第一章-化工節(jié)能--原理與技術(shù)-黑

1、化工節(jié)能 原理與技術(shù)Chemical Process Energy Conservation,蔣靜智 河北科技大學(xué) 機械學(xué)院熱能與動力系,個人介紹,教育背景 博士 化工機械，大連理工大學(xué)，2005.32009.3 碩士 化工機械，大連理工大學(xué)，2003.92004.12 本科 化學(xué)工程，河北工業(yè)大學(xué)，19851989 工作經(jīng)歷 2009.3現(xiàn)在：河北科技大學(xué)，機械學(xué)院熱能與動力系 1995.72003.8： 河北省獲鹿監(jiān)獄，安全處,課程內(nèi)容,總論 節(jié)能的熱力學(xué)原理 化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能 新型節(jié)能設(shè)備與原理 化工系統(tǒng)的能量分析與集成 參考教材：化工節(jié)能原理與技術(shù)馮霄，化學(xué)工業(yè)出版社，2005

2、年8月 參考書：（1）化工節(jié)能技術(shù)手冊，中國化工節(jié)能技術(shù)協(xié)會，化學(xué)工業(yè)出版社，2006；（2）石油化工過程節(jié)能方法與技術(shù)，陳安民，北京：中國石化出版社，1995；（3）能源科學(xué)導(dǎo)論，黃素逸，北京：中國電力出版社，1998,教學(xué)安排、作業(yè)、考試,總論，2學(xué)時 節(jié)能的熱力學(xué)原理，46學(xué)時 化工單元過程與設(shè)備節(jié)能，810學(xué)時 新型節(jié)能設(shè)備與方法，1012學(xué)時 化工系統(tǒng)的能量分析與集成， 1214學(xué)時 平時成績：閱讀課外書、思考題、少量的習(xí)題（20） 考試：開卷考試（80）,該課的目的,拓展所學(xué)的過程工程專業(yè)知識 認識能源和可持續(xù)發(fā)展對過程工業(yè)的意義 了解過程工業(yè)的能源利用技術(shù)方向 學(xué)習(xí)過程工業(yè)節(jié)能的

3、熱力學(xué)基本原理 掌握過程工業(yè)節(jié)能的原理和方法 了解過程節(jié)能的新技術(shù)、新設(shè)備,第一章 總論,能量：“產(chǎn)生某種效果（變化）的能力”。包括機械能、熱能、電能、輻射能、化學(xué)能、核能。 能源概念：是指可以直接或通過轉(zhuǎn)換為人類生產(chǎn)與生活提供能量和動力的物質(zhì)資源。 如煤、石油、天然氣、太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⒑四艿取?煤氣、電力、焦炭、蒸汽、沼氣、氫能等。,1.1能源的分類,按其來源分類 按能源的轉(zhuǎn)化和利用層次分類 按使用狀況分類 按對環(huán)境污染程度的分類,1.1.1. 按其來源分類,（1）來自地球以外天體的能量，主要是太陽輻射能。 （2）地球本身蘊藏的能量,主要地?zé)崮芎驮雍四堋?（3）地球和其它天體相

4、互作用產(chǎn)生的能量，如潮汐。,1.1.2. 按能源的轉(zhuǎn)化和利用層次分類,按有無加工轉(zhuǎn)換，可將能源分為三類： （1）一次能源：自然界中存在的、未經(jīng)加工或轉(zhuǎn)換的能源。如原煤、石油、天然氣、天然鈾礦、水能、風(fēng)能、太陽輻射能、海洋能、地?zé)崮?、薪柴等?可再生能源和非再生能源。 （2）二次能源：為滿足生產(chǎn)工藝或生活上的需要，由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品。如電、蒸汽、煤氣、焦炭、各種石油制品等。 （3）終端能源：通過用能設(shè)備供消費者使用的能源。二次能源或一次能源一般經(jīng)過輸送、存儲和分配成為終端使用的能源。,1.1.3. 按使用狀況分類,常規(guī)能源：指那些開發(fā)技術(shù)比較成熟、生產(chǎn)成本比較低、已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣

5、泛利用的能源。如煤炭、石油、天然氣、水力等 新能源：指目前尚未得到廣泛使用、有待科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以期更經(jīng)濟有效開發(fā)的能源。如太陽能、 地?zé)崮堋⒊毕?、風(fēng)能、生物質(zhì)能、原子能等,1.1.4.按對環(huán)境污染程度的分類,（1）清潔能源：無污染或污染小的能源。太陽能、風(fēng)能、水力、海洋能、氫能、氣體燃料等。 （2）非清潔能源：污染大的能源，如煤炭、石油等。,1.2 過程工業(yè)節(jié)能的潛力與意義,我國過程工業(yè)的特點： 煤炭、石油、天然氣等既是過程工業(yè)的能源，又是過程工業(yè)的原料 能量消耗大、且復(fù)雜 能源消費以煤為主 大宗產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模太小 過程工業(yè)內(nèi)部行業(yè)多，能耗差別大,1.2 過程工業(yè)的節(jié)能潛力,節(jié)能就是應(yīng)用技術(shù)上

6、可行、經(jīng)濟上合理、環(huán)境和社會上可以接受的方法來合理有效地利用能源 節(jié)能潛力 兩種涵義：（1）節(jié)能總潛力：技術(shù)極限值 （2）可實現(xiàn)的節(jié)能潛力：是指技術(shù)成熟、經(jīng)濟合理、預(yù)計在一定時期內(nèi)可實現(xiàn)的節(jié)能量，其取決于技術(shù)、投資、社會、環(huán)境和其他政策等因素。 過程工業(yè)節(jié)能潛力分析 從單位產(chǎn)值能耗估計節(jié)能潛力,*經(jīng)合組織的成員國,表1 不同國家百萬美元（GDP）消耗的標準油（t）,化學(xué)工業(yè)的節(jié)能潛力,從提高能源利用率看節(jié)能潛力 全國能源利用效率約為32，比發(fā)達國家低約10。 從主要產(chǎn)品單位能耗的差距 我國合成氨平均單耗比國際先進水平高了近一倍 乙烯平均單耗比國外高出大約一倍多 燒堿的噸產(chǎn)品能耗比國際先進水平高

7、40 每噸電石的耗電量比國外高20 主要耗能設(shè)備技術(shù)水平 工業(yè)鍋爐的平均熱效率為5560；發(fā)達國家80以上,1.3 節(jié)能的意義,搞好節(jié)能工作、節(jié)約資源是保持人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要措施 保護環(huán)境 節(jié)省工業(yè)原料 促進生產(chǎn)、提高效率 降低成本，增加利潤 促進管理水平提高和技術(shù)的進步,1.4 節(jié)能的途徑,結(jié)構(gòu)節(jié)能 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 企業(yè)結(jié)構(gòu) 地區(qū)結(jié)構(gòu) 管理節(jié)能 宏觀調(diào)控層次：完善法制建設(shè)、制定與貫徹合理的經(jīng)濟政策（價格、投資、信貸、稅收） 企業(yè)經(jīng)營管理層次：建立健全能源管理機構(gòu)；建立企業(yè)的能源管理制度；合理組織生產(chǎn)；加強計量管理,技術(shù)節(jié)能 過程節(jié)能：采用先進的工藝過程和技術(shù) 設(shè)備節(jié)能 流體輸送機械、換熱設(shè)備、蒸發(fā)設(shè)備、塔設(shè)備、干燥設(shè)備等 系統(tǒng)節(jié)能 系統(tǒng)節(jié)能是指從系統(tǒng)合理用能的角度，把整個系統(tǒng)集成起來作為一個有機的整體對待，所進行的節(jié)能工作。 控制節(jié)能：節(jié)能需要控制操作；通過操作控制節(jié)能,1.4 節(jié)能的途徑,系統(tǒng)節(jié)能,隨著過程系統(tǒng)工程和熱力學(xué)分析兩大理論的發(fā)展極其相互結(jié)合和滲透，產(chǎn)生了過程系統(tǒng)節(jié)能的理論和方法，把節(jié)能工作推上了一個