化工化学类专业的学习离不开实践操作和实验实践。虚拟仿真技术可以为学生提供丰富的实践机会，在虚拟环境中进行实验操作和工艺模拟，模拟真实的实验过程。这样的实践机会可以让学生在不受时间和资源限制的情况下，随时进行实践，加深对理论知识的理解和掌握。

化工化学实验中存在一定的安全风险，虚拟仿真技术可以提供一个安全的学习环境，能够避免事故的发生。学生可以在虚拟环境中模拟危险实验，熟悉危险操作的步骤和注意事项，培养安全意识和风险防范能力。

虚拟仿真技术在化工化学类专业教学中的应用的优势：

象新力化工化学类虚拟仿真项目案例

◎碱液吸收虚拟仿真软件

◆应用客户

浙江工商大学、武汉理工大学、太原理工大学

◆产品介绍

本项目通过对1000MQW 电厂脱硫脱硝单元模拟，对吸收塔进行建模，以原理动画的形式，展示碱液吸收的过程。碱液吸收模拟的是火力发电厂烟气的石灰石-石膏法脱硫工艺过程，有详细的工艺介绍，实现了线下碱液吸收课程与大型脱硫脱硝工艺的结合，是理论知识与实际应用的结合，方便学生更好的掌握碱液吸收及脱硫脱硝的相关知识，同时对于工艺上的运行过程及设备有更深的认识。满足实操的教学需求。

◆产品特色

（1）用户可以在模块与模块之间自主探究，用户觉得脱硫效果不理想，可以随时跳转到任意模块，进行调整。

（2）具备底层计算，后台数据能够通过算法库与物性库模拟真实的实验现象和数据，学生通过调节参数，能够模拟真实的工艺运行结果。

（3）交互操作自由度高，五个模块之间没有先后或固定顺序，可随机选择某一模块进行调节和操作，可满足用户高度自由操作和探索的需求。

◆实验内容

吸收塔系统认知、吸收塔注水操作、石灰石浆液箱进浆、启动浆液循环泵、调节吸收塔内浆液密度、启动氧化风机

◆支撑课程

环境工程、化工原理、化学反应工程、化工工艺

◎大规模硫碘制氢虚拟仿真软件

◆应用客户

浙江大学

◆产品介绍

硫碘热化学循环水制氢虚拟仿真实验软件主要分为以下几个模块：硫碘循环制氢工艺原理介绍、实验装置介绍、工艺运行和参数调节、数据分析处理、思考题。

◆产品特色

(1)软件对整个工艺场景进行3D建模，学生可对实验装置进行自由搭建。

(2)具备底层计算，后台数据能够通过算法库与物性库模拟真实的实验现象和数据，学生通过调节参数，能够模拟真实的工艺运行结果。

(3)以曲线、图表、动画等方式，展示各个模块的工艺原理，用引导的方式带领学生去"发现"学科中的知识点。

◆实验内容

实验装置搭建：根据现场实验装置进行虚拟仿真，对实验装置的各个部分，管道、阀门、控制器的工作原理进行介绍。除了包含有硫碘循环制氢的各个工艺段，也包含了化学与化工最基础的泵、管道、阀门、传质与传热等的基础。

硫碘循环制氢工艺原理：硫碘闭路循环流程可分为本生反应系统、硫酸系统和HI系统3个系统。本生反应系统中，由H2SO4分解而来的SO2在过量I2和H2O存在的条件下迅速发生反应，并分层为两相，上层液为低密度的硫酸相，下层液为高密度的碘化氢相。硫酸相进入硫酸系统通过多级闪蒸进行浓缩并催化分解，得到O2 和SO2 , 碘化氢相进 入HI系统进行提纯分解，由于HI-H2O-I2溶液具有共沸特性，这使得在精馏前必须通过电渗析(EED)提高HI在HI相中的浓度。EED 稀相溶液回本生反应，浓相溶液进入HI精馏塔加压精馏。精馏塔塔顶蒸出纯HI气体进入分解系统产生氢气。整个系统的原料是水，在比较温和的反应温度范围内通过一系列的热化学反应最终得到氢气和氧气。

工艺运行和参数调节： 对于工艺原理和装置的介绍是为工艺运行做基础的，软件重点部分也将放在工艺运行的 虚拟仿真上。在实验装置介绍之后，学生可以根据对装置的理解，进行参数设定，模拟操作整套装置，其中包括催化剂的选择与填充、阀门的调节等，使整套装置在虚拟的软件中，真实的运行起来。然后通过调节温度、进气量等参数得到实时的数据变化。并根据真实的实验数据进行建模和底层运算，学生在调节参数的过程中得到较为准确的数据。

数据分析：在建模和底层运算上，公司有较强的数据平台和数据库，以及比较成熟的算法基础。可以根据在目前数据资料的基础上进行建模和底层运算，在实时调节过程中实现实时数据运算和显示。对于参数设定及实验结果进行运算，得到物料比、进气量、温度、压力以及催化剂的选择与结果之间的关系，并进行分析，并探索最优条件。

◆支撑课程

化工热力学、化工原理、化学反应工程、化工机械与自动化、化工工艺

◎热工课程虚拟仿真软件

◆应用客户

海军工程大学、武汉理工大学

◆产品介绍

"热工课程虚拟仿真实验平台"主要包含两个部分： (1)高温氦气加热的硫碘循环制氢气实验过程； (2)二氧 化碳与氢气制备航空煤油实验过程。以硫碘闭合循环制氢为基础，通过酸化海水从中分离CO2 , 获取的氢源和碳源通过催化反应过程合成航空煤油。该技术未来实现工程化应用后，对于保障军事能源安全，提升舰艇远洋保障能力具有重要意义。

◆产品特色

(1)软件对整个工艺场景进行3D建模，学生可对实验装置进行自由搭建。

(2)具备底层计算，后台数据能够通过算法库与物性库模拟真实的实验现象和数据，学生通过调节参数，能够模拟真实的工艺运行结果。

(3)以曲线、图表、动画等方式，展示各个模块的工艺原理，用引导的方式带领学生"发现"学科中的知识点。

◆实验内容

高温氦气加热的硫碘循环制氢

用户通过课程预习后，熟悉氦气循环供热、本生反应、硫酸分解、氢碘酸分解模块，进行工艺运行。整体运行之后，进行各个模块的参数调节，调节硫酸分解系统和碘化氢分解系统。最后，对高温氦气供热进行系统调节。

二氧化碳与氢气制备航空煤油

包括海水酸化制备CO2 、CO2与H2 制备航空煤油两个部分。海水酸化制备CO2 包括电化学酸化池参数调节、中空 纤维膜接触器参数调节和整体工艺运行； CO2 与H2 制备航空煤油包括逆水汽变化反应器调节、费托合成反应器调节、逆水汽变换工段工艺运行和费托合成工段工艺运行。

◆支撑课程

化工热力学、化工原理、化学反应工程、化工机械与自动化、化工工艺

在化工化学类专业中应用虚拟仿真技术，可以实现资源的有效共享，让教学环节变得更加灵活，同时还能让一些不可能的实验转化为可能实现的实验。化工化学类专业教师要重视虚拟仿真技术，首先要转变传统教学思想，建立科学的教学目标，其次要构建互通互融教学理念，完善课程教学体系，最后要以教学环节为导向，创建合理的实验教学平台，将虚拟仿真技术的价值和功能最大限度发挥出来。

综上所述，虚拟仿真技术在化学化工类专业实验教学中具有重要的意义，它可以提高实验安全性、节约资源成本、增加实验的多样性和可重复性，不仅培养学生的创新思维和实验设计能力，还提供了实时反馈和评估，可以提升学生的学习效果和实验操作水平。

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