基于安全意識培養(yǎng)的化工原理實驗教學(xué)研究與探索*

張正紅，林 峰

(衢州學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，浙江 衢州 324000)

化工生產(chǎn)過程中用到不同性質(zhì)的化工原料品種很多，其中大部分具有易燃、易爆、有毒有害以及具有腐蝕性的特點，其生產(chǎn)大多在高溫、高壓下進(jìn)行，因處理不當(dāng)而引發(fā)事故的概率很大。安全科學(xué)技術(shù)是人類生產(chǎn)、生活和生存的基本需要，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類文化的進(jìn)步，迫切需要把我國安全生產(chǎn)、科研、教育和技術(shù)提高到更科學(xué)、更高效的層次[1]。近幾年來發(fā)生在高校實驗室的安全事故也引起了大家的廣泛關(guān)注，據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，近九成的高校實驗室安全事故是人為因素引起的，所以安全意識的培養(yǎng)、事故隱患應(yīng)急處理能力的加強也是實驗課不可缺少的一部分。

化工原理實驗是以化工單元操作過程原理和設(shè)備為主要內(nèi)容，以處理工程問題的實驗研究方法為特色的實踐性課程[2]。隨著實驗課的進(jìn)行，會遇到大量的工程實際問題，實際工程問題多種多樣，處理時不僅需要考慮工藝要求，還要兼顧安全、經(jīng)濟(jì)等方面的問題[3]。我們在化工原理實驗課程中將化工安全相關(guān)知識引入實驗教學(xué)，在引導(dǎo)學(xué)生建立化工安全意識、培養(yǎng)良好的化工職業(yè)習(xí)慣、隱患預(yù)防及事故應(yīng)急處置等方面進(jìn)行了一些探索研究和實踐工作。

1 安全意識和化工職業(yè)習(xí)慣的培養(yǎng)

針對化工生產(chǎn)的特點，化工企業(yè)相關(guān)人員都需要系統(tǒng)了解和掌握全面的安全生產(chǎn)知識和理論方法，包括化工安全操作要點、危險作業(yè)安全要點、特種設(shè)備安全要點、電氣設(shè)備安全要點、消防安全要點等[4]?；ぴ韺嶒炁c一般化學(xué)實驗比較起來，有共同點也有其自身的特殊性。操作人員必須具備一定的化工安全知識，還應(yīng)有意識的養(yǎng)成一些良好的化工職業(yè)習(xí)慣，以避免事故和傷害的發(fā)生。化工原理實驗操作前應(yīng)清楚實驗介質(zhì)的性質(zhì)、總電閘的位置和消防器材的安放地點，儀器設(shè)備操作前還必須了解實驗中的哪些操作或設(shè)備的哪些部位可能會產(chǎn)生危險，該如何做好防護(hù)以保證實驗過程中的人身和設(shè)備安全。實驗操作過程中要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，注意小組成員之間的分工配合，嚴(yán)守自己的崗位精心操作，不得隨意離崗或竄崗。時刻注意儀器、儀表指示值的變化趨勢，保證操作過程在指定的條件下進(jìn)行，如果實驗過程中產(chǎn)生不符合規(guī)律的現(xiàn)象時要及時判斷分析，研究其產(chǎn)生的原因并采取合適的處置方法。一旦發(fā)生物料泄露等問題，應(yīng)穿戴好防護(hù)用品進(jìn)行處理。操作結(jié)束時應(yīng)先將有關(guān)的熱源、水源、氣源、儀表的閥門或電源關(guān)閉。

2 事故、隱患的預(yù)防

事故一般是指工業(yè)生產(chǎn)中突然發(fā)生的破壞性事件，可分為工藝事故、設(shè)備事故和人身事故。工藝事故也可稱為操作事故，是指由操作人員操作不當(dāng)或處理不當(dāng)所產(chǎn)生的事故，它的主要后果是因操作不當(dāng)使生產(chǎn)條件不符合工藝參數(shù)指標(biāo)要求而造成的產(chǎn)量損失或質(zhì)量損失，或者因閥門開錯引起冒料、跑料造成的物料損失。在化工原理實驗中，我們特別強調(diào)實驗前的準(zhǔn)備工作，熟悉實驗裝置流程及控制點，檢查儀表和閥門的開關(guān)是否處于合適狀態(tài)，實驗操作過程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，以避免產(chǎn)生不必要的操作損失。設(shè)備事故的主要后果是造成設(shè)備的損傷或報損，如燒壞電機、壓縮機氣缸爆炸等。在化工原理實驗中會經(jīng)常用到泵，泵在運轉(zhuǎn)之前如果不進(jìn)行盤車或在出口閥打開的狀態(tài)下運行，就可能出現(xiàn)異常燒壞電機，因此設(shè)備啟動前的檢查工作很重要。人身事故其主要后果是人體受到傷害，如機器扎傷、觸電、急性中毒、酸堿燒傷等。實驗過程中要做好個人防護(hù)措施，按要求穿戴好實驗服、護(hù)目鏡、手套等防護(hù)用品。

在化工原理實驗中，還會用到一些高壓氣體。這些氣體中一部分是具有刺激性的，如二氧化硫、氨氣等，這類氣體如果泄露出來就比較容易被發(fā)現(xiàn)并及時處理。另一部分是無色無味但易燃、易爆或具有毒性的氣體，如氫氣、一氧化碳等，這類氣體不僅容易引發(fā)急性中毒，和空氣混合達(dá)到一定的濃度，如遇到明火等誘發(fā)因素還可能會引起爆炸。因此使用易燃易爆或有毒有害氣體時，首先標(biāo)識要準(zhǔn)確清楚，儲存、使用系統(tǒng)要做到密封良好，尾氣正確處置并注意室內(nèi)通風(fēng)。

3 應(yīng)急處置能力的培養(yǎng)

事故應(yīng)急處置的最終目標(biāo)是通過合理有效的應(yīng)急救援行動，最大限度的減少人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境破壞等事故帶來的后果。因此對即將從事化工行業(yè)的學(xué)生來說，掌握消防器材的正確使用方法、危險化學(xué)品滅火的特殊要求、現(xiàn)場急救常識、人員的緊急疏散程序等都很有必要。如發(fā)生火災(zāi)時不能驚慌失措，應(yīng)根據(jù)實際起火情況進(jìn)行針對性滅火。常用的消防器材有滅火沙箱、石棉布或濕布、四氯化碳滅火器、二氧化碳滅火器、泡沫滅火器等，應(yīng)根據(jù)可燃物種類、火勢大小選擇不同的消防器材，否則可能引起火災(zāi)事故的擴大或其他難以預(yù)料的后果。我們學(xué)校每年都會組織學(xué)生進(jìn)行消防演習(xí)和實驗室突發(fā)事件的應(yīng)急處置演練，通過消防演習(xí)和應(yīng)急處置演練，提高了學(xué)生應(yīng)對突發(fā)事件的處置能力。

實驗操作過程中如遇到儀器設(shè)備發(fā)生問題或一些突發(fā)性事件以及緊急特殊情況時，應(yīng)緊急停車處理，指導(dǎo)老師和學(xué)生一起分析、解決出現(xiàn)的問題。如精餾實驗中突然發(fā)生停電、停水了怎么辦，塔內(nèi)壓力過高是什么參數(shù)引起的，該怎么解決，處理這些問題不僅關(guān)乎實驗的安全操作，同時也鍛煉了學(xué)生分析問題與處理問題、解決實際工程問題的能力。

4 實驗教學(xué)手段與方法的改進(jìn)

隨著計算機多媒體技術(shù)的普及和虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實驗教學(xué)的手段不斷更新，實驗教學(xué)的內(nèi)容也不斷豐富[5]。虛擬仿真實驗以真實的實驗原理、實驗現(xiàn)象、實驗過程和實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過動態(tài)模型模擬，在計算機上構(gòu)建虛擬實驗設(shè)備及實驗場所，以此模擬實驗過程，產(chǎn)生和真實實驗類似的操作結(jié)果[6-7]。近年來我校建立了3D化工虛擬仿真實驗教學(xué)中心，學(xué)生通過3D虛擬仿真軟件的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了實驗安全知識、實驗流程、操作規(guī)程以及各種操作異?，F(xiàn)象和故障診斷排除等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了虛實相結(jié)合，既保證了實驗的安全，又豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容。

5 結(jié) 語

在化工原理實驗教學(xué)中加強和拓展了實驗設(shè)備、工藝流程、操作步驟所涉及的化工安全知識，一方面有助于引導(dǎo)學(xué)生建立和加強安全操作意識，提高隱患的預(yù)防能力及事故應(yīng)急處理能力，另一方面可使學(xué)生對工藝流程、裝置有更深層次的理解，最終提高學(xué)生綜合分析問題、解決實際工程問題的能力。