分離技術與設備課程教學大綱

分離技術與設備課程教學大綱（SeparationTechnologyandEquipment）一、課程概況課程代碼：2503009學分：2學時：32先修課程：化工原理、化學原理、化工熱力學適用專業(yè)：資源循環(huán)科學與工程建議教材：《分離技術、設備與工業(yè)應用》廖傳華、江暉、黃誠，化學工業(yè)出版社，2018年6月課程歸口：化工與材料學院課程團隊：袁建偉課程的性質與任務：本課程是資源循環(huán)科學與工程專業(yè)的專業(yè)必修課，在系統(tǒng)介紹傳質分離過程機理的基礎上，分別詳細介紹了蒸餾和精餾、特殊精餾、吸收、氣-液傳質設備、液-液萃取、超臨界流體萃取、干燥、過濾、膜分離技術、生物分離技術等傳質分離過程的工作特性、設計原理、設備、工業(yè)應用及評價，并對結晶、吸附、離子交換等其他類型的傳質分離過程及傳統(tǒng)的過濾過程等進行了簡要闡述。同時，它對于學生科研綜合素質的培養(yǎng)，實驗動手能力和創(chuàng)新能力的提高，起著至關重要的作用。也為他們今后從事資源環(huán)境回收、分離過程設計等起重要指導作用。二、課程目標對畢業(yè)要求觀測點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求觀測點畢業(yè)要求1目標1：滿足資源循環(huán)科學與工程發(fā)展需要和社會經濟發(fā)展需求，具有扎實的理論基礎知識。根據(jù)所學的基本理論，可以應用到實際應用過程中的具體問題分析。觀測點2-2：針對復雜工程問題能夠提供多個解決方案畢業(yè)要求2：問題分析：能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析化學工程與工藝領域復雜工程問題，以獲得有效結論。2目標2：具有良好的溝通和團隊合作能力，適應化工、制藥、環(huán)境和材料工程等相關企業(yè)的團隊工作環(huán)境，能夠組織和實施工程項目，并有一定的國際化視野。觀測點9-1：能夠主動與其他學科的成員合作開展工作畢業(yè)要求9：個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。三、課程內容及要求序號教學內容預期學習成果教學學時教學方式支撐課程目標1緒論：分離技術的發(fā)展和應用、分離過程的分類和特征、分離過程的集成、分離過程的選擇、分離設備；重點難點：分離過程以及分離過程的選擇（1）了解分離技術的發(fā)展和應用；（2）對于分離過程的選擇作出清晰的判斷；（3）了解常用的分離設備。2講授/舉例/討論/等目標12蒸餾與精餾：熟悉精餾的特點與分類、簡單蒸餾和平衡蒸餾的原理以及裝置、熟悉掌握雙組分精餾的原理、理論塔板數(shù)數(shù)、塔高與塔徑的計算、精餾裝置的熱量衡算、了解多組分精餾的特點及流程；重點難點：掌握雙組分精餾物料衡算、塔板數(shù)、塔徑和塔高的計算。（1）掌握蒸餾與精餾的特點與分類；（2）了解簡單蒸餾和平衡蒸餾的原理以及裝置；（3）熟練掌握雙組分精餾物料衡算、塔板數(shù)、塔徑和塔高的計算；（4）了解多組分精餾的特點及流程。3講授/舉例/討論/等目標1目標23特殊精餾：非理想溶液的性質、恒沸精餾、萃取精餾、其他特殊精餾操作及應用、精餾操作的節(jié)能優(yōu)化技術；重點難點：萃取劑的選擇、萃取精餾過程的計算（1）了解非理想溶液以及恒沸物；（2）了解萃取精餾的基本原理；（3）了解萃取劑的選擇和萃取精餾過程的計算。2講授/舉例/討論/等目標1目標24吸收：吸收過程、吸收平衡及吸收推動力、吸收傳質機理、傳質速率方程、吸收（解吸）過程的計算、其他吸收工藝、吸收操作實例分析；重點難點：吸收過程無聊衡算、吸收塔徑的計算、塔高的計算。（1）熟練掌握吸收劑的選擇；（2）掌握吸收過程物料的衡算、操作線方程、吸收塔徑的計算、塔高的計算。；（3）了解其他吸收工藝，如多組分吸收、化學吸收、高組成氣體的吸收；（4）了解一些吸收操作實例。3講授/舉例/討論/等目標1目標25氣-液傳質設備：板式塔、填料塔、氣-液傳質設備應用分析；重點難點：板式塔、填料塔的設計。（1）了解板式塔的結構、類型、操作性能；（2）了解填料塔的結構、類型、操作性能；（3）了解板式塔、填料塔的內部結構與設計；（4）了解一些吸收操作實例。3講授/舉例/討論/等目標1目標26液-液萃取：液-液萃取過程的選擇、液-液萃取的平衡與物料衡算、液-液萃取的操作流程與計算、液-液萃取過程萃取劑的選擇、液-液萃取設備；重點難點：液-液萃取的相平衡與無聊衡算、三角形相圖、三角形相圖中的相平衡關系、杠桿定律。（1）了解液-液萃取過程；（2）熟練掌握液-液萃取相平衡計算中三角相圖以及其中的相平衡關系；（3）了解液-液萃取設備。3講授/舉例/討論/等目標1目標27超臨界流體萃?。撼R界流體、超臨界二氧化碳的性質、超臨界二氧化碳萃取、超臨界二氧化碳萃取的工業(yè)化應用、超臨界萃取技術的有點及存在的問題；重點難點：超臨界二氧化碳的萃取。（1）了解超臨流體；（2）了解超臨界二氧化碳萃??；（3）了解超臨界萃取技術的有點。1講授/舉例/討論/等目標1目標28吸附：吸附現(xiàn)象與吸附劑、吸附平衡和吸附速率、吸附容量與吸附等溫線、吸附工藝與設計；重點難點：吸附平衡、吸附速率的測定、吸附等溫線。（1）熟練掌握吸附平衡、吸附速率、吸附等溫線的測定計算；（2）了解吸附工藝，間歇吸附、固定床吸附、移動床吸附、流化床吸附、液相移動床吸附等。3講授/舉例/討論/等目標1目標29干燥：濕空氣性質和濕度圖、干燥過程的物料衡算與熱量衡算、干燥速率和干燥時間、干燥器、干燥設備的選型、超臨界流體干燥技術；重點難點：干燥過程的物料衡算與熱量衡算、干燥速率和干燥時間的計算。（1）熟練掌握干燥過程中物料衡算與熱量衡算；（2）了解干燥器的分類以及設備的選型。3講授/舉例/討論/等目標1目標210過濾：過濾的基本原理及其應用、過濾的基本方程及操作方式、表層過濾及過濾機重點難點：過濾基本方程式。（1）熟練掌握過濾的基本原理、分類、要素以及機理；（2）獨立計算過濾基本方程式；（3）了解過濾機、生產能力以及選型。2講授/舉例/討論/等目標1目標211膜分離技術：膜分離過程、反滲透與納濾、超濾與微濾、電滲析、擴散滲析、液膜分離、氣體膜分離、膜分離技術的發(fā)展趨勢；重點難點：膜分離的表征參數(shù)、分離過程機理。（1）熟悉膜分離膜的類型以及種類；（2）熟悉分離過程的過濾機理；（3）獨立計算膜分離評價性能；（4）了解膜分離過程在環(huán)境方面的應用。4講授/舉例/討論/等目標1目標212結晶：結晶的基本原理、結晶過程的相平衡、結晶動力學、工業(yè)結晶方法和設備、結晶過程的產量計算、其他結晶方法；重點難點：結晶過程中相平衡與溶解度概念、結晶過程中物料衡算。（1）掌握結晶的基本原理；（2）了解晶核的形成、成長以及雜志對接警過程的影響；（3）了解工業(yè)上結晶的方法與設備；（4）掌握結晶過程中的物料衡算以及恒算式的應用。2講授/舉例/討論/等目標1目標213生物分離技術：生物分離過程的特點、泡沫分離、色層分離技術；重點難點：色層分離方法、基本原理。（1）了解生物產品生產過程的特點；（2）了解泡沫分離的工作原理與特點；（3）了解色層分離方法的基本原理；1講授/舉例/討論/等目標1目標2四、課程實施（一）教學方法與教學手段1.采用多媒體教學手段，配合例題的講解及適當?shù)乃伎碱}，保證講課進度的同時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛。2.課程講授與啟發(fā)式教學、課堂討論、解釋實際現(xiàn)象、線上網(wǎng)絡教學等多種教學方式結合，實行互動研究型教學，重點培養(yǎng)學生的理論素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力。因此，本課程要求課前必須閱讀教材的相關部分和參考文獻；課上主動參與討論；課后按時完成布置的作業(yè)，積極進行教學互動交流。（二）課程實施與保障主要教學環(huán)節(jié)質量要求1備課1、掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行課程教學內容的組織。2、熟悉教材各章節(jié)，借助專業(yè)書籍資料，并依據(jù)教學大綱編寫授課計劃，編寫每次授課的教案。教案內容包括章節(jié)標題、教學目的、教法設計、課堂類型、時間分配、授課內容、課后作業(yè)、教學效果分析等方面。3、根據(jù)各部分教學內容，構思授課思路、技巧，選擇合適的教學方法。2講授1、要點準確、推理正確、條理清晰、重點突出，能夠理論聯(lián)系實際，熟練地解答和講解例題。2、采用多種教學方式（如啟發(fā)式教學、案例分析教學、討論式教學、多媒體示范教學等），注重培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。3、能夠采用現(xiàn)代信息技術輔助教學。4、表達方式應能便于學生理解、接受，力求形象生動，使學生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學習興趣。3作業(yè)布置與批改學生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達到以下基本要求：1、按時按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲。2、書寫規(guī)范、清晰。3、解題方法和步驟正確。教師批改和講評作業(yè)要求如下：1、學生的作業(yè)要按時全部批改，并及時進行講評。2、教師批改和講評作業(yè)要認真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。3、學生作業(yè)的平均成績應作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學生的學習情況，幫助學生更好地理解和消化所學知識、改進學習方法和思維方式，培養(yǎng)其獨立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時間進行課外答疑與輔導。5成績考核本課程考核的方式為閉卷筆試。考試采取教考分離，監(jiān)考由學院統(tǒng)一安排。有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢?、缺交作業(yè)次數(shù)達1/3以上者。2、缺課次數(shù)達本學期總授課學時的1/3以上者。3、課程目標小于0.6。五、考核方式（一）課程考核包括期末考試、作業(yè)、考勤情況考核，期末考試采用閉卷或開卷筆試。（二）課程成績=平時成績×30%+期末考試成績×70%。具體內容和比例如表所示。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權重考核/評價細則對應的畢業(yè)要求指標點平時成績平時作業(yè)20%課后完成20-30個習題，主要考核學生對每節(jié)課知識點的復習、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按15%計入總成績。2-2、9-1考勤20%平時考勤按15%計入課程總成績。2-2、9-1期末考試期末大作業(yè)60%期末大作業(yè)為設計一座化工廠，對于一些企業(yè)的廢水、廢渣、副產物的分離給出詳細的實驗方案，以成績的60%計入總成績2-2、9-1（三）所有課程目標均需大于等于0.6，否則總評成績不及格，需要補考或重修。每個課程目標達成度計算方法如下：式中：Ai=平時成績占總評成績的權重×課程目標i在平時成績中的權重，Bi=期末成績占總評成績的權重×課程目標i在期末成績中的權重。六、有關說明（一）持續(xù)改進本課程根據(jù)學生作業(yè)、課堂討論、平時考核情況和學生、教學督