化工機械的昨天今天和明天

化工機械的昨天今天和明天第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日昨天今天明天基本概念學科基礎化工機械報告目錄領域滲透內涵拓展理論創(chuàng)新技術突破結束語第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日化工機械主要是化學化工、石油化工、煉油與天然氣加工、輕工、核電與火電、冶金、環(huán)境工程、食品及制藥等流程性工業(yè)中處理氣、液和粉體材料及化學反應過程必需的設備和機器。它是實現(xiàn)工藝過程的不可缺少的關鍵環(huán)節(jié)，同時受工藝條件的嚴格制約。它涉及物料特性、流動特性、傳熱傳質、反應壓力、化學反應、設備腐蝕、產(chǎn)物形態(tài)等化學和物理問題。教育特點是“厚基礎、寬應用”?；靖拍钭蛱斓谌?，共二十四頁，2022年，8月28日科學基礎昨天理論基礎包括流體力學、結構力學、熱力學、燃燒學、傳熱學、傳質學、腐蝕學等專業(yè)課程包括機械制圖、材料力學、機械傳動、化工設備材料、化工設備設計、壓力容器、結構設計與計算及控制儀表等研究內容主要包括設備、材料、流動、反應、溫度、壓力、結構間的偶合和協(xié)同效應第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日化工機械向生物化工、能源化工、材料化工、醫(yī)療器械、固體廢棄物處理與資源化利用等領域滲透。從大尺度領域向微尺度領域滲透隨著科技進步，與其它技術，如：材料技術、控制技術、測試技術、能量傳遞技術的偶合性越來越強。領域滲透今天第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日各種質能轉換過程設備與工藝的優(yōu)化以及設計和制造，主要包括：納米顆粒與納米器件的構筑與表征，煤炭轉化過程中產(chǎn)物的定向控制、污染物的定向脫除與控制，固體廢棄物處理與資源化利用，環(huán)保技術與設備，材料成形技術，熱化學治療的微尺度流體輸送技術，高性能光熱、光伏轉換技術等。研究新的應用條件下的偶合、協(xié)同效應與理論，開發(fā)共性技術。內涵拓展今天第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日熱化學治療微熱管治癌舉例說明今天第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日生物質能氣化發(fā)電生物柴油第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日生物基化學品第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日冬季太陽光RTVO2玻璃RT夏季智能光熱材料第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日地熱空調第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日天然氣水合物勘探與開采模擬系統(tǒng)第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日難處理垃圾熱解焚燒爐第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日需求牽引科學問題新的發(fā)現(xiàn)理論創(chuàng)新明天化工機械和設備是根據(jù)需求而定的，新的需求催生新的機械和設備傳統(tǒng)經(jīng)典的科學理論得到突破新的發(fā)現(xiàn)：仿生機理的突破；新的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日由于化石能源利用造成的環(huán)境問題和化石能源供給問題，人類再次強調要大力發(fā)展“可再生能源”。但“可再生能源”的利用必須轉換為穩(wěn)定的電力或穩(wěn)定的能量，而它們在轉換時需要載體，載體具有轉換效率、壽命、成本和資源量等因素?！翱稍偕茉础弊鳛樽匀唤绱嬖诘奈镔|是取之不盡、用之不竭、而且是清潔無污染的，而一旦通過載體轉換，“可再生能源”的利用過程就變成了既消耗載體材料、又有生產(chǎn)過程的污染、成本、效率和廢物處理等問題。需求牽引

明天第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日以晶硅電池的太陽能光伏發(fā)電為例。光伏產(chǎn)業(yè)鏈由四個部分構成：硅材料、硅片、太陽能電池片、太陽能電池組件，而硅材料的制備又要經(jīng)歷開采硅礦、制備工業(yè)硅、制備晶硅等過程。為了實現(xiàn)獨立穩(wěn)定發(fā)電還需要儲能系統(tǒng)，電池和儲能器件長期使用后還需進行廢物處理等。目前，太陽能電站建設的投資成本大約是煤電7-8倍，發(fā)電成本大約是煤電8-9倍，而且占地面積也比煤電大的多。由此看來，現(xiàn)在的太陽能發(fā)電技術不僅成本高，而且還存在消耗資源、過程污染、廢物處理等問題。

明天第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日傳統(tǒng)的能源分類是以能源資源的形式將能源分為化石能源、可再生能源、核能和水能等，而不是以能源的利用和轉換形式分的，所以它不利于能源科學體系的形成、不利于能源科學理論的發(fā)展、不利于能源技術的創(chuàng)新?？陀^上看，一些能源，包括化石能源、核能、生物質能等都是通過消耗自身提供能量的，而另一些能源，如太陽能、風能、地熱能、海洋能等是通過載體并消耗載體提供能量的，這兩種能源利用和轉換的形式具有各自規(guī)律和理論基礎。所以，應當將能源重新分類為以消耗自身為主的自耗型能源和以消耗載體為主的它耗型能源。明天第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日傳統(tǒng)的能源理論是建立在自耗型能源基礎上的，這些理論已不能滿足它耗型能源技術創(chuàng)新的需求，傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式和用能方式也無法牽引更合理、更科學、更高效、低成本的它耗型能源技術的誕生。因此，在大力倡導發(fā)展“可再生能源”的時代，必須建立與它耗型能源體系相適應的能源理論和技術體系，必須探索與它耗型能源轉換機理相適應的新型用能方式，必須進行革命性的能源技術創(chuàng)新，從而推動有別于以蒸汽機為標志的產(chǎn)業(yè)的新產(chǎn)業(yè)革命。在這場革命中化工機械將擔當重要角色。明天第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日催化劑、酶理論場理論暗能量、暗物質科學問題

明天第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日光合作用仿生其它新的發(fā)現(xiàn)明天第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日

仿生化學化工場化學化工技術突破

明天第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日基礎理論技術創(chuàng)新高效聚能材料、涂料、裝備聚變能、新型反應堆高效長壽命電池、新型太陽電池高效儲能器與材料天然氣水合物、海洋能源代鈾核原料及其它物質能量傳遞機制富能材料能源生態(tài)機理光合作用仿生催化、酶機理富能生物暗能量、暗物質未來能源科學和技術前沿展望明天第二十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日化工機械是基礎性科學與技術，同時也是“被動性”的科學和技術；化工機械高度滲透、廣泛拓展，在體現(xiàn)其重要性的同時也使其專業(yè)性逐漸淡化；從事化工機械工作