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1、毕业设计是指在老师的指导下学生们在确定的课题惊喜工程设计与研究,包含了设计、计算、绘图等最后在提交一份报告。
2、毕业论文是指题目由导师指定或者是同学提出在经老师的确定,都是专本科专业学科发展或是在实践里提出理论问题和实际问题,通过这一环节是同学们感受到相关科学研究选题、查阅、文献以及研究方案。
(来源:文章屋网 )
关键词:毕业论文 管理系统 B/S模式
本科毕业论文是毕业生总结性的独立作业,是学生运用在校学习的基本知识和基础理论,去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程,也是学生在校期间学习成果的总结,是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力有着重要的意义。人工进行毕业论文各种信息的管理存在着工作量大、速度慢、出错率高等方面的问题,设计毕业论文管理系统显得非常必要[1,2]。
笔者对毕业设计过程中的课题申报、课题审核、学生选题、提交论文等环节进行了系统分析,设计了基于Web的毕业论文管理系统,充分利用与整合了可用的网络资源,为学校、学院、教师和学生提供了交互式接口,实现了学生和教师的网上互动[3]。本系统采用了优秀网站开发技术ASP,后台使用Access数据库,从整体上实现了论文管理的各项功能,使得毕业设计课题的申报和审核、论文选题、论文提交、成绩考核等更易于管理,同时也可以对毕业设计课题的难度、工作量等其他信息进行详细管理,对保证毕业设计的质量有一定的现实意义[4]。
1 系统功能设计
本系统的基本功能根据用户的不同分为4个模块:学生模块、教师模块、专家模块和管理员模块。
1.1 学生模块
注册:新用户需要先注册,填写自己的基本信息,本系统规定学号为0001~9999,即学生数最多为9999。
登录:注册过的用户可以使用“学号/姓名+密码”登录系统。
密码修改:初始密码规定为6位以上数字或字符,学生登录后可修改密码。
课题选择:教师申请的课题通过审核之后,学生可以选择自己的志愿。
结果查询:在教师选择学生之后,学生可以查询到自己是否被确认。
论文提交:学生可以在特定时间将写好的论文提交上去。
确认上传:论文提交之后要确认上传,一旦确认上传就不能再次提交了。
对教师评价:在论文的最后阶段要对教师进行评价。
留言:在教师确认学生之后,学生可以通过留言的形式与教师进行沟通。
1.2 教师模块
注册:教师首次登录也需要先注册,系统规定教师号为001~999。
课题申报:填写必要的信息进行课题申报。
课题修改:对申报的课题进行修改,查找错误。
选择学生:在学生选择课题之后,教师可以选择学生。
综合查询:可以查询相关主题的信息、分数和课题的审核结果。
论文下载:教师可以下载学生提交的论文。
成绩评定:教师在审核学生论文之后,可以对论文进行成绩评定。
论坛:教师可以在论坛上给学生留言,或与学生交流问题。
1.3 专家模块
一审:由各学院的专家对教师提交的课题进行审核。
二审:在一审中没有通过的课题要进行二次审核。
结果公布:公布审核通过的课题和没有通过审核的课题。
综合查询:可以查询相关主题的信息、分数以及课题的审核结果、教师的成绩、学生调剂情况等。
1.4 管理员模块
2 系统实现
系统是通过B/S三层结构实现学生论文提交、教师对论文的管理以及专家审核等功能。采用浏览器、服务器、数据库的三层结构,当不同用户通过浏览器提交和评阅时,向Web服务器发出请求,Web服务器根据用户的指令执行程序,并从数据库中取出相应的信息反馈给客户端。
2.1 登录和注册
2.2 学生模块
其中课题选择与结果查询、论文提交和确认上传部分设计如下。
2.2.1 课题选择部分与结果查询设计
本院教师申请的课题被审核通过之后,学生即可看到备选课题。每名学生有3个可供选择的志愿,但最终由教师决定哪个课题对应哪个学生。学生选择课题之后,可点击结果查询,查看自己的选择情况,如果正确则可以点击“完成”,否则点击“重选”。这两个部分的算法设计基本相同,只是在不同条件下显示不同而已。课题选择部分只是查询数据库,将教师申请通过的课题显示出来;而结果查询则是从数据库中查询当前学生所选课题的信息,将课题的选择顺序、课题名称、指导教师等结果依次显示出来。如果点击“完成”,则系统会弹出提示框,询问学生是否确定当前的课题选择结果,如果确定,系统将清空“志愿”的值,并显示“操作完成不能再进行修改”的提示。
2.2.2 论文提交部分和确认上传部分的设计
在学生选好课题之后,开始毕业论文的撰写工作,论文写好后可以通过论文提交功能进行提交。其中,论文命名格式必须为“学号+姓名”,并且文件后缀名必须是“.doc”,文件上传如果成功,会弹出提示窗口。系统之所以要设计确认上传功能,主要考虑到两个原因:(1)确认上传就意味着最终上传,与论文上传功能分开比较好;(2)论文提交程序中使用了window.parent.Finish()功能[7],但该语句在执行过之后程序就结束了。因此,即使在其后使用更新数据库的语句也得不到执行。
2.3 教师模块
由于教师模块的整体风格与学生模块使用了同样的框架,因此与学生模块的风格基本相同。
2.3.1 课题申报与课题修改模块的设计
教师在学生开始选题之前就要进行课题申请,只有通过专家审核的课题才能够被学生使用。课题申报页面主要是填写和提交课题的相关信息(如图4所示)。
只要提交的课题没有被审核通过,教师就可以进行课题的修改,以达到专家小组的要求。在课题修改页面中,会显示一个包含所有可以修改课题的下拉式菜单,点击某一个课题,则会跳转到与课题申请相类似的页面,只是页面下方的“提交”按钮变为“修改并提交”按钮。
2.3.2 选择学生功能模块的设计
当学生选择过教师的课题之后,可能出现一个题目多人选的情况,教师可视情况对学生进行挑选,页面将课题名称与对应的学生以表格形式显示出来。
当教师点击某学生时,页面会显示学生的基本信息供教师参考。一旦教师在某一课题中选择了某个学生,该学生就不能再被其他教师、其他课题选中。
2.3.3 成绩评定模块的设计
对于学生已经提交的论文,教师经过仔细阅览之后,可以对学生的论文进行评分,等级分为五级,即优、良、中等、及格和不及格。
2.4 专家模块
专家主要是针对本院系教师申请的课题进行相关审核,功能包括:一审、二审、结果公布和综合查询。专家不能够自行注册,须由管理员进行添加。
点击“一审”,系统会自动查询数据库,将教师申请审核的课题显示出来,并附以专家意见表格,用于填写专家的审核意见(如图5、图6所示)。
只有在“审核小组修改意见”中信息为“适用”的课题才能够通过审核,否则需要进行二审。二审的界面与一审基本相同,如果课题不能通过审核,则不能在结果公布中显示出来。
2.5 管理员模块
管理员的功能可分为3个部分:备份数据、删除数据和添加审核人员。
2.6 BBS论坛
BBS论坛是本系统中连接学生和教师的一个交流平台,在学生的功能主界面和教师的功能主界面上各有一个可以进入论坛的入口。对于学生来说,当学生选择过题目并且教师也选择了该生之后,学生就可以使用BBS论坛与教师进行交流,比如论文的提交时间、论文的格式要求等。对于教师来说,当教师确定学生之后,便可以与该生在论坛上以留言的形式进行交流,特别是解答学生的相关问题。
本系统设计时考虑到教师功能与学生功能之间的差异,设计相应的界面时也有少许不同,由于学生只能选择一个课题,因此学生的论坛主页只有一个课题的相关入口;但教师不同,一个教师可以有多个课题,因此教师的论坛主页有多个课题的相关入口。
3 结束语
该系统在使用ASP和Microsoft Access 2000的基础上,实现了毕业论文管理系统中各个模块的功能,包括课题申请、课题的审核、学生选题、论文提交、论文下载、网上留言交流以及论文成绩评判等。整个系统模块划分清晰、容易理解和操作,同时各模块之间联系紧密,相互耦合,使得系统更加完善。
对于目前的毕业论文管理系统而言,应从以下两方面予以完善:第一,网上交流采用即时通讯工具,如QQ,这样能够使得学生和教师的交流更加方便快捷;第二,论文的开题报告、中期报告也应当有相应的功能模块,与论文提交成为一体。
参考文献
[1]李巍,王华东.毕业论文管理系统中的关键技术研究[J].计算机时代,2011(8):32-34.
[2]梁敬东,伍世珍.基于J2EE的毕业论文管理系统设计与实现[J].高等农业教育,2010(8):83-84.
[3]陈芳,陈朝.基于Web的毕业论文管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2008,4(8):2049-2050,2066.
[4]刘志铭,孙明丽,庞娅娟.ASP+Access数据库系统开发案例精选[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[5]钱血忠,罗海驰,陈国俊.数据库原理及技术课程设计[M].北京:清华大学出版社,2009.
一、 毕业论文(设计)文本结构规范
1.毕业论文(设计)内容结构
⑴ 中、外文摘要 扼要叙述本论文(设计)的主要内容、特点,文字要精练。中文摘要约300字左右,外文摘要不宜超过250个实词;关键词要符合学科分类,一般为2-4个,每个词均为专业名词(或词组),一词在6个字之内。
⑵ 目录
⑶ 正文 包括选题背景、方案论证、过程(设计或实验)论述、结果分析(含技术经济论证)、结论或总结。
选题背景:说明本课题的来源、目的、意义、应解决的主要问题及应达到的技术要求;简述本课题在国内外发展概况及存在的问题,本设计的指导思想。
方案论证:说明设计原理并进行方案选择,阐明为什么要选择这个设计方案(包括各种方案的分析、比较)以及所采用方案的特点并进行技术经济论证。
过程(设计或实验)论述:指作者对自己的研究工作的详细表述。要求论理正确、论据确凿、逻辑性强、层次分明、表达确切。
分析:对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析。
结论或总结:对整个研究工作进行归纳和综合,阐述本课题研究的结论和尚存在的问题及进一步开展研究的见解和建议。
注:文科及其它学科,可根据学科特点,参照上述结构制定统一的正文结构规范。
⑷ 致谢
⑸ 附录 包括与论文有关的图表、计算机程序、计算书、运行结果,主要设备、仪器仪表的测试精度等。
⑹ 参考文献。
(7)任务书
(8)毕业设计(论文)评定意见表
下载列表:
本科生毕业论文(设计)基本规范要求
本科生毕业论文(设计)开题申请表
开题报告要求
2.工作量要求
⑴ 论文(设计说明书)字数不应少于7000字;
⑵ 原则上查阅文献5篇以上。
3.排版基本规范要求
⑴ 正文撰写规格
① 论文开本及版芯
论文开本大小:210mm×297mm(A4纸);
版芯要求:左边距:30mm,右边距:25mm,上边距:30mm;下边距:25mm,页眉边距:23mm,页脚边距:18mm;
② 标题
论文分三级标题:
一级标题:黑体,三号或16pt,段前、段后间距为1行;
二级标题:黑体,四号或14pt,段前、段后间距为1行;
三级标题:黑体,小四号或12pt,段前、段后间距为1行。
上述段前、段后间距可适当调节,以便于控制正文合适的换页位置。
③ 正文字体及页眉、页脚
正文字体:正文采用五号宋体,行间距为18磅;图、表标题采用小五号黑体;表格中文字、图例说明采用小五号宋体;表注采用六号宋体。
页眉、页脚文字均采用小五号宋体,页眉左侧为“中国农业大学学士学位论文”,右侧为一级标题名称;页眉下横线为上粗下细文武线“ ”(3磅);单面打印时页码排在页脚居中位置,双面打印时页码分别按左右排在切口一侧。
物理量应按规定采用斜体,单位字母采用正体,其他英文、罗马字符一般采用Time New Roman正体。
④ 图纸、图表要求
文中所列图形应有所选择,照片不得直接粘贴,须经扫描后以图片形式插入。图纸、图表布局合理,整洁,线条粗细均匀,标注规范,注释准确;工程图纸必须按国家规定标准或工程要求绘制。其他详细要求见附文。
⑵ 参考文献
为了反映文稿的科学依据和作者尊重他人研究成果的严肃态度以及向读者提出有关信息的出处,正文中应按顺序在引用参考文献处的文字右上角用[]标明,[ ]中序号应与“参考文献”中序号一致,正文之后则应按引用序号刊出参考文献。
参考文献的著录,按著录/题名/出版事项顺序排列。
期刊:著者.题名.期刊名称,出版年,卷号(期号):起始页码
书籍:著者.书名.版次(第一版不标注).出版地:出版者,出版年.起始页码(选择项)
其他参考文献的著录详细要求及示例见附文。
毕业论文(设计)
开题报告
题 目: 煤变石油的研究
姓 名:
学 号:
专业班级: 06级化学系本科班
指导教师:
一、选题依据(包括选择课题的背景、选题研究的理论及实践意义)
前一段时间,煤变石油在国内被炒得沸沸扬扬,旋即归于沉寂。沸沸扬扬反映了人们对其技术内涵并不很熟悉,沉寂则反映出人们对其价值的不了解,担心水变油的误导事件在神州大地重演。然而,这回可的的确确是真的,这不仅因为我国已掌握了世界最先进的煤炭液化技术,而且———煤变石油真的离我们并不遥远。
石油是一种重要的战略物质,有了它,船舰可以乘风破浪,汽车可以翻山越岭,飞机可以穿云透雾……然而,近年来国际石油价格飞涨,供需差距越来越大。以我国为例,石油年消费量约为2.5亿吨,生产能力仅约15亿吨,预计2005年和2015年消费量将超过2.6亿吨和3.1亿吨,尤其若干年后石油开采枯竭的时候,这些动力和交通工具又该靠什么来运行呢?不必担心,聪慧的科学家们早已为我们设计了一个煤变石油的方案。
许多勘探资料都表明,全世界煤的可开采资源是巨大的,其能量值相当于石油资源的10倍。煤和石油的形态、形成历史、地质条件虽然不同,但是它们的化学组成却大同小异。煤中约含碳80%~85%,含氢4%~5%,平均分子量在2000以上。石油含碳85%,含氢13%,平均分子量在600以内。从组成上看,它们的主要差异是含氢量和分子量的不同,因此,只要人为地改变压力和温度,设法使煤中的氢含量不断提高,就可以使煤的结构发行变异,由大分子变成小分子。当其碳氢比降低到和石油相近时,则煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油气、喷气燃料等石油产品了。同时还可以开发出附加值很高的上百种产品,如乙烯、丙烯、蜡、醇、酮、化肥等,综合经济效益十分可观。
国际上经典的煤变石油工艺是把褐煤或年轻烟煤粉与过量的重油调成糊状(称为煤糊),加入一种能防止硫对催化剂中毒的特殊催化剂,在高压釜里加压到20266~70931千帕并加热到380~500摄氏度的温度,在隔绝空气的条件下通入氢气,使氢气不断进入煤大分子结构的内部,从而使煤的高聚合环状结构逐步分解破坏,生成一系列芳香烃类的液体燃料和烷烃类的气体燃料。一般约有60%的煤能转化成液化燃料,30%转化成为气体燃料。具体来说,煤变石油的工艺可分为“直接液化”和“间接液化”两种,从世界范围来看,无论哪一类液化技术,都有成熟的范例。
“直接液化”是对煤进行高压加氢直接转化成液体产品。早在第二次世界大战之前,纳粹德国就注意到了煤和石油的相似性,从战略需要出发,于1927年下令建立了世界上第一个煤炭直接液化厂,年产量达10万吨,到1944年达到423万吨,用来开动飞机和坦克。一些当时的生产技术,今天还在澳大利亚、德国、巴基斯坦和南非等地应用。
“间接液化”是煤先气化,生产原料气,经净化后再行改质反应,调整氢气与一氧化碳的比例。此项技术主要源于南非,技术已非常成熟,煤变石油成本已低于国际油价,但技术一直严格保密。20世纪50年代,南非为了克服进口石油困难,成立了南非萨索尔公司,主要生产汽油、柴油、乙烯、醇等120多种产品,总产量达到700多万吨。目前,这家公司的3个液化厂,年耗煤4590万吨,年产合成油品1000万吨。该公司累计投资70亿美元,现在早已回收了全部设备投资。此外,俄罗斯、美国、日本等国也相继陆续完成了日处理150~600吨煤的大型工业试验,并进行了工业化生产的设计。
我国的煤炭科学总院对煤变石油的研究已进行了20多年,培养了一支专门从事直接液化技术研究的科研队伍,建成了具有先进水平的加氢液化、油品加工和分析检验实验室,对几十种煤样进行了试验和评价,筛选了国内十几种适宜液化的煤种,有良好的技术基础。1997年,中国科学院山西煤炭化学研究所进行的煤基合成汽油年产2000吨的工业试验获得阶段性成果,并通过了中科院的技术鉴定,为万吨级的工业化生产奠定了基础。其技术上也取得了突破:在催化剂的作用下,可用4~5吨煤,经过一系列工艺流程生产出1吨汽油或柴油。
自1997年至今,经过中德、中美、中日政府间的科技合作,进行了我国煤炭直接液化示范厂的可行性研究,结果表明,在陕西的神府煤田、内蒙古的东胜煤田、云南的先锋煤田,由于煤炭价格低廉,设备大部分可以国产化,从而可使煤液化油成本大大降低,一桶柴油产品的成本只有15~17美元,远低于欧佩克规定的每桶22~28美元的价格带。另一方面,以我们已经掌握的催化剂技术,间接液化合成部分的成本可以降低为原来的六分之一。这就是说,在煤矿坑口建厂,不要中间环节,如果合成油规模达到百万吨级,按目前市场价,吨油成本将控制在2000元左右,具有很强的市场竞争力。令人欣喜的是,国家发改委已批准在陕西神府煤田和云南先锋煤田兴建两个煤液化项目,总投资约200亿元,年产油200万吨。国务院也已正式批准神华集团(位于神府煤田)关于煤炭液化的项目建议书,允许其转入可行性研究阶段,并将投资追加到250亿元。神华集团也已与掌握煤炭液化关键技术的美国HTI公司签订了技术转让意向性协议,已开始初步设计工作。该项目建成后,年产油250万吨,每年可创税收25亿元,年实现利润25亿元,对降低石油危机风险有十分重大的意义。
三、研究内容与方法
我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”。2003年我国总能源消费量达11.783亿吨油当量,其中,煤炭占67.86%,石油占23.35%,天然气占2.5%,水电占5.43%,核能占0.83%。我国拥有较丰富的煤炭资源,2000~2003年探明储量均为1145亿吨,储采比由2000~2001年116年下降至2002年82年、2003年69年。而石油探明储量2003年为32亿吨,储采比为19.1年。在较长一段时间内,我国原油产量只能保持在1.6~1.7亿吨/年的水平。煤炭因其储量大和价格相对稳定,成为中国动力生产的首选燃料。在本世纪前50年内,煤炭在中国一次能源构成中仍将占主导地位。预计煤炭占一次能源比例将由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%达到2005年50%左右。我国每年烧掉的重油约3000万吨,石油资源的短缺仍使煤代油重新提上议事日程,以煤制油己成为我国能源战略的一个重要趋势。
煤炭间接液化技术
由煤炭气化生产合成气、再经费-托合成生产合成油称之为煤炭间接液化技术。“煤炭间接液化”法早在南非实现工业化生产。南非也是个多煤缺油的国家,其煤炭储藏量高达553.33亿吨,储采比为247年。煤炭占其一次能源比例为75.6%。南非1955年起就采用煤炭气化技术和费-托法合成技术,生产汽油、煤油、柴油、合成蜡、氨、乙烯、丙烯、α-烯烃等石油和化工产品。南非费-托合成技术现发展了现代化的Synthol浆液床反应器。萨索尔(Sasol)公司现有二套“煤炭间接液化”装置,年生产液体烃类产品700多万吨(萨索尔堡32万吨/年、塞库达675万吨/年),其中合成油品500万吨,每年耗煤4950万吨。累计的70亿美元投资早已收回。现年产值达40亿美元,年实现利润近12亿美元。
我国中科院山西煤化所从20世纪80年代开始进行铁基、钴基两大类催化剂费-托合成油煤炭间接液化技术研究及工程开发,完成了2000吨/年规模的煤基合成油工业实验,5吨煤炭可合成1吨成品油。据项目规划,一个万吨级的“煤变油”装置可望在未来3年内崛起于我国煤炭大省山西。中科院还设想到2008年建成一个百万吨级的煤基合成油大型企业,山西大同、朔州地区几个大煤田之间将建成一个大的煤“炼油厂”。最近,总投资100亿美元的朔州连顺能源公司每年500万吨煤基合成油项目已进入实质性开发阶段,计划2005年建成投产。产品将包括辛烷值不低于90号且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500种化工延伸产品。
我国煤炭资源丰富,为保障国家能源安全,满足国家能源战略对间接液化技术的迫切需要,2001年国家科技部”863”计划和中国科学院联合启动了”煤制油”重大科技项目。两年后,承担这一项目的中科院山西煤化所已取得了一系列重要进展。与我们常见的柴油判若两物的源自煤炭的高品质柴油,清澈透明,几乎无味,柴油中硫、氮等污染物含量极低,十六烷值高达75以上,具有高动力、无污染特点。这种高品质柴油与汽油相比,百公里耗油减少30%,油品中硫含量小于0.5×10-6,比欧Ⅴ标准高10倍,比欧Ⅳ标准高20倍,属优异的环保型清洁燃料。
山西煤化所进行”煤变油”的研究已有20年的历史,千吨级中试平台在2002年9月实现了第一次试运转,并合成出第一批粗油品,到2003年底已累计获得了数十吨合成粗油品。2003年底又从粗油品中生产出了无色透明的高品质柴油。目前,山西煤化所中试基地正准备第5次开车,计划运行6个月左右。目前世界上可以通过”煤制油”技术合成高品质柴油的只有南非等少数国家。山西煤化所优质清洁柴油的问世,标志着我国已具备了开发和提供先进成套产业化自主技术的能力,并成为世界上少数几个拥有可将煤变为高清洁柴油全套技术的国家之一。据介绍,该所2005年将在煤矿生产地建一个10万吨/年的示范厂,预计投资12亿~14亿元,在成熟技术保证的前提下,初步形成"煤制油"产业化的雏形。
据预测,到2020年,我国油品短缺约在2亿吨左右,除1.2亿吨需进口外,”煤制油”技术可解决6000万~8000万吨以上,投资额在5000亿元左右,年产值3000亿~4000亿元,其中间接液化合成油可生产2000万吨以上,投资约1600亿元,年产值1000亿元左右。从经济效益层面看,建设规模为50万吨/年的”煤制油”生产企业,以原油价不低于25美元的评价标准,内部收益率可达8%~12%,柴油产品的价格可控制在2000元/吨以内。而此规模的项目投资需45亿元左右。
目前,包括山西煤化所在内的七家单位已组成联盟体,在进行”煤制油”实验对比中实行数据共享;不久将有1.2吨高清洁柴油运往德国进行场地跑车试验;2005年由奔驰、大众等厂商提供车辆,以高清洁柴油作燃料,进行从上海到北京长距离的行车试验,将全面考察车与油料的匹配关系、燃动性及环保性等。目前”煤制油”工业化示范厂的基础设计工作正在进行之中,预计可在2010年之前投入规模生产。
我国与南非于2004年9月28日签署合作谅解备忘录。根据这项备忘录,我国两家大型煤炭企业神华集团有限责任公司和宁夏煤业集团有限责任公司将分别在陕西和宁夏与南非索沃公司合作建设两座煤炭间接液化工厂。两个间接液化工厂的首期建设规模均为年产油品300万吨,总投资分别为300亿元左右。通过引进技术并与国外合资合作,煤炭间接液化项目能够填补国内空白,并对可靠地建设“煤制油”示范项目有重要意义。萨索尔公司是目前世界上唯一拥有煤炭液化工厂的企业。从1955年建成第一个煤炭间接液化工厂至今已有50年的历史,共建设了3个煤炭间接液化厂,年处理煤炭4600万吨,年产各种油品和化工产品760多万吨,解决了南非国内40%的油品需求。
中科院与神华集团有关”铁基浆态床合成燃料技术”签约,标志着该技术的产业化指日可待。铁基浆态床合成燃料技术是中科院山西煤化所承担的”十五”中科院创新重大项目和国家”863”计划项目,得到了国家和山西省及有关企业的支持。经过两年多的努力,已经研发出高活性和高稳定性铁系催化剂、千吨级浆态床反应工艺和装置等具有自主知识产权的技术。截至2004年10月已完成了1500小时的中试运转,正在为10万吨/年工业示范装置的基础设计收集数据,已基本形成具有我国自主知识产权的集成性创新成果。与神华集团的合作,将促进对我国煤基间接合成油技术的发展起到积极的作用。
壳牌(中国)有限公司、神华集团和宁夏煤业集团于2004年11月签署谅解备忘录,共同开发洁净的煤制油产品。根据谅解备忘录,在为期6到9个月的预可行性研究阶段,三方将就壳牌煤制油(间接液化)技术在中国应用的可行性进行研究,内容包括市场分析、经济指标评估、技术解决方案和相关规定审核以及项目地点的确定。据了解,神华集团和宁夏煤业集团将分别在陕西和宁夏各建设一座煤炭间接液化工厂。计划中的两个间接液化工厂的首期建设规模均为年产油品300万吨,初步估计总投资各为300亿元左右。
云南开远解化集团有限公司将利用小龙潭褐煤资源的优势,建设年产30万吨甲醇及10万吨二甲醚项目、年产50万吨或100万吨煤制合成油项目,以及利用褐煤间接液化技术生产汽油。该公司计划于2006年建成甲醇及二甲醚项目,产品主要用于甲醇燃料和二甲醚民用液化气。煤制合成油项目因投资大、技术含量高,解化集团计划分两步实施:2005年建成一套年产1万吨煤制油工业化示范装置;2008年建成年产50万吨或100万吨煤制合成油装置。目前,年产2万吨煤制油工业化示范项目已完成概念性试验和项目可行性研究报告。该项目将投资7952万元,建成后将为企业大型煤合成油和云南省煤制油产业起到示范作用。
由煤炭气化制取化学品的新工艺正在美国开发之中,空气产品液相转化公司(空气产品和化学品公司与依士曼化学公司的合伙公司)成功完成了由美国能源部资助2.13亿美元、为期11年的攻关项目,验证了从煤制取甲醇的先进方法,该装置可使煤炭无排放污染的转化成化工产品,生产氢气和其他化学品,同时用于发电。1997年4月起,该液相甲醇工艺(称为LP MEOH)开始在伊士曼公司金斯波特地区由煤生产化学品的联合装置投入工业规模试运,装置开工率为97.5%,验证表明,最大的产品生产能力可超过300吨/天甲醇,比原设计高出10%。它与常规甲醇反应器不同,常规反应器采用固定床粒状催化剂,在气相下操作,而LP MEOH工艺使用浆液鼓泡塔式反应器(SBCR),由空气产品和化学品公司设计。当合成气进入SBCR,它藉催化剂(粉末状催化剂分散在惰性矿物油中)反应生成甲醇,离开反应器的甲醇蒸气冷凝和蒸馏,然后用作生产宽范围产品的原料。LP MEOH工艺处理来自煤炭气化器的合成气,从合成气回收25%~50%热量,无需在上游去除CO2(常规技术需去除CO2)。生成的甲醇浓度大于97%,当使用高含CO2原料时,含水也仅为1%。相对比较,常规气相工艺所需原料中CO和H2应为化学当量比,通常生成甲醇产品含水为4%~20%。当新技术与气化联合循环发电装置相组合,又因无需化学计量比例进料,可节约费用0.04~0.11美元/加仑。由煤炭生产的甲醇产品可直接用于汽车、燃气轮机和柴油发电机作燃料,燃料经济性无损失或损失极少。如果甲醇用作磷酸燃料电池的氢源,则需净化处理。
煤炭直接液化技术
早在20世纪30年代,第一代煤炭直接液化技术—直接加氢煤液化工艺在德国实现工业化。但当时的煤液化反应条件较为苛刻,反应温度470℃,反应压力70MPa。1973年的世界石油危机,使煤直接液化工艺的研究开发重新得到重视。相继开发了多种第二代煤直接液化工艺,如美国的氢-煤法(H-Coal)、溶剂精炼煤法(SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ)、供氢溶剂法(EDS)等,这些工艺已完成大型中试,技术上具备建厂条件,只是由于经济上建设投资大,煤液化油生产成本高,而尚未工业化。现在几大工业国正在继续研究开发第三代煤直接液化工艺,具有反应条件缓和、油收率高和油价相对较低的特点。目前世界上典型的几种煤直接液化工艺有:德国IGOR公司和美国碳氢化合物研究(HTI)公司的两段催化液化工艺等。我国煤炭科学研究总院北京煤化所自1980年重新开展煤直接液化技术研究,现已建成煤直接液化、油品改质加工实验室。通过对我国上百个煤种进行的煤直接液化试验,筛选出15种适合于液化的煤,液化油收率达50%以上,并对4个煤种进行了煤直接液化的工艺条件研究,开发了煤直接液化催化剂。煤炭科学院与德国RUR和DMT公司也签订了云南先锋煤液化厂可行性研究项目协议,并完成了云南煤液化厂可行性研究报告。拟建的云南先锋煤液化厂年处理(液化)褐煤257万吨,气化制氢(含发电17万KW)用原煤253万吨,合计用原煤510万吨。液化厂建成后,可年产汽油35.34万吨、柴油53.04万吨、液化石油气6.75万吨、合成氨3.90万吨、硫磺2.53万吨、苯0.88万吨。
我国首家大型神华煤直接液化油项目可行性研究,进入实地评估阶段。推荐的三个厂址为鄂尔多斯市境内的上湾、马家塔、松定霍洛。该神华煤液化项目是2001年3月经国务院批准的可行性研究项目,这一项目是国家对能源结构调整的重要战略措施,是将中国丰富的煤炭能源转变为较紧缺的石油资源的一条新途径。该项目引进美国碳氢技术公司煤液化核心技术,将储量丰富的神华优质煤炭按照国内的常规工艺直接转化为合格的汽油、柴油和石脑油。该项目可消化原煤1500万吨,形成新的产业链,效益比直接卖原煤可提高20倍。其副属品将延伸至硫磺、尿素、聚乙烯、石蜡、煤气等下游产品。这项工程的一大特点是装置规模大型化,包括煤液化、天然气制氢、煤制氢、空分等都是世界上同类装置中最大的。预计年销售额将达到60亿元,税后净利润15.7亿元,11年可收回投资。
甘肃煤田地质研究所煤炭转化中心自主研发的配煤液化试验技术取得重大突破。由于配煤液化技术油产率高于单煤液化,据测算,采用该技术制得汽柴油的成本约1500元/吨,经济效益和社会效益显著。此前的煤液化只使用一种煤进行加工,甘肃煤炭转化中心在世界上首次采用配煤的方式,将甘肃大有和天祝两地微量成分有差别的煤炭以6:4配比,设定温度为440℃、时间为60秒进行反应,故称为“配煤液化”。试验证明,该技术可使煤转化率达到95.89%,使油产率提高至69.66%,所使用的普通催化剂用量比单煤液化少,反应条件相对缓和。
甘肃省中部地区高硫煤配煤直接液化技术,已由甘肃煤田地质研究所完成实验室研究,并通过专家鉴定,达到了国际先进水平。同时,腾达西北铁合金公司与甘肃煤田地质研究所也签署投资协议,使”煤制油”产业化迈出了实质性一步。为给甘肃省”煤制油”产品升级换代提供资源保障,该省同甘肃煤田地质研究所就该省中部地区高硫煤进行”煤制油”产业化前期研究开发。经专家测定,产油率一般可达到64.63%,如配煤产油率可达69.66%。该项目付诸实施后,将为甘肃省华亭、靖远、窑街等矿区煤炭转化和产业链的延伸积累宝贵的经验。
神华集团”煤制油”直接液化工业化装置巳正式于2004年8月底在鄂尔多斯市开工。这种把煤直接液化的”煤制油”工业化装置在世界范围内是首次建造。神华煤直接液化项目总建设规模为年产油品500万吨,分二期建设,其中一期工程建设规模为年产油品320万吨,由三条主生产线组成,包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。一期工程主厂区占地面积186公顷,厂外工程占地177公顷,总投资245亿元,建成投产后,每年用煤量970万吨,可生产各种油品320万吨,其中汽油50万吨,柴油215万吨,液化气31万吨,苯、混合二甲苯等24万吨。为了有效地规避和降低风险,工程采取分步实施的方案,先建设一条生产线,装置运转平稳后,再建设其它生产线。2007年7月建成第一条生产线,2010年左右建成后两条生产线。神华集团有限责任公司2003年煤炭产销量超过1亿吨,成为我国最大的煤炭生产经营企业。据称,如果石油价格高于每桶22美元,煤液化技术将具有竞争力。
神华集团将努力发展成为一个以煤炭为基础,以煤、电、油(化)为主要产品的大型能源企业集团。到2010年,神华集团煤炭生产将超过2亿吨;自营和控股发电装机容量将达到2000万千瓦;煤炭液化形成油品及煤化工产品能力达1000万吨/年;甲醇制烯烃的生产能力达到1亿吨/年。2020年,其煤炭生产将超过3亿吨;电厂装机容量达到4000万千瓦;煤炭液化形成油品和煤化工产品能力达3000万吨/年。
目前,煤炭直接液化世界上尚无工业化生产装置,神华液化项目建成后,将是世界上第一套煤直接液化的商业化示范装置。煤炭间接液化也仅南非一家企业拥有工业化生产装置。美国正在建设规模为每天生产5000桶油品的煤炭间接液化示范工厂。
云南省也将大力发展煤化工产业,并积极实施煤液化项目。云南先锋煤炭直接液化项目预可行性研究报告已于2004年5月通过专家评估。项目实施后,”云南造”汽油、柴油除供应云南本省外,还可打入省外和国际市场,同时也将使云南成为继内蒙古后的第二大”煤变油”省份。云南省先锋煤炭液化项目是我国利用国外基本成熟的煤炭直接液化技术建设的首批项目之一。云南煤炭变油技术将首先在先锋矿区启动,获得成功经验后在其他地方继续推广。即将兴建的云南煤液化厂估算总投资103亿元,项目建设期预计4年,建成后年销售额34亿元,年经营成本7.9亿元,年利润13.8亿元。云南省煤炭资源较为丰富,但是石油、天然气严重缺乏。先锋褐煤是最适合直接液化的煤种。在中国煤科总院试验的全国14种适宜直接液化的煤种中,先锋褐煤的活性最好,惰性组分最低,转化率最高。液化是一个有效利用云南大量褐煤资源的突破口,洁净煤技术是发展的方向,符合国家的产业政策。”煤变油”将使云南省煤炭资源优势一跃成为经济优势。一旦”煤变油”工程能在全省推广,全省150亿吨煤就能转化为30亿吨汽油或柴油,产值将超过10万亿元。
结语
洁净煤技术的开发利用正处方兴未艾之势,我国应加大煤炭气化技术、煤间接液化和煤直接液化技术的开发和推行力度,并引进吸收消化国外先进技术,将我国洁净煤技术和应用水平提到一个新的高度,为我国能源工业的可持续发展作出新的贡献。
发达国家为何不搞煤变油?
据了解,目前南非拥有一套年产800万吨油品的煤变油工厂,是世界上唯一大规模的煤变油商业工厂,并为该国提供了60%的运输油料。其实美、德、日等发达国家也都有成熟技术,但它们为什么没有投入工业化生产?
据介绍,早在上世纪30年代末,由于石油紧缺,德国就开始研究煤制油技术。二战前,德国已建成17个工厂,生产420多万吨汽柴油。到了40年代末、50年代初,随着中东大油田的开采,低成本的石油大量充斥市场,每桶2—10美元。在这种情况下,再搞煤变油在经济上就很不合算。直到1973年,中东实行石油禁运,油价被炒高,达到每桶30多美元(相当于现在价格80多美元),这时,大规模的煤制油研发又掀起,美、日、德都纷纷投巨资研究,并建设了试验工厂。但是,在这些国家,煤变油始终没有真正投入商业运行。这是为什么呢?
据专家测算,当原油价格在28美元以上,煤变油在经济上就比较划算;低于这个价格,煤制油就不划算。因此,上世纪80年代中期至90年代中期,国际油价一直处在低位,煤变油自然不会受到重视。但是,各国技术已相当成熟,可以说倚马可待,只要市场需要,就可进行大规模工业化。直到最近两年,国际油价一再攀升,煤制油重新被各国提上议事日程。美国去年起又开始搞间接液化,法国、意大利也开始进行合作研发。但从项目启动到开工建设,至少需要5年准备时间,而油价频繁变动,时高时低,人们往往反应滞后,使决策举棋不定。
中国搞煤变油有优势,但不会成为油品生产的主方向
专家认为,在我国搞煤变油有着显著的优势。我国富煤少油,近年来随着经济的发展,进口原油逐年攀升,从1993—2003年10年间,年均递增15%以上,进口依存度越来越高。10年间,我国进口原油增长9.18倍,每年花去大量外汇。由于油价上涨,2004年进口原油比上年多支付550亿元人民币。因此,专家认为,从我国能源安全的战略角度考虑,也应该努力想办法,从多元化出发,解决能源长期可靠供应问题,而煤变油是可行途径之一。
同时,中国是产煤大国,西部产煤成本(特别是坑口煤)相对较低。神华集团副总经理、神华煤制油公司董事长张玉卓给记者算了一笔账:吨煤开采成本美国是20.5美元,神华神东矿区不到100元人民币,很显然,神华煤很有优势。
此外,中国投资成本和劳动力成本相对较低。据估算,年产250万吨柴汽油的生产线,在美国需投资32亿美元,而在中国仅需20亿美元。
据测算,神华煤制油项目在国际原油价格22—30美元/桶时,即有较强竞争力。而目前国际原油价格长期在50美元/桶以上。
兖矿的煤炭开采成本会高一些,它搞煤变油划算吗?据兖矿集团副总经理、煤化工公司总经理张鸣林介绍,兖矿坑口煤炭开采成本约为100元/吨,在国际油价不低于23美元/桶时具有竞争力。
目前,神华在煤制油上已累计投资数十亿元。张玉卓透露,神华还准备与南非合作,以间接液化方式生产煤制油,产成品中,将以柴油为主,汽油为辅。今后五六年内,神华将在煤制油上投资数百亿元,10年后,煤与油在神华将并驾齐驱。可以看出,神华在煤制油项目上雄心勃勃。
兖矿已累计投入1.3亿元,它的工业化项目尚未启动。兖矿正在瞄准汽油市场,今年计划再投入1亿多元,进行高温合成工艺技术的中试研究,使产成品中汽油占70%,柴油占25%。
目前,煤变油产业化步伐正在加快。不过,专家认为,并非所有煤炭都适合转化成柴汽油,特别是直接液化对煤种要求很高,我国只有少数几个地区的煤炭适合,间接液化对煤种的适应性要宽泛些。因此,煤制油在我国会得到一定发展,但不可能成为油品生产的主方向。
四、研究的主客观条件
1 煤变油的必要性
迄今为止,人类使用的燃料主要是矿物燃料(也叫化石燃料),包括石油、油页岩、煤和天然气,而用得最多的是石油和煤。自从19世纪中叶和20世纪初在美洲和中东发现大规模的石油矿藏以来,人们广泛使用石油为能源。随着工业化程度的提高,石油的用量猛增,仅1968年至1978年这10年间,全世界开采的石油就相当于过去110年的开采量。全世界已经发现的石油蕴藏量大约为4万亿桶,科学家估计,地球上石油和天然气资源将在100年内枯竭。煤是地壳中储量最丰富的矿物燃料,全世界煤的可开采量估计要比石油多20~40倍,供应年代远大于石油。但是,作为燃料,煤有两大缺点:一是不干净,煤中所含的硫燃烧生成二氧化硫,造成对大气和周围环境的严重污染;二是从原子结构上看,煤的氢一碳比(H/C)还不到石油的一半,限制了它的综合利用。
近年来,随着石油资源日益减少,国际石油市场动荡不定,给各国经济发展带来不利影响。人们不会忘记1973年及1979~1980年两次石油危机造成的全球性经济衰退。同时,由于石油是规模巨大的石油化工的基础,除用于塑料、纤维、油漆、医药等工业外,还用于生产食用油脂、蛋白质、糖类及合成甘油等基本食品,石油资源的枯竭,必将影响到石化工业。因此,从经济和社会效益来看,煤经过转化(煤变油)再利用是值得提倡的发展方向。
2 煤变油的可能性
石油是一种气态、液态和固态碳氢化合物的混合物,也可能是由古代的动植物长期被埋藏在地下而形成的,储集在地下的多孔性岩石里。石油中碳氢化合物(包括烷烃、吠樘?头枷闾?占98%以上。
煤是一种碳质岩石,是古代森林由于地壳的变动被埋人地下,经过漫长的地质年代的生物化学作用和地质作用而形成的。按煤化作用程度的不同,可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。它是多种高分子有机化合物和矿物质的混合物,其中有机化合物以碳为主,氢、氧、氮、硫等次之。
由此可见,煤和石油都是主要由碳和氢元素组成的,其主要区别在氢——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化学结构十分复杂的复合体,其基本结构是缩合芳烃为主体的带有侧链和官能团的大分子。而油大多数是以脂肪族的直链烃为主,也有环烷烃类,比煤的结构简单得多。因此,人类产生了由煤液化转化为油的想法。
我国是一个产煤大国,合理有效地开发煤资源的综合利用已经摆在我国科学工作者的面前。另外从国家安全出发,研究开发煤资源的综合利用,是一项可持续发展的国策,因而发展煤变油技术越发显得重要。
3 煤变油的关键是煤液化技术
要将煤变成油,首先要将煤液化,然后进行分解,因而煤变油的关键是煤的液化技术。
所谓煤的液化,就是将煤通过化学加工转化为液体产品的过程,煤的液化可分为直接液化和间接液化两个体系
3.1 直接液化
煤直接液化就是把煤直接转化成液体产品,此项技术20世纪初首先在美国、德国、英国和日本实现。70年生石油危机后,再一次出现煤直接转化液体燃料油的研究热潮。到了80年代,煤直接液化的工艺日趋成熟,有的国家已完成了5000吨旧示范厂或2300吨/B生产厂的设计。煤直接液化工艺主要有:
①EDS法(Exxon供氢溶剂法) 是将煤浆在循环的供氢溶剂中与氢混合,溶剂首先通过催化器拾取氢原子,然后通过液化反应器“贡献”出氢,使煤分解。
②氢一煤法是采用沸腾床反应器,直接加氢将煤转化成液体燃料的工艺。
③SRC法是将高灰分、高硫分的煤转化成接近无灰、低硫的液化工艺。先将溶剂与煤粉制成煤浆,再把煤浆与氢混合后送人反应器。
④煤—油共炼将煤与渣油混合成油煤浆,再炼制成液体燃料。由于渣油中含有煤转化过程所需的大部分或全部的氢,可减少或不用氢气,从而降低成本
3.2 间接液化
煤的间接液化是先将煤气化,生产出原料气,经净化后再进行改质反应,调整氢碳比而成。它是德国化学家于1923年首先提出的。
煤间接液化的主要方法称为费托(F--T)合成技术。该方法先把经过适当处理的煤送人反应器,在一定温度和压力下通过气化剂(空气或氧气+蒸汽),以一定的流动方式转化成CO—H2的合成气(灰分形成残渣排出)。如用空气作气化剂,可制成低热值(4.7~5.6兆焦/米3合成气,用氧气作气化剂,可生产中热值(11.2—13.O兆焦/米3)合成气。再以合成气为原料,在催化剂作用下合成碳、氢、氧化合物,例如醇、醛、酮、酯,以及碳氢化合物烃类或液态的烃类。从第二次世界大战时起到1945年,德国建立了费托合成装置9套,催化剂由一氧化碳、钍、镁组成,所得的产物组成为:汽油46%、柴油23%、油3%和石蜡28%。战后,ARCE公司研制了成分为铁、硅、钾、铜的催化剂,所得产物组成为:汽油32%、柴油21%、石蜡烃47%。1955年在贫油的南非SASOL建立了相同工艺的费托合成装置,并实现了工业化。SASOL公司是世界最大、也是唯一由煤间接气化再用费托合成技术生产汽油和各种化学品的公司,拥有员工26000多人,年销售额达25亿美元。因工艺所需已拥有法国法液空66900米3/时、氧气纯度为98.5%的空分设备12套,74000米3/B十空分设备1套,总制氧能力达87万米3/时,号称世界上最大的制氧站。仅SASOL I装置,每年气化1200万吨煤,需要40万米3/时、纯度为98%的氧气。而后SASOLⅡ和SASOLⅢ系统先后建成。现在,该公司是世界上最大的商业性煤液化厂,已建成3个厂,采用鲁奇气化炉和F--T合成反应器,年产合成液体燃料和化学品400万吨,年耗煤2700万吨以上。
值得一提的是,据美国联碳公司研究,用煤生产1吨合成燃料,所需氧气为0.3~1吨;产量为10万桶/天的合成燃料装置,需10~20套并联安装的2000—2500吨/天制氧机。另据1993年山西省去南非SASOL公司考察,了解到煤的气化所用氧气为:1000米3粗煤气,要用纯度99%的氧气150米3。因而煤气化及转化所需的大型空分设备将是很有市场的。
4 煤变油在我国
利用丰富的煤资源,采用直接和间接煤液化技术,人类已经实现了煤转化为油的梦想。我国对煤的液化及转化也非常重视,1980年重新开展煤直接液化研究,1983年和1990年两次从日本和德国引进的煤直接液化技术和设备,至今还在继续使用和运行,中国煤种液化特性评价和液化工艺的研究及对费托合成的研究也一直在进行。对此,国家从“六五”起都安排攻关项目。经过科研工作者多年的艰苦努力,已有一部分成果接近工业化的前期,有的研究成果具有很强的创新性,处于国际领先地位。
目前我国在煤制取合成气方面已取得较好的成果,并正向世界一流技术水平进军。另外在合成气制含氧化学品的技术和工艺方面也取得了明显的成果,有的已经是产业化的规模,例如合成气制二甲醚,合成气制甲醇及下游产品的开发,合成气制乙醇,联产乙醛、乙酸等。特别是改进催化剂制备工艺,制备出有高活性特殊功能、特殊选择性的催化剂,使煤制得的合成气得以合成出附加值更高的化工原料和化工产品。例如北京化工大学催化研究室在国家的支持下,经过多年的努力,所研制的新型物种Fe3C纳米粒子催化剂,用于合成气定向控制转化成丙烯的费托催化反应中,获得突破性成果。
纳米粒子是20世纪80年代问世的一种新材料,由于它的粒径小,比表面积大,表面原子占有率高,表面具有未饱和键、悬空键的特殊电子结构和体相结构,使其在光学性质、磁性、导热以及化学活性等方面具有奇异的特性,引起当代科学界的重视。北京化工大学采用激光热解法,结合固相反应制备的碳化铁纳米粒子催化剂,粒径在2nm~3nm,比表面积200m2/g,反应温度260~320℃,压力1.5MPa,合成气空速为600h-1。在无原料气循环的条件下,在连续加压浆态 床反应器中对催化剂催化性质测试,结果表 明CO转化率达98%以上。由于粒子的尺寸效应,丙烯的选择性达82%。同时,由于 催化系统的高度还原性,完全抑制C02的 生成,打破费托合成SF产物分布的限制,使CO最大限度转化为高附加值的丙烯,实 现了充分利用资源的月的。因为丙烯是不可 缺少的基础化工原料,目前大都以石油原料经裂解或炼油两种方式生产。该研究开辟了 以煤为资源经合成气一步转化为丙烯的工艺 路线,用以替代价格日益上涨和资源有限的石油,具有重要战略意义,也是合理利用地 球资源较好的实例。经成本核算,用此方法 合成的丙烯成本与用石油为原料生产丙烯价格相当或略低,是很有应用前景的生产新工 艺。该研究成果处于国际领先地位,引起了 国内外同行的关注。
我国对煤制甲醇也做了大量工作。甲醇是用含有H2和CO的原料气制作的,可用 作化工原料、溶剂和燃料。甲醇用作汽车燃 料,可在汽油中掺人5%、15%、25% (M--5、M--15、M口25)或用纯甲醇(M-- 100)。甲醇和异丁烯合成甲基叔丁基醚 (MTBE),用作无铅汽油辛烷值添加剂;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剂。甲醇还可制取合成汽油。目前,我国甲醇年产能力超 过60万吨,其中约20%用作燃料。煤用间 接液化制成燃料甲醇已有了成熟技术。
五、研究进度安排
1。写可行性报告
2。搜集相关资料
3。开始试验研究
4。整理研究结果
5。写试验总结
六、主要参考文献
众所周知,作为燃料,煤相对于石油有两大缺点:一是不干净,煤中所含的硫燃烧生成二氧化硫,造成对大气和周围环境的严重污染;二是从原子结构上看,煤的氢一碳比(H/C)还不到石油的一半,限制了它的综合利用。于是有许多科学家提出了许多转化煤和石油的方法,以达到利益最大化,危害最小化。
煤和石油都是主要由碳和氢元素组成的,其主要区别在氢——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化学结构十分复杂的复合体,其基本结构是缩合芳烃为主体的带有侧链和官能团的大分子。而油大多数是以脂肪族的直链烃为主,也有环烷烃类,比煤的结构简单得多。因此,人类产生了由煤液化转化为油的想法。
①EDS法(Exxon供氢溶剂法) 是将煤浆在循环的供氢溶剂中与氢混合,溶剂首先通过催化器拾取氢原子,然后通过液化反应器“贡献”出氢,使煤分解。
②氢一煤法是采用沸腾床反应器,直接加氢将煤转化成液体燃料的工艺。
③SRC法是将高灰分、高硫分的煤转化成接近无灰、低硫的液化工艺。先将溶剂与煤粉制成煤浆,再把煤浆与氢混合后送人反应器。
④煤—油共炼将煤与渣油混合成油煤浆,再炼制成液体燃料。由于渣油中含有煤转化过程所需的大部分或全部的氢,可减少或不用氢气,从而降低成本
⑤费托(F--T)合成技术。该方法先把经过适当处理的煤送人反应器,在一定温度和压力下通过气化剂(空气或氧气+蒸汽),以一定的流动方式转化成CO—H2的合成气(灰分形成残渣排出)。
⑥北京化工大学采用激光热解法,结合固相反应制备的碳化铁纳米粒子催化剂,粒径在2nm~3nm,比表面积200m2/g,反应温度260~320℃,压力1.5MPa,合成气空速为600h-1。在无原料气循环的条件下,在连续加压浆态床反应器中对催化剂催化性质测试,结果表 明CO转化率达98%以上。由于粒子的尺寸效应,丙烯的选择性达82%。同时,由于催化系统的高度还原性,完全抑制C02的 生成,打破费托合成SF产物分布的限制,使CO最大限度转化为高附加值的丙烯,实现了充分利用资源利用。
一、系统总体需求分析
需求分析是软件设计很重要的一个环节,它主要解决“做什么”的问题,即全面了解用户的需求,把软件开发过程中可能遇到的重点和难点提出来,在整个软件设计过程中起到了提纲挈领的作用。通过分析确定了系统管理人员、教学管理人员、学科组组长、指导教师及学生等角色,下面就各角色的具体需求进行分析。
1.系统管理人员角色涵盖了用户角色添加,用户权限的设置等。
2.教学管理人员负责对所有学生进行选题和名单的汇总、开题报告的汇总、论文和论文成绩的汇总,论文进度的设置及教师角色设置等,不同的系别或专业可以设置教学管理人员一名,具体的系别分配及权限设置由系统管理人员设定。
3.各学科组组长负责审核指导教师的选题、审定学生论文终稿及确定论文成绩等,学科组组长同时可以是指导教师,其角色由教学管理人员进行设置。
4.指导教师角色包含毕业论文选题的上传、学生的选择、开题报告的审核、毕业论文的修改及论文成绩的评定等,其用户界面有选题上传、学生选择、开题报告审核、论文指导、论文成绩评定、个人信息管理等内容。
5.学生角色主要有选题查询、选题选定、开题报告材料提交、论文材料提交、论文成绩的查询等内容,其用户界面有选题、开题报告提交、论文提交、个人信息管理等内容。
二、系统功能需求分析
为了进一步完善该系统,实现资源的优化配置,提高事务处理能力,需要进一步进行性能及功能的需求分析。
1.教学管理人员应及时提供教师及学生信息,师生互相选择的界面要具有交互性。教师可以在系统中查看选择自己课题的学生名单及学生的具体信息,学生可以在指导教师名单中进行选择,同时也能查询到其他选择该指导教师的同学名单,以加强师生间的相互沟通。
2.选题应由指导教师确定,教师可将选题上传到系统由学科组组长通过后再正式到网络上供学生选择,学生确定选题后就可以根据设置的论文进度开展论文写作。
3.在论文写作阶段,系统要提供一个交互平台供师生进行交流,并允许通过系统上传及下载文件。
4.在写作过程中要有开题报告及论文中期考核等环节,指导教师要对各环节进行评分,学生可以直接通过系统查看自己的分数。
5.教学管理人员可以在系统中公告,指导教师及学生可以查看公告。
6.当学生提交论文终稿后,指导教师要对论文进行评分并经学科组组长审核通过,如果毕业论文成绩达到合格及以上的学生成绩将及时的反馈出去供学生查看,不合格的学生则须继续撰写和修改论文直至合格。
7.教学管理人员可以通过系统直接执行打印论文题目清单及学生成绩表等,同时还可以根据论文题目或指导教师相关信息或学生相关信息实现快速查询等。
8.不同的用户可以通过系统维护自己的账户,可以修改基本信息,但不能修改自己的帐号,其帐号具有唯一性。
三、毕业论文管理系统的功能设计
1.系统开发工具
由于学生在撰写论文时很多都在外地实习,具有一定的地域分散性,因此本系统主要采用B/S架构,应用ASP.NET技术来实现在网络环境下的学生毕业论文管理,其使用的开发环境为Microsoft visual studio 2010,采用C#为开发语言及SQL Server 2005为后台数据库进行开发的。
图1 总体架构体
2.系统功能模块设计
根据系统需求分析,系统主要分为五个模块,总体架构体如图1所示。
3.系统的主要流程
(1)首先由系统管理人员登录系统,添加教学管理人员、指导教师、学科组组长及学生等角色并设置各用户角色的权限。
(2)然后教学管理人员可登录系统,添加教师名单及毕业学生名单,同时对教师角色及论文进度进行设置,教师角色分为指导教师和学科组组长,其二者是可以重复的,指导教师可以是学科组组长,此时指该指导教师页面中除了出现指导教师页面出现的内容外还会具备学科组组长的内容。
(3)接着指导教师、学科组组长及学生可根据各自角色登录系统,修改完善个人信息。指导教师可论文选题及论文撰写各种要求,上传系统供学科组组长审核。如果指导教师选题审核不过关则系统会要求该教师重新拟定选题然后继续进入学科组组长审核页面直至选题通过为止。
(4)指导教师论文选题通过后就公布在网络上,学生就可以通过系统查看和选择选题。指导教师也可以通过系统查看选择其选题的学生情况并进行选择,如果有学生不符合选题要求则退回,系统会提示学生重新进行选题,直至实现双向选择,学生选题确定后就可以开展论文写作。教学管理人员此时就可以就选题对学生名单进行汇总。
(5)在论文撰写初期学生要在系统上提交开题报告给指导教师审核,指导教师审批后评定分数,学生可以通过平台即时查到该分值。
(6)学生撰写论文过程中可以通过平台留言,咨询指导教师相关问题,指导教师也可通过平台及时回复学生问题,同时学生撰写的论文稿件可以通过上传到平台供指导教师查看,指导教师批改完后可以将修改稿上传到平台供学生下载并且通过留言告知学生修改意见。学生可依据指导教师点评进行论文修改,修改完成后可再次提交论文。系统会记录学生提交论文的次数及指导教师的点评次数。
(7)学生论文定稿后将论文上传到系统,指导教师可以对论文评分,并将论文正稿和成绩提交给学科组组长审核,学科组组长可以对论文成绩进行修改和确定并将修改结果反馈给指导教师,指导教师确认后学生成绩生效;如果指导教师有异议则可将意见提交给学科组组长进行复核直至通过为止。经指导教师和学科组组长双重确认后学生可以在系统上查询到自己的论文成绩及毕业论文综合成绩(开题报告成绩和论文成绩综合后的成绩)。如果有学生在论文进度设置时间内未完成毕业论文则系统自动判定不合格。
(8)最后,教学管理人员可以对论文定稿、论文成绩及毕业论文综合成绩进行查询、汇总及打印等操作。
四、系统部分模块关键代码实现
1.登录模块
用户根据自己的编号(学生为学号,系统管理员、教学管理人员及教师为教工号)、密码(身份证号)登陆系统。
HttpCookie cookie = Request.Cookies [“CheckCode”];
try { if (cookie.Value = = this.txtCode.Text.Trim())
{ using (var edm = new Manage Entities())
{
//查询输入的用户编号是否存在
var user = from u in edm.Users
where u. UserNo= = userId.Text
select u;
if (user.Count() = = 0)
//判断:用户表中不存在该用户记录时,提示用户名输入错误
{
Response.Write("”);
}
//判断,用户名对应的密码是否正确
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.学生选题模块
//判断CheckBox的选中状态,更新数据库相应字段。
CheckBox cbox= (CheckBox)gvTopic.Rows[e.Row.RowIndex].FindControl ("cbTopic");
if (cbox.Checked = = true)
{
//根据用户登录名查询该用户是否已经选择了论文选题。
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)
{
//当该学生没有选择过论文题目时,则将该学生新选择的题目名称更新到毕业设计
//表选题学生编号字段上。
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 = “选题失败,已有人选!”;
}
if (custObj. TopicState = = false || custObj. TopicState = = null)
{
custObj. TopicState = true;
custObj.UserNo=Session["UserNo"].ToString(); custObj.UserName=Session ["UserName"].ToString();
lResult.Text = “选题成功!”;
}
}
edm.SaveChanges();
Bind();
}
else
{
lResult.Text = “选题失败,请先退选,再重新选择!”;
}
}
}
3.上传选题模块
在处理上传的毕业论文及各种留言内容时使用了CuteEditor―Html在线编辑器来实现。CuteEditor for ASP.NET是一款功能强大且简单实用的跨浏览器、跨平台的所见即所得的在线html编辑器,其用户界面简洁,加载速度快。通过该款编辑器可以方便Asp.net开发者对文本框的内容进行编辑。此外,CuteEditor还集成了对文档、图片等文件的上传模块及音频、视频等媒体文件进行直接插入的模块。下面以指导教师论文题目上传模块为例进行说明。
//新增一条指导教师论文题目上传记录
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();
}