河北工业大学化工学院

河北省重点学科-化工过程机械

2015/4/22 15:22:26 人评论 次浏览 分类:省重点学科

一、学科总体概况

      化工过程机械是跨化工与机械两大行业的交叉学科,其基础理论涉及化学、化工、机械、力学、材料、自动控制、表面科学等多个学科。河北工业大学化工过程机械学科建立于1958年,1986年取得化工过程机械硕士授权点,是教育部过程装备与控制工程专业教学指导委员会委员单位、河北省特种设备学会副理事长单位,拥有河北省“石油工程教育创新高地——绿色化工过程与装备本科教育创新高地”、“过程装备创新教育校级教学团队”及“石家庄工大化工设备有限公司、石家庄天工化工机械集团、河北眺山化工厂”等产学研基地。学科现有专职教师18人,其中教授4人、副教授7人、讲师5人、高级实验师1人、实验师1人,其中具有博士学位的教师10人,硕士学位及在职攻读博士学位教师7人;在上述教师中,还包括全国优秀教师1人,教育部过程装备与控制工程专业教学指导委员会委员1人,全国机械密封标准化技术委员会委员1人,河北省特种设备学会副理事长1人,河北省特种设备应急管理专家组(承压类特种设备专家组)专家1人,天津市化工过程及设备技术研究会理事2人,中国力学学会及中国机械工程学会高级会员1人。本学科所培养的人才能广泛胜任石油、化工、制药、食品、冶金、核能、轻工、环保、机械制造等部门的工作。

      本学科多年来紧密结合国家、冀津及环渤海区域经济发展需要,着力培养现代化工过程机械技术方面的高级工程技术人才和管理人才。通过积极开展纵向和来自企业的横向科技项目研究,取得了一系列高水平的科研成果,并不断加大成果转化力度,从而形成了独具自身特色的科学研究和人才培养模式。目前在“多相流过程及装备”、“高效传热过程及装备”、“过程装备CAE”等研究领域处于国内先进行列。学科拥有教学及科研实验室面积近1000 m2,实验仪器设备固定资产近300万元,近五年来共承担国家、省市基金及企事业单位委托项目50余项,累计到校科研经费500余万元,获得校级及省部级以上教学、科研奖励20余项,授权中国专利15项,发表核心期刊、EI、SCI研论文100余篇,出版专著5部。

二、主要研究方向

      本学科现有“多相流过程及装备”、“高效传热过程及装备”、“过程装备CAE”三个稳定的研究方向。

研究方向一:多相流过程及装备

      该方向主要针对过程工业中所涉及的气(汽)-固、气(汽)-液、液-固、气(汽)-液-固原料及产品介质体系,通过理论分析、大型实验及数值计算等手段进行过程装备内流场、温度场、浓度场等的研究分析,并根据过程的工艺特点及要求,进行新工艺、新装备的研发与集成优化。本方向在汽-液-固多相流化床蒸发器的开发与应用、密实移动床元素提取、海水淡化及海水资源高效利用装备、喷动床烟气脱硫机理及装备、快/慢反应-双区耦合调控循环流化床反应器的研究与应用、双流化床生物质气化特性及装备、矿物高效浮选装备的研究与应用等课题方面进行了大量的基础与工业化应用研究。相关技术和产品青海盐湖元通钾肥有限公司、山西丰喜肥业(集团)股份有限公司新绛分公司、文水县振兴化肥有限公司、连云港海水化工有限公司、山西文水县振兴化肥有限公司、乐金电子(天津)电器有限公司、浙江嘉澳化工有限公司、山西汾西矿业集团等单位得到了工业化应用。基于本方向的研究成果“组合型颗粒分布装置的颗粒分布性能与结构优化”获得2009年河北省科技进步三等奖,“氰化氢生产中混合气的氨回收成套技术与装备的研究与推广”获得2011年中国石油和化学工业联合会技术发明三等奖。

研究方向二:高效传热过程及装备

      该方向主要针对原料或产品的浓缩、无机盐(如氯化铵、氯化钠、硝酸铵钙等)制备、废液处理、高粘或固体物料去湿等问题所涉及的蒸发、干燥、结晶等单元操作过程,通过理论分析、大型实验及数值计算等手段进行上述过程高效传热的研究,并根据过程及原料的特点和要求,进行新工艺、新装备的研发与集成优化。本方向在含氯化铵废液的综合处理、制碱母液综合处理、高浓缩比海水淡化、菊花和金丝枣干燥、太阳能高效综合利用等课题方面进行了大量的基础与工业化应用研究。针对不同物料及过程,相继开发了降膜蒸发器、L型蒸发器、强制循环蒸发器、自然循环蒸发器、真空闪蒸结晶器、盘式干燥机、沸腾床干燥机等系列具有自主知识产权的产品。本方向的相关技术产品已在浙江大洋化工股份有限公司、山东兖矿鲁南化肥厂、内蒙古和发稀土科技开发股份有限公司、浙江省常山化工有限责任公司、深圳环保垃圾处理站、济源市大洋化工有限公司、郑州方泰化工有限责任公司、青海盐湖元通钾肥有限公司、山西文通盐桥复合肥有限公司、天津北方食品有限公司、广州正川环保工程技术有限公司、河北眺山实业有限责任公司、衡阳裕华化工实业有限公司、唐山三友化工股份有限公司等全国近百家企业得到了工业化应用,取得了明显的经济效益和社会效益。

研究方向三:过程装备CAE

      本方向主要是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。本方向在高温高压含固体颗粒流体输送管道厚度在线监测技术、高温高压高固含率流体输送管道耐磨弯头、含固体颗粒流体用安全阀的自动冲洗装置、低温液体半挂车外壳加强圈的轻量化设计、聚合釜釜顶冷凝器分析设计、焦炭塔多损伤机制研究及其变形与失效预测、液化天然气储罐应力分析、甲醇合成塔管板及相关元件有限元分析、渣锁斗应力分析、氨合成塔内件支撑区应力分析、卧式氨分离器分析设计等课题方面进行了大量的基础与工业化应用研究。相关技术石家庄安瑞科气体机械有限公司、赛鼎工程有限公司、北京航天万源煤化工工程技术有限公司、河北正元化工工程设计有限公司、山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司、四川宜宾江源化工机械制造有限责任公司等多家单位得到成功工业化应用,取得了明显的经济效益和社会效益。

三、人才培养

      本学科现每年招收本科生120~150人,硕士研究生20~25人,教学效果良好。近五年本科毕业设计(论文)有20人次被评为校级优秀毕业设计(论文),多人次被评为省级优秀毕业生和省级特优生,本科毕业生一次就业率95%以上,一直在全校名列前茅。2008年本科生参加河北省“挑战杯”竞赛获得三等奖2项,2006获得全国过程装备创新大赛三等奖1项,本科生以第一作者身份公开发表学术论文4篇。本学科培养的研究生,在读期间均有核心期刊以上学术论文发表,继续攻读博士学位的研究生主要被清华大学、天津大学、华东理工大学、浙江大学等全国重点院校录取,毕业后工作的研究生由于基础扎实、专业知识宽厚、上手快,受到用人单位的广泛好评。