學(xué)實(shí)踐中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——“乙醇常壓催化反應(yīng)”。
首先，學(xué)生需要搭建實(shí)驗(yàn)裝置，檢查氣路和液路的密封性，確保裝置處于正常工作狀態(tài)。
接著，他們按照操作規(guī)程，開(kāi)啟加熱系統(tǒng)，設(shè)定適當(dāng)?shù)臏囟葏?shù)，注入乙醇樣品，觀察并記錄反應(yīng)過(guò)程中的溫度、壓力和流量變化。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生分組操作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。一位同學(xué)負(fù)責(zé)監(jiān)控溫度變化，另一位記錄氣體流量，還有一位觀察反應(yīng)產(chǎn)物的生成情況。
通過(guò)這種分工合作，學(xué)生們不僅掌握了實(shí)驗(yàn)技能，還提升了溝通協(xié)調(diào)能力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探討不同條件對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。
比如，改變催化劑的裝填量會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率產(chǎn)生什么影響？調(diào)整反應(yīng)溫度又會(huì)帶來(lái)什么變化？
通過(guò)這些問(wèn)題的探討，學(xué)生能夠深化對(duì)催化反應(yīng)原理的理解。
05 與企業(yè)實(shí)踐結(jié)合
為增強(qiáng)教學(xué)效果，我們邀請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家來(lái)校授課，分享催化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
如科思創(chuàng)專(zhuān)家李清龍先生曾來(lái)校介紹“催化劑宏觀物性及酸堿性和金屬分散度”的專(zhuān)題內(nèi)容。
這種企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)課堂的活動(dòng)，為學(xué)生搭建了理論與實(shí)踐的橋梁。
企業(yè)專(zhuān)家通常會(huì)介紹行業(yè)最新發(fā)展，如科思創(chuàng)公司研究團(tuán)隊(duì)在酶作為生物催化劑解決塑料垃圾問(wèn)題方面的突破。
這些內(nèi)容能夠拓寬學(xué)生視野，激發(fā)他們對(duì)催化領(lǐng)域的興趣。
此外，我們還組織學(xué)生到化工企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，讓他們親眼目睹類(lèi)似TW-GY315的裝置在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。
這種校企合作模式有效地促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)技能的形成，為他們的就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
06 教學(xué)體會(huì)與建議
通過(guò)多年使用TW-GY315乙醇常壓催化實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行教學(xué)，我深刻體會(huì)到，實(shí)踐操作對(duì)職校學(xué)生的重要性。
只有親手調(diào)試設(shè)備、觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果，學(xué)生才能真正理解課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。
對(duì)于計(jì)劃引進(jìn)類(lèi)似設(shè)備的院校，我有幾點(diǎn)建議：
一是要充分考慮實(shí)驗(yàn)室的條件，包括水源、電源和通風(fēng)設(shè)施；
二是要重視師資培訓(xùn)，確保教師熟悉設(shè)備操作和維護(hù)；
三是要開(kāi)發(fā)配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和教學(xué)項(xiàng)目，最大限度發(fā)揮設(shè)備的教學(xué)價(jià)值。
如今，隨著工程教育模式的推廣，我們也在不斷探索如何基于CDIO（構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作）理念，重組教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)與工業(yè)催化領(lǐng)域緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。
通過(guò)化工流程模擬軟件、虛擬化工仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)等手段，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度和廣度。
將TW-GY315這樣的實(shí)驗(yàn)裝置融入教學(xué)，不僅僅是多了一臺(tái)設(shè)備，更是為學(xué)生打開(kāi)了一扇通往化工世界的大門(mén)。
當(dāng)學(xué)生們第一次看到乙醇在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)他們通過(guò)調(diào)整參數(shù)優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程，那種興奮和成就感是純理論學(xué)習(xí)無(wú)法給予的。
作為教師，見(jiàn)證這些時(shí)刻的到來(lái)，就是我們職業(yè)生涯中最寶貴的回報(bào)。
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