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1、畢業設計是指在老師的指導下學生們在確定的課題驚喜工程設計與研究,包含了設計、計算、繪圖等最后在提交一份報告。
2、畢業論文是指題目由導師指定或者是同學提出在經老師的確定,都是專本科專業學科發展或是在實踐里提出理論問題和實際問題,通過這一環節是同學們感受到相關科學研究選題、查閱、文獻以及研究方案。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:畢業論文 管理系統 B/S模式
本科畢業論文是畢業生總結性的獨立作業,是學生運用在校學習的基本知識和基礎理論,去分析、解決一兩個實際問題的實踐鍛煉過程,也是學生在校期間學習成果的總結,是整個教學活動中不可缺少的重要環節。撰寫畢業論文對于培養學生初步的科學研究能力,提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力有著重要的意義。人工進行畢業論文各種信息的管理存在著工作量大、速度慢、出錯率高等方面的問題,設計畢業論文管理系統顯得非常必要[1,2]。
筆者對畢業設計過程中的課題申報、課題審核、學生選題、提交論文等環節進行了系統分析,設計了基于Web的畢業論文管理系統,充分利用與整合了可用的網絡資源,為學校、學院、教師和學生提供了交互式接口,實現了學生和教師的網上互動[3]。本系統采用了優秀網站開發技術ASP,后臺使用Access數據庫,從整體上實現了論文管理的各項功能,使得畢業設計課題的申報和審核、論文選題、論文提交、成績考核等更易于管理,同時也可以對畢業設計課題的難度、工作量等其他信息進行詳細管理,對保證畢業設計的質量有一定的現實意義[4]。
1 系統功能設計
本系統的基本功能根據用戶的不同分為4個模塊:學生模塊、教師模塊、專家模塊和管理員模塊。
1.1 學生模塊
注冊:新用戶需要先注冊,填寫自己的基本信息,本系統規定學號為0001~9999,即學生數最多為9999。
登錄:注冊過的用戶可以使用“學號/姓名+密碼”登錄系統。
密碼修改:初始密碼規定為6位以上數字或字符,學生登錄后可修改密碼。
課題選擇:教師申請的課題通過審核之后,學生可以選擇自己的志愿。
結果查詢:在教師選擇學生之后,學生可以查詢到自己是否被確認。
論文提交:學生可以在特定時間將寫好的論文提交上去。
確認上傳:論文提交之后要確認上傳,一旦確認上傳就不能再次提交了。
對教師評價:在論文的最后階段要對教師進行評價。
留言:在教師確認學生之后,學生可以通過留言的形式與教師進行溝通。
1.2 教師模塊
注冊:教師首次登錄也需要先注冊,系統規定教師號為001~999。
課題申報:填寫必要的信息進行課題申報。
課題修改:對申報的課題進行修改,查找錯誤。
選擇學生:在學生選擇課題之后,教師可以選擇學生。
綜合查詢:可以查詢相關主題的信息、分數和課題的審核結果。
論文下載:教師可以下載學生提交的論文。
成績評定:教師在審核學生論文之后,可以對論文進行成績評定。
論壇:教師可以在論壇上給學生留言,或與學生交流問題。
1.3 專家模塊
一審:由各學院的專家對教師提交的課題進行審核。
二審:在一審中沒有通過的課題要進行二次審核。
結果公布:公布審核通過的課題和沒有通過審核的課題。
綜合查詢:可以查詢相關主題的信息、分數以及課題的審核結果、教師的成績、學生調劑情況等。
1.4 管理員模塊
2 系統實現
系統是通過B/S三層結構實現學生論文提交、教師對論文的管理以及專家審核等功能。采用瀏覽器、服務器、數據庫的三層結構,當不同用戶通過瀏覽器提交和評閱時,向Web服務器發出請求,Web服務器根據用戶的指令執行程序,并從數據庫中取出相應的信息反饋給客戶端。
2.1 登錄和注冊
2.2 學生模塊
其中課題選擇與結果查詢、論文提交和確認上傳部分設計如下。
2.2.1 課題選擇部分與結果查詢設計
本院教師申請的課題被審核通過之后,學生即可看到備選課題。每名學生有3個可供選擇的志愿,但最終由教師決定哪個課題對應哪個學生。學生選擇課題之后,可點擊結果查詢,查看自己的選擇情況,如果正確則可以點擊“完成”,否則點擊“重選”。這兩個部分的算法設計基本相同,只是在不同條件下顯示不同而已。課題選擇部分只是查詢數據庫,將教師申請通過的課題顯示出來;而結果查詢則是從數據庫中查詢當前學生所選課題的信息,將課題的選擇順序、課題名稱、指導教師等結果依次顯示出來。如果點擊“完成”,則系統會彈出提示框,詢問學生是否確定當前的課題選擇結果,如果確定,系統將清空“志愿”的值,并顯示“操作完成不能再進行修改”的提示。
2.2.2 論文提交部分和確認上傳部分的設計
在學生選好課題之后,開始畢業論文的撰寫工作,論文寫好后可以通過論文提交功能進行提交。其中,論文命名格式必須為“學號+姓名”,并且文件后綴名必須是“.doc”,文件上傳如果成功,會彈出提示窗口。系統之所以要設計確認上傳功能,主要考慮到兩個原因:(1)確認上傳就意味著最終上傳,與論文上傳功能分開比較好;(2)論文提交程序中使用了window.parent.Finish()功能[7],但該語句在執行過之后程序就結束了。因此,即使在其后使用更新數據庫的語句也得不到執行。
2.3 教師模塊
由于教師模塊的整體風格與學生模塊使用了同樣的框架,因此與學生模塊的風格基本相同。
2.3.1 課題申報與課題修改模塊的設計
教師在學生開始選題之前就要進行課題申請,只有通過專家審核的課題才能夠被學生使用。課題申報頁面主要是填寫和提交課題的相關信息(如圖4所示)。
只要提交的課題沒有被審核通過,教師就可以進行課題的修改,以達到專家小組的要求。在課題修改頁面中,會顯示一個包含所有可以修改課題的下拉式菜單,點擊某一個課題,則會跳轉到與課題申請相類似的頁面,只是頁面下方的“提交”按鈕變為“修改并提交”按鈕。
2.3.2 選擇學生功能模塊的設計
當學生選擇過教師的課題之后,可能出現一個題目多人選的情況,教師可視情況對學生進行挑選,頁面將課題名稱與對應的學生以表格形式顯示出來。
當教師點擊某學生時,頁面會顯示學生的基本信息供教師參考。一旦教師在某一課題中選擇了某個學生,該學生就不能再被其他教師、其他課題選中。
2.3.3 成績評定模塊的設計
對于學生已經提交的論文,教師經過仔細閱覽之后,可以對學生的論文進行評分,等級分為五級,即優、良、中等、及格和不及格。
2.4 專家模塊
專家主要是針對本院系教師申請的課題進行相關審核,功能包括:一審、二審、結果公布和綜合查詢。專家不能夠自行注冊,須由管理員進行添加。
點擊“一審”,系統會自動查詢數據庫,將教師申請審核的課題顯示出來,并附以專家意見表格,用于填寫專家的審核意見(如圖5、圖6所示)。
只有在“審核小組修改意見”中信息為“適用”的課題才能夠通過審核,否則需要進行二審。二審的界面與一審基本相同,如果課題不能通過審核,則不能在結果公布中顯示出來。
2.5 管理員模塊
管理員的功能可分為3個部分:備份數據、刪除數據和添加審核人員。
2.6 BBS論壇
BBS論壇是本系統中連接學生和教師的一個交流平臺,在學生的功能主界面和教師的功能主界面上各有一個可以進入論壇的入口。對于學生來說,當學生選擇過題目并且教師也選擇了該生之后,學生就可以使用BBS論壇與教師進行交流,比如論文的提交時間、論文的格式要求等。對于教師來說,當教師確定學生之后,便可以與該生在論壇上以留言的形式進行交流,特別是解答學生的相關問題。
本系統設計時考慮到教師功能與學生功能之間的差異,設計相應的界面時也有少許不同,由于學生只能選擇一個課題,因此學生的論壇主頁只有一個課題的相關入口;但教師不同,一個教師可以有多個課題,因此教師的論壇主頁有多個課題的相關入口。
3 結束語
該系統在使用ASP和Microsoft Access 2000的基礎上,實現了畢業論文管理系統中各個模塊的功能,包括課題申請、課題的審核、學生選題、論文提交、論文下載、網上留言交流以及論文成績評判等。整個系統模塊劃分清晰、容易理解和操作,同時各模塊之間聯系緊密,相互耦合,使得系統更加完善。
對于目前的畢業論文管理系統而言,應從以下兩方面予以完善:第一,網上交流采用即時通訊工具,如QQ,這樣能夠使得學生和教師的交流更加方便快捷;第二,論文的開題報告、中期報告也應當有相應的功能模塊,與論文提交成為一體。
參考文獻
[1]李巍,王華東.畢業論文管理系統中的關鍵技術研究[J].計算機時代,2011(8):32-34.
[2]梁敬東,伍世珍.基于J2EE的畢業論文管理系統設計與實現[J].高等農業教育,2010(8):83-84.
[3]陳芳,陳朝.基于Web的畢業論文管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術,2008,4(8):2049-2050,2066.
[4]劉志銘,孫明麗,龐婭娟.ASP+Access數據庫系統開發案例精選[M].北京:人民郵電出版社,2007.
[5]錢血忠,羅海馳,陳國俊.數據庫原理及技術課程設計[M].北京:清華大學出版社,2009.
一、 畢業論文(設計)文本結構規范
1.畢業論文(設計)內容結構
⑴ 中、外文摘要 扼要敘述本論文(設計)的主要內容、特點,文字要精練。中文摘要約300字左右,外文摘要不宜超過250個實詞;關鍵詞要符合學科分類,一般為2-4個,每個詞均為專業名詞(或詞組),一詞在6個字之內。
⑵ 目錄
⑶ 正文 包括選題背景、方案論證、過程(設計或實驗)論述、結果分析(含技術經濟論證)、結論或總結。
選題背景:說明本課題的來源、目的、意義、應解決的主要問題及應達到的技術要求;簡述本課題在國內外發展概況及存在的問題,本設計的指導思想。
方案論證:說明設計原理并進行方案選擇,闡明為什么要選擇這個設計方案(包括各種方案的分析、比較)以及所采用方案的特點并進行技術經濟論證。
過程(設計或實驗)論述:指作者對自己的研究工作的詳細表述。要求論理正確、論據確鑿、邏輯性強、層次分明、表達確切。
分析:對研究過程中所獲得的主要的數據、現象進行定性或定量分析。
結論或總結:對整個研究工作進行歸納和綜合,闡述本課題研究的結論和尚存在的問題及進一步開展研究的見解和建議。
注:文科及其它學科,可根據學科特點,參照上述結構制定統一的正文結構規范。
⑷ 致謝
⑸ 附錄 包括與論文有關的圖表、計算機程序、計算書、運行結果,主要設備、儀器儀表的測試精度等。
⑹ 參考文獻。
(7)任務書
(8)畢業設計(論文)評定意見表
下載列表:
本科生畢業論文(設計)基本規范要求
本科生畢業論文(設計)開題申請表
開題報告要求
2.工作量要求
⑴ 論文(設計說明書)字數不應少于7000字;
⑵ 原則上查閱文獻5篇以上。
3.排版基本規范要求
⑴ 正文撰寫規格
① 論文開本及版芯
論文開本大小:210mm×297mm(A4紙);
版芯要求:左邊距:30mm,右邊距:25mm,上邊距:30mm;下邊距:25mm,頁眉邊距:23mm,頁腳邊距:18mm;
② 標題
論文分三級標題:
一級標題:黑體,三號或16pt,段前、段后間距為1行;
二級標題:黑體,四號或14pt,段前、段后間距為1行;
三級標題:黑體,小四號或12pt,段前、段后間距為1行。
上述段前、段后間距可適當調節,以便于控制正文合適的換頁位置。
③ 正文字體及頁眉、頁腳
正文字體:正文采用五號宋體,行間距為18磅;圖、表標題采用小五號黑體;表格中文字、圖例說明采用小五號宋體;表注采用六號宋體。
頁眉、頁腳文字均采用小五號宋體,頁眉左側為“中國農業大學學士學位論文”,右側為一級標題名稱;頁眉下橫線為上粗下細文武線“ ”(3磅);單面打印時頁碼排在頁腳居中位置,雙面打印時頁碼分別按左右排在切口一側。
物理量應按規定采用斜體,單位字母采用正體,其他英文、羅馬字符一般采用Time New Roman正體。
④ 圖紙、圖表要求
文中所列圖形應有所選擇,照片不得直接粘貼,須經掃描后以圖片形式插入。圖紙、圖表布局合理,整潔,線條粗細均勻,標注規范,注釋準確;工程圖紙必須按國家規定標準或工程要求繪制。其他詳細要求見附文。
⑵ 參考文獻
為了反映文稿的科學依據和作者尊重他人研究成果的嚴肅態度以及向讀者提出有關信息的出處,正文中應按順序在引用參考文獻處的文字右上角用[]標明,[ ]中序號應與“參考文獻”中序號一致,正文之后則應按引用序號刊出參考文獻。
參考文獻的著錄,按著錄/題名/出版事項順序排列。
期刊:著者.題名.期刊名稱,出版年,卷號(期號):起始頁碼
書籍:著者.書名.版次(第一版不標注).出版地:出版者,出版年.起始頁碼(選擇項)
其他參考文獻的著錄詳細要求及示例見附文。
畢業論文(設計)
開題報告
題 目: 煤變石油的研究
姓 名:
學 號:
專業班級: 06級化學系本科班
指導教師:
一、選題依據(包括選擇課題的背景、選題研究的理論及實踐意義)
前一段時間,煤變石油在國內被炒得沸沸揚揚,旋即歸于沉寂。沸沸揚揚反映了人們對其技術內涵并不很熟悉,沉寂則反映出人們對其價值的不了解,擔心水變油的誤導事件在神州大地重演。然而,這回可的的確確是真的,這不僅因為我國已掌握了世界最先進的煤炭液化技術,而且———煤變石油真的離我們并不遙遠。
石油是一種重要的戰略物質,有了它,船艦可以乘風破浪,汽車可以翻山越嶺,飛機可以穿云透霧……然而,近年來國際石油價格飛漲,供需差距越來越大。以我國為例,石油年消費量約為2.5億噸,生產能力僅約15億噸,預計2005年和2015年消費量將超過2.6億噸和3.1億噸,尤其若干年后石油開采枯竭的時候,這些動力和交通工具又該靠什么來運行呢?不必擔心,聰慧的科學家們早已為我們設計了一個煤變石油的方案。
許多勘探資料都表明,全世界煤的可開采資源是巨大的,其能量值相當于石油資源的10倍。煤和石油的形態、形成歷史、地質條件雖然不同,但是它們的化學組成卻大同小異。煤中約含碳80%~85%,含氫4%~5%,平均分子量在2000以上。石油含碳85%,含氫13%,平均分子量在600以內。從組成上看,它們的主要差異是含氫量和分子量的不同,因此,只要人為地改變壓力和溫度,設法使煤中的氫含量不斷提高,就可以使煤的結構發行變異,由大分子變成小分子。當其碳氫比降低到和石油相近時,則煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料等石油產品了。同時還可以開發出附加值很高的上百種產品,如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等,綜合經濟效益十分可觀。
國際上經典的煤變石油工藝是把褐煤或年輕煙煤粉與過量的重油調成糊狀(稱為煤糊),加入一種能防止硫對催化劑中毒的特殊催化劑,在高壓釜里加壓到20266~70931千帕并加熱到380~500攝氏度的溫度,在隔絕空氣的條件下通入氫氣,使氫氣不斷進入煤大分子結構的內部,從而使煤的高聚合環狀結構逐步分解破壞,生成一系列芳香烴類的液體燃料和烷烴類的氣體燃料。一般約有60%的煤能轉化成液化燃料,30%轉化成為氣體燃料。具體來說,煤變石油的工藝可分為“直接液化”和“間接液化”兩種,從世界范圍來看,無論哪一類液化技術,都有成熟的范例。
“直接液化”是對煤進行高壓加氫直接轉化成液體產品。早在第二次世界大戰之前,納粹德國就注意到了煤和石油的相似性,從戰略需要出發,于1927年下令建立了世界上第一個煤炭直接液化廠,年產量達10萬噸,到1944年達到423萬噸,用來開動飛機和坦克。一些當時的生產技術,今天還在澳大利亞、德國、巴基斯坦和南非等地應用。
“間接液化”是煤先氣化,生產原料氣,經凈化后再行改質反應,調整氫氣與一氧化碳的比例。此項技術主要源于南非,技術已非常成熟,煤變石油成本已低于國際油價,但技術一直嚴格保密。20世紀50年代,南非為了克服進口石油困難,成立了南非薩索爾公司,主要生產汽油、柴油、乙烯、醇等120多種產品,總產量達到700多萬噸。目前,這家公司的3個液化廠,年耗煤4590萬噸,年產合成油品1000萬噸。該公司累計投資70億美元,現在早已回收了全部設備投資。此外,俄羅斯、美國、日本等國也相繼陸續完成了日處理150~600噸煤的大型工業試驗,并進行了工業化生產的設計。
我國的煤炭科學總院對煤變石油的研究已進行了20多年,培養了一支專門從事直接液化技術研究的科研隊伍,建成了具有先進水平的加氫液化、油品加工和分析檢驗實驗室,對幾十種煤樣進行了試驗和評價,篩選了國內十幾種適宜液化的煤種,有良好的技術基礎。1997年,中國科學院山西煤炭化學研究所進行的煤基合成汽油年產2000噸的工業試驗獲得階段性成果,并通過了中科院的技術鑒定,為萬噸級的工業化生產奠定了基礎。其技術上也取得了突破:在催化劑的作用下,可用4~5噸煤,經過一系列工藝流程生產出1噸汽油或柴油。
自1997年至今,經過中德、中美、中日政府間的科技合作,進行了我國煤炭直接液化示范廠的可行性研究,結果表明,在陜西的神府煤田、內蒙古的東勝煤田、云南的先鋒煤田,由于煤炭價格低廉,設備大部分可以國產化,從而可使煤液化油成本大大降低,一桶柴油產品的成本只有15~17美元,遠低于歐佩克規定的每桶22~28美元的價格帶。另一方面,以我們已經掌握的催化劑技術,間接液化合成部分的成本可以降低為原來的六分之一。這就是說,在煤礦坑口建廠,不要中間環節,如果合成油規模達到百萬噸級,按目前市場價,噸油成本將控制在2000元左右,具有很強的市場競爭力。令人欣喜的是,國家發改委已批準在陜西神府煤田和云南先鋒煤田興建兩個煤液化項目,總投資約200億元,年產油200萬噸。國務院也已正式批準神華集團(位于神府煤田)關于煤炭液化的項目建議書,允許其轉入可行性研究階段,并將投資追加到250億元。神華集團也已與掌握煤炭液化關鍵技術的美國HTI公司簽訂了技術轉讓意向性協議,已開始初步設計工作。該項目建成后,年產油250萬噸,每年可創稅收25億元,年實現利潤25億元,對降低石油危機風險有十分重大的意義。
三、研究內容與方法
我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。2003年我國總能源消費量達11.783億噸油當量,其中,煤炭占67.86%,石油占23.35%,天然氣占2.5%,水電占5.43%,核能占0.83%。我國擁有較豐富的煤炭資源,2000~2003年探明儲量均為1145億噸,儲采比由2000~2001年116年下降至2002年82年、2003年69年。而石油探明儲量2003年為32億噸,儲采比為19.1年。在較長一段時間內,我國原油產量只能保持在1.6~1.7億噸/年的水平。煤炭因其儲量大和價格相對穩定,成為中國動力生產的首選燃料。在本世紀前50年內,煤炭在中國一次能源構成中仍將占主導地位。預計煤炭占一次能源比例將由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%達到2005年50%左右。我國每年燒掉的重油約3000萬噸,石油資源的短缺仍使煤代油重新提上議事日程,以煤制油己成為我國能源戰略的一個重要趨勢。
煤炭間接液化技術
由煤炭氣化生產合成氣、再經費-托合成生產合成油稱之為煤炭間接液化技術。“煤炭間接液化”法早在南非實現工業化生產。南非也是個多煤缺油的國家,其煤炭儲藏量高達553.33億噸,儲采比為247年。煤炭占其一次能源比例為75.6%。南非1955年起就采用煤炭氣化技術和費-托法合成技術,生產汽油、煤油、柴油、合成蠟、氨、乙烯、丙烯、α-烯烴等石油和化工產品。南非費-托合成技術現發展了現代化的Synthol漿液床反應器。薩索爾(Sasol)公司現有二套“煤炭間接液化”裝置,年生產液體烴類產品700多萬噸(薩索爾堡32萬噸/年、塞庫達675萬噸/年),其中合成油品500萬噸,每年耗煤4950萬噸。累計的70億美元投資早已收回。現年產值達40億美元,年實現利潤近12億美元。
我國中科院山西煤化所從20世紀80年代開始進行鐵基、鈷基兩大類催化劑費-托合成油煤炭間接液化技術研究及工程開發,完成了2000噸/年規模的煤基合成油工業實驗,5噸煤炭可合成1噸成品油。據項目規劃,一個萬噸級的“煤變油”裝置可望在未來3年內崛起于我國煤炭大省山西。中科院還設想到2008年建成一個百萬噸級的煤基合成油大型企業,山西大同、朔州地區幾個大煤田之間將建成一個大的煤“煉油廠”。最近,總投資100億美元的朔州連順能源公司每年500萬噸煤基合成油項目已進入實質性開發階段,計劃2005年建成投產。產品將包括辛烷值不低于90號且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500種化工延伸產品。
我國煤炭資源豐富,為保障國家能源安全,滿足國家能源戰略對間接液化技術的迫切需要,2001年國家科技部”863”計劃和中國科學院聯合啟動了”煤制油”重大科技項目。兩年后,承擔這一項目的中科院山西煤化所已取得了一系列重要進展。與我們常見的柴油判若兩物的源自煤炭的高品質柴油,清澈透明,幾乎無味,柴油中硫、氮等污染物含量極低,十六烷值高達75以上,具有高動力、無污染特點。這種高品質柴油與汽油相比,百公里耗油減少30%,油品中硫含量小于0.5×10-6,比歐Ⅴ標準高10倍,比歐Ⅳ標準高20倍,屬優異的環保型清潔燃料。
山西煤化所進行”煤變油”的研究已有20年的歷史,千噸級中試平臺在2002年9月實現了第一次試運轉,并合成出第一批粗油品,到2003年底已累計獲得了數十噸合成粗油品。2003年底又從粗油品中生產出了無色透明的高品質柴油。目前,山西煤化所中試基地正準備第5次開車,計劃運行6個月左右。目前世界上可以通過”煤制油”技術合成高品質柴油的只有南非等少數國家。山西煤化所優質清潔柴油的問世,標志著我國已具備了開發和提供先進成套產業化自主技術的能力,并成為世界上少數幾個擁有可將煤變為高清潔柴油全套技術的國家之一。據介紹,該所2005年將在煤礦生產地建一個10萬噸/年的示范廠,預計投資12億~14億元,在成熟技術保證的前提下,初步形成"煤制油"產業化的雛形。
據預測,到2020年,我國油品短缺約在2億噸左右,除1.2億噸需進口外,”煤制油”技術可解決6000萬~8000萬噸以上,投資額在5000億元左右,年產值3000億~4000億元,其中間接液化合成油可生產2000萬噸以上,投資約1600億元,年產值1000億元左右。從經濟效益層面看,建設規模為50萬噸/年的”煤制油”生產企業,以原油價不低于25美元的評價標準,內部收益率可達8%~12%,柴油產品的價格可控制在2000元/噸以內。而此規模的項目投資需45億元左右。
目前,包括山西煤化所在內的七家單位已組成聯盟體,在進行”煤制油”實驗對比中實行數據共享;不久將有1.2噸高清潔柴油運往德國進行場地跑車試驗;2005年由奔馳、大眾等廠商提供車輛,以高清潔柴油作燃料,進行從上海到北京長距離的行車試驗,將全面考察車與油料的匹配關系、燃動性及環保性等。目前”煤制油”工業化示范廠的基礎設計工作正在進行之中,預計可在2010年之前投入規模生產。
我國與南非于2004年9月28日簽署合作諒解備忘錄。根據這項備忘錄,我國兩家大型煤炭企業神華集團有限責任公司和寧夏煤業集團有限責任公司將分別在陜西和寧夏與南非索沃公司合作建設兩座煤炭間接液化工廠。兩個間接液化工廠的首期建設規模均為年產油品300萬噸,總投資分別為300億元左右。通過引進技術并與國外合資合作,煤炭間接液化項目能夠填補國內空白,并對可靠地建設“煤制油”示范項目有重要意義。薩索爾公司是目前世界上唯一擁有煤炭液化工廠的企業。從1955年建成第一個煤炭間接液化工廠至今已有50年的歷史,共建設了3個煤炭間接液化廠,年處理煤炭4600萬噸,年產各種油品和化工產品760多萬噸,解決了南非國內40%的油品需求。
中科院與神華集團有關”鐵基漿態床合成燃料技術”簽約,標志著該技術的產業化指日可待。鐵基漿態床合成燃料技術是中科院山西煤化所承擔的”十五”中科院創新重大項目和國家”863”計劃項目,得到了國家和山西省及有關企業的支持。經過兩年多的努力,已經研發出高活性和高穩定性鐵系催化劑、千噸級漿態床反應工藝和裝置等具有自主知識產權的技術。截至2004年10月已完成了1500小時的中試運轉,正在為10萬噸/年工業示范裝置的基礎設計收集數據,已基本形成具有我國自主知識產權的集成性創新成果。與神華集團的合作,將促進對我國煤基間接合成油技術的發展起到積極的作用。
殼牌(中國)有限公司、神華集團和寧夏煤業集團于2004年11月簽署諒解備忘錄,共同開發潔凈的煤制油產品。根據諒解備忘錄,在為期6到9個月的預可行性研究階段,三方將就殼牌煤制油(間接液化)技術在中國應用的可行性進行研究,內容包括市場分析、經濟指標評估、技術解決方案和相關規定審核以及項目地點的確定。據了解,神華集團和寧夏煤業集團將分別在陜西和寧夏各建設一座煤炭間接液化工廠。計劃中的兩個間接液化工廠的首期建設規模均為年產油品300萬噸,初步估計總投資各為300億元左右。
云南開遠解化集團有限公司將利用小龍潭褐煤資源的優勢,建設年產30萬噸甲醇及10萬噸二甲醚項目、年產50萬噸或100萬噸煤制合成油項目,以及利用褐煤間接液化技術生產汽油。該公司計劃于2006年建成甲醇及二甲醚項目,產品主要用于甲醇燃料和二甲醚民用液化氣。煤制合成油項目因投資大、技術含量高,解化集團計劃分兩步實施:2005年建成一套年產1萬噸煤制油工業化示范裝置;2008年建成年產50萬噸或100萬噸煤制合成油裝置。目前,年產2萬噸煤制油工業化示范項目已完成概念性試驗和項目可行性研究報告。該項目將投資7952萬元,建成后將為企業大型煤合成油和云南省煤制油產業起到示范作用。
由煤炭氣化制取化學品的新工藝正在美國開發之中,空氣產品液相轉化公司(空氣產品和化學品公司與依士曼化學公司的合伙公司)成功完成了由美國能源部資助2.13億美元、為期11年的攻關項目,驗證了從煤制取甲醇的先進方法,該裝置可使煤炭無排放污染的轉化成化工產品,生產氫氣和其他化學品,同時用于發電。1997年4月起,該液相甲醇工藝(稱為LP MEOH)開始在伊士曼公司金斯波特地區由煤生產化學品的聯合裝置投入工業規模試運,裝置開工率為97.5%,驗證表明,最大的產品生產能力可超過300噸/天甲醇,比原設計高出10%。它與常規甲醇反應器不同,常規反應器采用固定床粒狀催化劑,在氣相下操作,而LP MEOH工藝使用漿液鼓泡塔式反應器(SBCR),由空氣產品和化學品公司設計。當合成氣進入SBCR,它藉催化劑(粉末狀催化劑分散在惰性礦物油中)反應生成甲醇,離開反應器的甲醇蒸氣冷凝和蒸餾,然后用作生產寬范圍產品的原料。LP MEOH工藝處理來自煤炭氣化器的合成氣,從合成氣回收25%~50%熱量,無需在上游去除CO2(常規技術需去除CO2)。生成的甲醇濃度大于97%,當使用高含CO2原料時,含水也僅為1%。相對比較,常規氣相工藝所需原料中CO和H2應為化學當量比,通常生成甲醇產品含水為4%~20%。當新技術與氣化聯合循環發電裝置相組合,又因無需化學計量比例進料,可節約費用0.04~0.11美元/加侖。由煤炭生產的甲醇產品可直接用于汽車、燃氣輪機和柴油發電機作燃料,燃料經濟性無損失或損失極少。如果甲醇用作磷酸燃料電池的氫源,則需凈化處理。
煤炭直接液化技術
早在20世紀30年代,第一代煤炭直接液化技術—直接加氫煤液化工藝在德國實現工業化。但當時的煤液化反應條件較為苛刻,反應溫度470℃,反應壓力70MPa。1973年的世界石油危機,使煤直接液化工藝的研究開發重新得到重視。相繼開發了多種第二代煤直接液化工藝,如美國的氫-煤法(H-Coal)、溶劑精煉煤法(SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ)、供氫溶劑法(EDS)等,這些工藝已完成大型中試,技術上具備建廠條件,只是由于經濟上建設投資大,煤液化油生產成本高,而尚未工業化。現在幾大工業國正在繼續研究開發第三代煤直接液化工藝,具有反應條件緩和、油收率高和油價相對較低的特點。目前世界上典型的幾種煤直接液化工藝有:德國IGOR公司和美國碳氫化合物研究(HTI)公司的兩段催化液化工藝等。我國煤炭科學研究總院北京煤化所自1980年重新開展煤直接液化技術研究,現已建成煤直接液化、油品改質加工實驗室。通過對我國上百個煤種進行的煤直接液化試驗,篩選出15種適合于液化的煤,液化油收率達50%以上,并對4個煤種進行了煤直接液化的工藝條件研究,開發了煤直接液化催化劑。煤炭科學院與德國RUR和DMT公司也簽訂了云南先鋒煤液化廠可行性研究項目協議,并完成了云南煤液化廠可行性研究報告。擬建的云南先鋒煤液化廠年處理(液化)褐煤257萬噸,氣化制氫(含發電17萬KW)用原煤253萬噸,合計用原煤510萬噸。液化廠建成后,可年產汽油35.34萬噸、柴油53.04萬噸、液化石油氣6.75萬噸、合成氨3.90萬噸、硫磺2.53萬噸、苯0.88萬噸。
我國首家大型神華煤直接液化油項目可行性研究,進入實地評估階段。推薦的三個廠址為鄂爾多斯市境內的上灣、馬家塔、松定霍洛。該神華煤液化項目是2001年3月經國務院批準的可行性研究項目,這一項目是國家對能源結構調整的重要戰略措施,是將中國豐富的煤炭能源轉變為較緊缺的石油資源的一條新途徑。該項目引進美國碳氫技術公司煤液化核心技術,將儲量豐富的神華優質煤炭按照國內的常規工藝直接轉化為合格的汽油、柴油和石腦油。該項目可消化原煤1500萬噸,形成新的產業鏈,效益比直接賣原煤可提高20倍。其副屬品將延伸至硫磺、尿素、聚乙烯、石蠟、煤氣等下游產品。這項工程的一大特點是裝置規模大型化,包括煤液化、天然氣制氫、煤制氫、空分等都是世界上同類裝置中最大的。預計年銷售額將達到60億元,稅后凈利潤15.7億元,11年可收回投資。
甘肅煤田地質研究所煤炭轉化中心自主研發的配煤液化試驗技術取得重大突破。由于配煤液化技術油產率高于單煤液化,據測算,采用該技術制得汽柴油的成本約1500元/噸,經濟效益和社會效益顯著。此前的煤液化只使用一種煤進行加工,甘肅煤炭轉化中心在世界上首次采用配煤的方式,將甘肅大有和天祝兩地微量成分有差別的煤炭以6:4配比,設定溫度為440℃、時間為60秒進行反應,故稱為“配煤液化”。試驗證明,該技術可使煤轉化率達到95.89%,使油產率提高至69.66%,所使用的普通催化劑用量比單煤液化少,反應條件相對緩和。
甘肅省中部地區高硫煤配煤直接液化技術,已由甘肅煤田地質研究所完成實驗室研究,并通過專家鑒定,達到了國際先進水平。同時,騰達西北鐵合金公司與甘肅煤田地質研究所也簽署投資協議,使”煤制油”產業化邁出了實質性一步。為給甘肅省”煤制油”產品升級換代提供資源保障,該省同甘肅煤田地質研究所就該省中部地區高硫煤進行”煤制油”產業化前期研究開發。經專家測定,產油率一般可達到64.63%,如配煤產油率可達69.66%。該項目付諸實施后,將為甘肅省華亭、靖遠、窯街等礦區煤炭轉化和產業鏈的延伸積累寶貴的經驗。
神華集團”煤制油”直接液化工業化裝置巳正式于2004年8月底在鄂爾多斯市開工。這種把煤直接液化的”煤制油”工業化裝置在世界范圍內是首次建造。神華煤直接液化項目總建設規模為年產油品500萬噸,分二期建設,其中一期工程建設規模為年產油品320萬噸,由三條主生產線組成,包括煤液化、煤制氫、溶劑加氫、加氫改質、催化劑制備等14套主要生產裝置。一期工程主廠區占地面積186公頃,廠外工程占地177公頃,總投資245億元,建成投產后,每年用煤量970萬噸,可生產各種油品320萬噸,其中汽油50萬噸,柴油215萬噸,液化氣31萬噸,苯、混合二甲苯等24萬噸。為了有效地規避和降低風險,工程采取分步實施的方案,先建設一條生產線,裝置運轉平穩后,再建設其它生產線。2007年7月建成第一條生產線,2010年左右建成后兩條生產線。神華集團有限責任公司2003年煤炭產銷量超過1億噸,成為我國最大的煤炭生產經營企業。據稱,如果石油價格高于每桶22美元,煤液化技術將具有競爭力。
神華集團將努力發展成為一個以煤炭為基礎,以煤、電、油(化)為主要產品的大型能源企業集團。到2010年,神華集團煤炭生產將超過2億噸;自營和控股發電裝機容量將達到2000萬千瓦;煤炭液化形成油品及煤化工產品能力達1000萬噸/年;甲醇制烯烴的生產能力達到1億噸/年。2020年,其煤炭生產將超過3億噸;電廠裝機容量達到4000萬千瓦;煤炭液化形成油品和煤化工產品能力達3000萬噸/年。
目前,煤炭直接液化世界上尚無工業化生產裝置,神華液化項目建成后,將是世界上第一套煤直接液化的商業化示范裝置。煤炭間接液化也僅南非一家企業擁有工業化生產裝置。美國正在建設規模為每天生產5000桶油品的煤炭間接液化示范工廠。
云南省也將大力發展煤化工產業,并積極實施煤液化項目。云南先鋒煤炭直接液化項目預可行性研究報告已于2004年5月通過專家評估。項目實施后,”云南造”汽油、柴油除供應云南本省外,還可打入省外和國際市場,同時也將使云南成為繼內蒙古后的第二大”煤變油”省份。云南省先鋒煤炭液化項目是我國利用國外基本成熟的煤炭直接液化技術建設的首批項目之一。云南煤炭變油技術將首先在先鋒礦區啟動,獲得成功經驗后在其他地方繼續推廣。即將興建的云南煤液化廠估算總投資103億元,項目建設期預計4年,建成后年銷售額34億元,年經營成本7.9億元,年利潤13.8億元。云南省煤炭資源較為豐富,但是石油、天然氣嚴重缺乏。先鋒褐煤是最適合直接液化的煤種。在中國煤科總院試驗的全國14種適宜直接液化的煤種中,先鋒褐煤的活性最好,惰性組分最低,轉化率最高。液化是一個有效利用云南大量褐煤資源的突破口,潔凈煤技術是發展的方向,符合國家的產業政策。”煤變油”將使云南省煤炭資源優勢一躍成為經濟優勢。一旦”煤變油”工程能在全省推廣,全省150億噸煤就能轉化為30億噸汽油或柴油,產值將超過10萬億元。
結語
潔凈煤技術的開發利用正處方興未艾之勢,我國應加大煤炭氣化技術、煤間接液化和煤直接液化技術的開發和推行力度,并引進吸收消化國外先進技術,將我國潔凈煤技術和應用水平提到一個新的高度,為我國能源工業的可持續發展作出新的貢獻。
發達國家為何不搞煤變油?
據了解,目前南非擁有一套年產800萬噸油品的煤變油工廠,是世界上唯一大規模的煤變油商業工廠,并為該國提供了60%的運輸油料。其實美、德、日等發達國家也都有成熟技術,但它們為什么沒有投入工業化生產?
據介紹,早在上世紀30年代末,由于石油緊缺,德國就開始研究煤制油技術。二戰前,德國已建成17個工廠,生產420多萬噸汽柴油。到了40年代末、50年代初,隨著中東大油田的開采,低成本的石油大量充斥市場,每桶2—10美元。在這種情況下,再搞煤變油在經濟上就很不合算。直到1973年,中東實行石油禁運,油價被炒高,達到每桶30多美元(相當于現在價格80多美元),這時,大規模的煤制油研發又掀起,美、日、德都紛紛投巨資研究,并建設了試驗工廠。但是,在這些國家,煤變油始終沒有真正投入商業運行。這是為什么呢?
據專家測算,當原油價格在28美元以上,煤變油在經濟上就比較劃算;低于這個價格,煤制油就不劃算。因此,上世紀80年代中期至90年代中期,國際油價一直處在低位,煤變油自然不會受到重視。但是,各國技術已相當成熟,可以說倚馬可待,只要市場需要,就可進行大規模工業化。直到最近兩年,國際油價一再攀升,煤制油重新被各國提上議事日程。美國去年起又開始搞間接液化,法國、意大利也開始進行合作研發。但從項目啟動到開工建設,至少需要5年準備時間,而油價頻繁變動,時高時低,人們往往反應滯后,使決策舉棋不定。
中國搞煤變油有優勢,但不會成為油品生產的主方向
專家認為,在我國搞煤變油有著顯著的優勢。我國富煤少油,近年來隨著經濟的發展,進口原油逐年攀升,從1993—2003年10年間,年均遞增15%以上,進口依存度越來越高。10年間,我國進口原油增長9.18倍,每年花去大量外匯。由于油價上漲,2004年進口原油比上年多支付550億元人民幣。因此,專家認為,從我國能源安全的戰略角度考慮,也應該努力想辦法,從多元化出發,解決能源長期可靠供應問題,而煤變油是可行途徑之一。
同時,中國是產煤大國,西部產煤成本(特別是坑口煤)相對較低。神華集團副總經理、神華煤制油公司董事長張玉卓給記者算了一筆賬:噸煤開采成本美國是20.5美元,神華神東礦區不到100元人民幣,很顯然,神華煤很有優勢。
此外,中國投資成本和勞動力成本相對較低。據估算,年產250萬噸柴汽油的生產線,在美國需投資32億美元,而在中國僅需20億美元。
據測算,神華煤制油項目在國際原油價格22—30美元/桶時,即有較強競爭力。而目前國際原油價格長期在50美元/桶以上。
兗礦的煤炭開采成本會高一些,它搞煤變油劃算嗎?據兗礦集團副總經理、煤化工公司總經理張鳴林介紹,兗礦坑口煤炭開采成本約為100元/噸,在國際油價不低于23美元/桶時具有競爭力。
目前,神華在煤制油上已累計投資數十億元。張玉卓透露,神華還準備與南非合作,以間接液化方式生產煤制油,產成品中,將以柴油為主,汽油為輔。今后五六年內,神華將在煤制油上投資數百億元,10年后,煤與油在神華將并駕齊驅。可以看出,神華在煤制油項目上雄心勃勃。
兗礦已累計投入1.3億元,它的工業化項目尚未啟動。兗礦正在瞄準汽油市場,今年計劃再投入1億多元,進行高溫合成工藝技術的中試研究,使產成品中汽油占70%,柴油占25%。
目前,煤變油產業化步伐正在加快。不過,專家認為,并非所有煤炭都適合轉化成柴汽油,特別是直接液化對煤種要求很高,我國只有少數幾個地區的煤炭適合,間接液化對煤種的適應性要寬泛些。因此,煤制油在我國會得到一定發展,但不可能成為油品生產的主方向。
四、研究的主客觀條件
1 煤變油的必要性
迄今為止,人類使用的燃料主要是礦物燃料(也叫化石燃料),包括石油、油頁巖、煤和天然氣,而用得最多的是石油和煤。自從19世紀中葉和20世紀初在美洲和中東發現大規模的石油礦藏以來,人們廣泛使用石油為能源。隨著工業化程度的提高,石油的用量猛增,僅1968年至1978年這10年間,全世界開采的石油就相當于過去110年的開采量。全世界已經發現的石油蘊藏量大約為4萬億桶,科學家估計,地球上石油和天然氣資源將在100年內枯竭。煤是地殼中儲量最豐富的礦物燃料,全世界煤的可開采量估計要比石油多20~40倍,供應年代遠大于石油。但是,作為燃料,煤有兩大缺點:一是不干凈,煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫,造成對大氣和周圍環境的嚴重污染;二是從原子結構上看,煤的氫一碳比(H/C)還不到石油的一半,限制了它的綜合利用。
近年來,隨著石油資源日益減少,國際石油市場動蕩不定,給各國經濟發展帶來不利影響。人們不會忘記1973年及1979~1980年兩次石油危機造成的全球性經濟衰退。同時,由于石油是規模巨大的石油化工的基礎,除用于塑料、纖維、油漆、醫藥等工業外,還用于生產食用油脂、蛋白質、糖類及合成甘油等基本食品,石油資源的枯竭,必將影響到石化工業。因此,從經濟和社會效益來看,煤經過轉化(煤變油)再利用是值得提倡的發展方向。
2 煤變油的可能性
石油是一種氣態、液態和固態碳氫化合物的混合物,也可能是由古代的動植物長期被埋藏在地下而形成的,儲集在地下的多孔性巖石里。石油中碳氫化合物(包括烷烴、吠樘?頭枷閭?占98%以上。
煤是一種碳質巖石,是古代森林由于地殼的變動被埋人地下,經過漫長的地質年代的生物化學作用和地質作用而形成的。按煤化作用程度的不同,可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類。它是多種高分子有機化合物和礦物質的混合物,其中有機化合物以碳為主,氫、氧、氮、硫等次之。
由此可見,煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的,其主要區別在氫——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化學結構十分復雜的復合體,其基本結構是縮合芳烴為主體的帶有側鏈和官能團的大分子。而油大多數是以脂肪族的直鏈烴為主,也有環烷烴類,比煤的結構簡單得多。因此,人類產生了由煤液化轉化為油的想法。
我國是一個產煤大國,合理有效地開發煤資源的綜合利用已經擺在我國科學工作者的面前。另外從國家安全出發,研究開發煤資源的綜合利用,是一項可持續發展的國策,因而發展煤變油技術越發顯得重要。
3 煤變油的關鍵是煤液化技術
要將煤變成油,首先要將煤液化,然后進行分解,因而煤變油的關鍵是煤的液化技術。
所謂煤的液化,就是將煤通過化學加工轉化為液體產品的過程,煤的液化可分為直接液化和間接液化兩個體系
3.1 直接液化
煤直接液化就是把煤直接轉化成液體產品,此項技術20世紀初首先在美國、德國、英國和日本實現。70年生石油危機后,再一次出現煤直接轉化液體燃料油的研究熱潮。到了80年代,煤直接液化的工藝日趨成熟,有的國家已完成了5000噸舊示范廠或2300噸/B生產廠的設計。煤直接液化工藝主要有:
①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環的供氫溶劑中與氫混合,溶劑首先通過催化器拾取氫原子,然后通過液化反應器“貢獻”出氫,使煤分解。
②氫一煤法是采用沸騰床反應器,直接加氫將煤轉化成液體燃料的工藝。
③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿,再把煤漿與氫混合后送人反應器。
④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿,再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉化過程所需的大部分或全部的氫,可減少或不用氫氣,從而降低成本
3.2 間接液化
煤的間接液化是先將煤氣化,生產出原料氣,經凈化后再進行改質反應,調整氫碳比而成。它是德國化學家于1923年首先提出的。
煤間接液化的主要方法稱為費托(F--T)合成技術。該方法先把經過適當處理的煤送人反應器,在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽),以一定的流動方式轉化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘渣排出)。如用空氣作氣化劑,可制成低熱值(4.7~5.6兆焦/米3合成氣,用氧氣作氣化劑,可生產中熱值(11.2—13.O兆焦/米3)合成氣。再以合成氣為原料,在催化劑作用下合成碳、氫、氧化合物,例如醇、醛、酮、酯,以及碳氫化合物烴類或液態的烴類。從第二次世界大戰時起到1945年,德國建立了費托合成裝置9套,催化劑由一氧化碳、釷、鎂組成,所得的產物組成為:汽油46%、柴油23%、油3%和石蠟28%。戰后,ARCE公司研制了成分為鐵、硅、鉀、銅的催化劑,所得產物組成為:汽油32%、柴油21%、石蠟烴47%。1955年在貧油的南非SASOL建立了相同工藝的費托合成裝置,并實現了工業化。SASOL公司是世界最大、也是唯一由煤間接氣化再用費托合成技術生產汽油和各種化學品的公司,擁有員工26000多人,年銷售額達25億美元。因工藝所需已擁有法國法液空66900米3/時、氧氣純度為98.5%的空分設備12套,74000米3/B十空分設備1套,總制氧能力達87萬米3/時,號稱世界上最大的制氧站。僅SASOL I裝置,每年氣化1200萬噸煤,需要40萬米3/時、純度為98%的氧氣。而后SASOLⅡ和SASOLⅢ系統先后建成。現在,該公司是世界上最大的商業性煤液化廠,已建成3個廠,采用魯奇氣化爐和F--T合成反應器,年產合成液體燃料和化學品400萬噸,年耗煤2700萬噸以上。
值得一提的是,據美國聯碳公司研究,用煤生產1噸合成燃料,所需氧氣為0.3~1噸;產量為10萬桶/天的合成燃料裝置,需10~20套并聯安裝的2000—2500噸/天制氧機。另據1993年山西省去南非SASOL公司考察,了解到煤的氣化所用氧氣為:1000米3粗煤氣,要用純度99%的氧氣150米3。因而煤氣化及轉化所需的大型空分設備將是很有市場的。
4 煤變油在我國
利用豐富的煤資源,采用直接和間接煤液化技術,人類已經實現了煤轉化為油的夢想。我國對煤的液化及轉化也非常重視,1980年重新開展煤直接液化研究,1983年和1990年兩次從日本和德國引進的煤直接液化技術和設備,至今還在繼續使用和運行,中國煤種液化特性評價和液化工藝的研究及對費托合成的研究也一直在進行。對此,國家從“六五”起都安排攻關項目。經過科研工作者多年的艱苦努力,已有一部分成果接近工業化的前期,有的研究成果具有很強的創新性,處于國際領先地位。
目前我國在煤制取合成氣方面已取得較好的成果,并正向世界一流技術水平進軍。另外在合成氣制含氧化學品的技術和工藝方面也取得了明顯的成果,有的已經是產業化的規模,例如合成氣制二甲醚,合成氣制甲醇及下游產品的開發,合成氣制乙醇,聯產乙醛、乙酸等。特別是改進催化劑制備工藝,制備出有高活性特殊功能、特殊選擇性的催化劑,使煤制得的合成氣得以合成出附加值更高的化工原料和化工產品。例如北京化工大學催化研究室在國家的支持下,經過多年的努力,所研制的新型物種Fe3C納米粒子催化劑,用于合成氣定向控制轉化成丙烯的費托催化反應中,獲得突破性成果。
納米粒子是20世紀80年代問世的一種新材料,由于它的粒徑小,比表面積大,表面原子占有率高,表面具有未飽和鍵、懸空鍵的特殊電子結構和體相結構,使其在光學性質、磁性、導熱以及化學活性等方面具有奇異的特性,引起當代科學界的重視。北京化工大學采用激光熱解法,結合固相反應制備的碳化鐵納米粒子催化劑,粒徑在2nm~3nm,比表面積200m2/g,反應溫度260~320℃,壓力1.5MPa,合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環的條件下,在連續加壓漿態 床反應器中對催化劑催化性質測試,結果表 明CO轉化率達98%以上。由于粒子的尺寸效應,丙烯的選擇性達82%。同時,由于 催化系統的高度還原性,完全抑制C02的 生成,打破費托合成SF產物分布的限制,使CO最大限度轉化為高附加值的丙烯,實 現了充分利用資源的月的。因為丙烯是不可 缺少的基礎化工原料,目前大都以石油原料經裂解或煉油兩種方式生產。該研究開辟了 以煤為資源經合成氣一步轉化為丙烯的工藝 路線,用以替代價格日益上漲和資源有限的石油,具有重要戰略意義,也是合理利用地 球資源較好的實例。經成本核算,用此方法 合成的丙烯成本與用石油為原料生產丙烯價格相當或略低,是很有應用前景的生產新工 藝。該研究成果處于國際領先地位,引起了 國內外同行的關注。
我國對煤制甲醇也做了大量工作。甲醇是用含有H2和CO的原料氣制作的,可用 作化工原料、溶劑和燃料。甲醇用作汽車燃 料,可在汽油中摻人5%、15%、25% (M--5、M--15、M口25)或用純甲醇(M-- 100)。甲醇和異丁烯合成甲基叔丁基醚 (MTBE),用作無鉛汽油辛烷值添加劑;或 直接合成低碳混合醇(甲醇70%,低碳醇 30%),用作汽油辛烷值添加劑。甲醇還可制取合成汽油。目前,我國甲醇年產能力超 過60萬噸,其中約20%用作燃料。煤用間 接液化制成燃料甲醇已有了成熟技術。
五、研究進度安排
1。寫可行性報告
2。搜集相關資料
3。開始試驗研究
4。整理研究結果
5。寫試驗總結
六、主要參考文獻
眾所周知,作為燃料,煤相對于石油有兩大缺點:一是不干凈,煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫,造成對大氣和周圍環境的嚴重污染;二是從原子結構上看,煤的氫一碳比(H/C)還不到石油的一半,限制了它的綜合利用。于是有許多科學家提出了許多轉化煤和石油的方法,以達到利益最大化,危害最小化。
煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的,其主要區別在氫——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化學結構十分復雜的復合體,其基本結構是縮合芳烴為主體的帶有側鏈和官能團的大分子。而油大多數是以脂肪族的直鏈烴為主,也有環烷烴類,比煤的結構簡單得多。因此,人類產生了由煤液化轉化為油的想法。
①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環的供氫溶劑中與氫混合,溶劑首先通過催化器拾取氫原子,然后通過液化反應器“貢獻”出氫,使煤分解。
②氫一煤法是采用沸騰床反應器,直接加氫將煤轉化成液體燃料的工藝。
③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿,再把煤漿與氫混合后送人反應器。
④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿,再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉化過程所需的大部分或全部的氫,可減少或不用氫氣,從而降低成本
⑤費托(F--T)合成技術。該方法先把經過適當處理的煤送人反應器,在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽),以一定的流動方式轉化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘渣排出)。
⑥北京化工大學采用激光熱解法,結合固相反應制備的碳化鐵納米粒子催化劑,粒徑在2nm~3nm,比表面積200m2/g,反應溫度260~320℃,壓力1.5MPa,合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環的條件下,在連續加壓漿態床反應器中對催化劑催化性質測試,結果表 明CO轉化率達98%以上。由于粒子的尺寸效應,丙烯的選擇性達82%。同時,由于催化系統的高度還原性,完全抑制C02的 生成,打破費托合成SF產物分布的限制,使CO最大限度轉化為高附加值的丙烯,實現了充分利用資源利用。
一、系統總體需求分析
需求分析是軟件設計很重要的一個環節,它主要解決“做什么”的問題,即全面了解用戶的需求,把軟件開發過程中可能遇到的重點和難點提出來,在整個軟件設計過程中起到了提綱挈領的作用。通過分析確定了系統管理人員、教學管理人員、學科組組長、指導教師及學生等角色,下面就各角色的具體需求進行分析。
1.系統管理人員角色涵蓋了用戶角色添加,用戶權限的設置等。
2.教學管理人員負責對所有學生進行選題和名單的匯總、開題報告的匯總、論文和論文成績的匯總,論文進度的設置及教師角色設置等,不同的系別或專業可以設置教學管理人員一名,具體的系別分配及權限設置由系統管理人員設定。
3.各學科組組長負責審核指導教師的選題、審定學生論文終稿及確定論文成績等,學科組組長同時可以是指導教師,其角色由教學管理人員進行設置。
4.指導教師角色包含畢業論文選題的上傳、學生的選擇、開題報告的審核、畢業論文的修改及論文成績的評定等,其用戶界面有選題上傳、學生選擇、開題報告審核、論文指導、論文成績評定、個人信息管理等內容。
5.學生角色主要有選題查詢、選題選定、開題報告材料提交、論文材料提交、論文成績的查詢等內容,其用戶界面有選題、開題報告提交、論文提交、個人信息管理等內容。
二、系統功能需求分析
為了進一步完善該系統,實現資源的優化配置,提高事務處理能力,需要進一步進行性能及功能的需求分析。
1.教學管理人員應及時提供教師及學生信息,師生互相選擇的界面要具有交互性。教師可以在系統中查看選擇自己課題的學生名單及學生的具體信息,學生可以在指導教師名單中進行選擇,同時也能查詢到其他選擇該指導教師的同學名單,以加強師生間的相互溝通。
2.選題應由指導教師確定,教師可將選題上傳到系統由學科組組長通過后再正式到網絡上供學生選擇,學生確定選題后就可以根據設置的論文進度開展論文寫作。
3.在論文寫作階段,系統要提供一個交互平臺供師生進行交流,并允許通過系統上傳及下載文件。
4.在寫作過程中要有開題報告及論文中期考核等環節,指導教師要對各環節進行評分,學生可以直接通過系統查看自己的分數。
5.教學管理人員可以在系統中公告,指導教師及學生可以查看公告。
6.當學生提交論文終稿后,指導教師要對論文進行評分并經學科組組長審核通過,如果畢業論文成績達到合格及以上的學生成績將及時的反饋出去供學生查看,不合格的學生則須繼續撰寫和修改論文直至合格。
7.教學管理人員可以通過系統直接執行打印論文題目清單及學生成績表等,同時還可以根據論文題目或指導教師相關信息或學生相關信息實現快速查詢等。
8.不同的用戶可以通過系統維護自己的賬戶,可以修改基本信息,但不能修改自己的帳號,其帳號具有唯一性。
三、畢業論文管理系統的功能設計
1.系統開發工具
由于學生在撰寫論文時很多都在外地實習,具有一定的地域分散性,因此本系統主要采用B/S架構,應用ASP.NET技術來實現在網絡環境下的學生畢業論文管理,其使用的開發環境為Microsoft visual studio 2010,采用C#為開發語言及SQL Server 2005為后臺數據庫進行開發的。
圖1 總體架構體
2.系統功能模塊設計
根據系統需求分析,系統主要分為五個模塊,總體架構體如圖1所示。
3.系統的主要流程
(1)首先由系統管理人員登錄系統,添加教學管理人員、指導教師、學科組組長及學生等角色并設置各用戶角色的權限。
(2)然后教學管理人員可登錄系統,添加教師名單及畢業學生名單,同時對教師角色及論文進度進行設置,教師角色分為指導教師和學科組組長,其二者是可以重復的,指導教師可以是學科組組長,此時指該指導教師頁面中除了出現指導教師頁面出現的內容外還會具備學科組組長的內容。
(3)接著指導教師、學科組組長及學生可根據各自角色登錄系統,修改完善個人信息。指導教師可論文選題及論文撰寫各種要求,上傳系統供學科組組長審核。如果指導教師選題審核不過關則系統會要求該教師重新擬定選題然后繼續進入學科組組長審核頁面直至選題通過為止。
(4)指導教師論文選題通過后就公布在網絡上,學生就可以通過系統查看和選擇選題。指導教師也可以通過系統查看選擇其選題的學生情況并進行選擇,如果有學生不符合選題要求則退回,系統會提示學生重新進行選題,直至實現雙向選擇,學生選題確定后就可以開展論文寫作。教學管理人員此時就可以就選題對學生名單進行匯總。
(5)在論文撰寫初期學生要在系統上提交開題報告給指導教師審核,指導教師審批后評定分數,學生可以通過平臺即時查到該分值。
(6)學生撰寫論文過程中可以通過平臺留言,咨詢指導教師相關問題,指導教師也可通過平臺及時回復學生問題,同時學生撰寫的論文稿件可以通過上傳到平臺供指導教師查看,指導教師批改完后可以將修改稿上傳到平臺供學生下載并且通過留言告知學生修改意見。學生可依據指導教師點評進行論文修改,修改完成后可再次提交論文。系統會記錄學生提交論文的次數及指導教師的點評次數。
(7)學生論文定稿后將論文上傳到系統,指導教師可以對論文評分,并將論文正稿和成績提交給學科組組長審核,學科組組長可以對論文成績進行修改和確定并將修改結果反饋給指導教師,指導教師確認后學生成績生效;如果指導教師有異議則可將意見提交給學科組組長進行復核直至通過為止。經指導教師和學科組組長雙重確認后學生可以在系統上查詢到自己的論文成績及畢業論文綜合成績(開題報告成績和論文成績綜合后的成績)。如果有學生在論文進度設置時間內未完成畢業論文則系統自動判定不合格。
(8)最后,教學管理人員可以對論文定稿、論文成績及畢業論文綜合成績進行查詢、匯總及打印等操作。
四、系統部分模塊關鍵代碼實現
1.登錄模塊
用戶根據自己的編號(學生為學號,系統管理員、教學管理人員及教師為教工號)、密碼(身份證號)登陸系統。
HttpCookie cookie = Request.Cookies [“CheckCode”];
try { if (cookie.Value = = this.txtCode.Text.Trim())
{ using (var edm = new Manage Entities())
{
//查詢輸入的用戶編號是否存在
var user = from u in edm.Users
where u. UserNo= = userId.Text
select u;
if (user.Count() = = 0)
//判斷:用戶表中不存在該用戶記錄時,提示用戶名輸入錯誤
{
Response.Write("”);
}
//判斷,用戶名對應的密碼是否正確
foreach (var custObj in user)
{
if (custObj.PWD = =userPwd.Text)
{
Session["UserNo"] = userId.Text.Trim();
Session["UserName"] = custObj.User.Name.Trim();
Session[“Popedom”] = custObj.Pope dom.Trim();
Response.Write(“”);
}
else
{
Response.Write(“”);
}
}
}
}
else
{
Response.Write(“”);
}
}
catch (Exception error)
{
lError.Text = error.ToString();
}
2.學生選題模塊
//判斷CheckBox的選中狀態,更新數據庫相應字段。
CheckBox cbox= (CheckBox)gvTopic.Rows[e.Row.RowIndex].FindControl ("cbTopic");
if (cbox.Checked = = true)
{
//根據用戶登錄名查詢該用戶是否已經選擇了論文選題。
using (var edm = new ManageEntities())
{
var topic = from u in edm.Graduation Project
where u. UserNo= =Session["UserNo"].ToString()
select u;
if (topic.Count() = = 0)
{
//當該學生沒有選擇過論文題目時,則將該學生新選擇的題目名稱更新到畢業設計
//表選題學生編號字段上。
string strTopicNo= Convert.ToString (gvTopic.DataKeys[e.Row.RowIndex].Values[“TopicNo”]);
var topic1 = from u in edm.Gradua tionProject
where u.TopicNo= = Convert.ToInt64 (strTopicNo)
select u;
foreach (var custObj in topic1)
{
if (custObj. TopicState = = true)
{
lResult.Text = “選題失敗,已有人選!”;
}
if (custObj. TopicState = = false || custObj. TopicState = = null)
{
custObj. TopicState = true;
custObj.UserNo=Session["UserNo"].ToString(); custObj.UserName=Session ["UserName"].ToString();
lResult.Text = “選題成功!”;
}
}
edm.SaveChanges();
Bind();
}
else
{
lResult.Text = “選題失敗,請先退選,再重新選擇!”;
}
}
}
3.上傳選題模塊
在處理上傳的畢業論文及各種留言內容時使用了CuteEditor―Html在線編輯器來實現。CuteEditor for ASP.NET是一款功能強大且簡單實用的跨瀏覽器、跨平臺的所見即所得的在線html編輯器,其用戶界面簡潔,加載速度快。通過該款編輯器可以方便Asp.net開發者對文本框的內容進行編輯。此外,CuteEditor還集成了對文檔、圖片等文件的上傳模塊及音頻、視頻等媒體文件進行直接插入的模塊。下面以指導教師論文題目上傳模塊為例進行說明。
//新增一條指導教師論文題目上傳記錄
using (var edm = new ManageEntities())
{
GraduationProject gp = new Gradua tionProject();
gp.TopicName= txtTopic.Text.Trim().ToString();
gp.Professional=ddlProfessional.SelectedValue.Trim().ToString();
gp.Demand=txtDemand.Text.Trim().ToString();
gp.Year=ddlYear. SelectedValue.Trim().ToString();
gp.TopicState=false;
gp.TeacherNo= Session["TeacherNo"].ToString().Trim(),
gp.TeacherName= Session["Teach erName"].ToString().Trim(),
gp.Academy=txtAcademy.Text.Trim().ToString();
gp.Assignment= cuteEditor.Text;
edm.GraduationProjects.AddObject (gp);
edm.SaveChanges();
}