【正文】 化工節(jié)能原理與技術(shù)主要內(nèi)容? 第一章 緒論? 第二章 能源及能源利用現(xiàn)狀? 第三章 節(jié)能的熱力學(xué)基礎(chǔ)? 第四章 流體輸送過程的節(jié)能? 第五章 傳熱過程的節(jié)能? 第六章 傳質(zhì)分離過程的節(jié)能? 第七章 熱泵節(jié)能技術(shù)? 第八章 化學(xué)反應(yīng)過程節(jié)能? 第九章 系統(tǒng)節(jié)能 —— 夾點(diǎn)技術(shù)簡介主要參考書? 1. 馮霄，王彧斐編著 . 化工節(jié)能原理與技術(shù)（第四版 .），北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2023.? 2. 雷志剛，代成娜 編著，化工節(jié)能原理與技術(shù)，北京：化工出版社， 2023.? 3. 孫偉民編著 . 化工節(jié)能技術(shù)，北京：化工出版社， 2023.? ，王曉墨編 . 能源與節(jié)能技術(shù)（ 2nd.） , 北京：中國電子出版社， 2023.? . 化工單元操作節(jié)能技術(shù)，安徽：安徽科技出版社， 2023第一章 緒論? 能源概念 概念掌握? 能源與發(fā)展 關(guān)系緊密? 能源形勢 嚴(yán)峻? 節(jié)能意義 重大 可持續(xù)發(fā)展 能源概念1.能源 EnergySource： ? 能夠為人類提供某種形式能量（機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等）的自然資源及其轉(zhuǎn)化物?；蛘哒f是能量的來源稱為能源。如太陽能、風(fēng)能、化石燃料、水力等。2.能源形式：太陽能風(fēng)能水能生物質(zhì)能地?zé)崮艹毕芎四埽?、氣、油）礦物質(zhì)能源、電能、氫能等能源與發(fā)展 從日常生活中必需的電、煤、氣、自來水等的供應(yīng)，到交通運(yùn)輸、通信等現(xiàn)代社會的一切活動都離不開它。 能源為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動力的物質(zhì)資源，是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費(fèi)量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。 能源、材料、信息是人類發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)。? 能源科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破，都引起生產(chǎn)技術(shù)的革命，化學(xué) (工 )在能源的研究和利用過程中扮演重要角色。2.人類文明與能源利用? 瓦特 (James Watt 1736~1819年 )發(fā)明蒸汽機(jī) (1769年專利 ) ? 蒸汽機(jī)作為動力的紡織機(jī)械誕生于 18世紀(jì)，但蒸汽機(jī)作為船舶和機(jī)車的動力而普及直至 19世紀(jì)。 ? 19世紀(jì)中葉雷諾 (Etienne Lenoir l822—1900 年 )發(fā)明了燃?xì)獍l(fā)動機(jī)? 19世紀(jì)中葉又發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)，從而開發(fā)出了汽車? 在 1903年由汽車工人萊特兄弟制造的發(fā)動機(jī)動力飛機(jī)試飛成功 ? 20世紀(jì)初，通過火力發(fā)電和水力發(fā)電生產(chǎn)的大量電能，再通過輸配電網(wǎng)絡(luò)，使各種各樣的用電產(chǎn)業(yè)獲得驚人的進(jìn)步和發(fā)展 ? 在 20世紀(jì) 50年代到 70年代間，從煤炭文明到石油文明的能源革命 ? 20世紀(jì) 90年代，開始使用使用液化天然氣和液化石油氣作為汽車用燃料 能源形勢 有關(guān)資料顯示 ： 目前在世界初級能源的產(chǎn)量和消費(fèi)中，居第一位的是石油，其次是煤炭、天然氣。 有關(guān)資料還顯示 ： 石油、煤炭、天然氣等常規(guī)化石能源的儲量日益減少，在可預(yù)見的不長時間內(nèi)將被消耗殆盡，全球面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)。 如果新的替代能源沒有如果新的替代能源沒有屆時被發(fā)現(xiàn)，人類的生存面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)！屆時被發(fā)現(xiàn)，人類的生存面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)！? 能源是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，是影響各國領(lǐng)導(dǎo)人戰(zhàn)略決策的重要因素，是許多國家制定全球戰(zhàn)略的首要問題。? 近 20年來，世界上發(fā)生的許多危機(jī)、沖突都是圍繞爭奪能源引發(fā)的（如兩伊戰(zhàn)爭，前蘇聯(lián)出兵阿富汗，海灣戰(zhàn)爭，科索沃戰(zhàn)爭，美國推翻塔利班，伊拉克戰(zhàn)爭等）。? 美國、俄羅斯、日本、歐盟、中國等許多國家針對中東、里海等石油資源展開了激烈的較量和錯綜復(fù)雜的斗爭。 “貧血 ”的威脅? 我國煤炭儲量居世界第 3位，人均為世界平均水平的 50%；? 我國石油儲量居世界第 6位，人均為世界平均水平的 17%；人均石油產(chǎn)量與消費(fèi)量占世界平均水平的 21%~22%；? 我國天然氣儲量居世界第 16位，人均為世界平均水平的 10%。? 目前我國人年均能源消耗是 1000公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，美國是 11000公斤，英、德、法等國家為 5000~6000公斤；? 2030年以后，我國人年均能源消耗是2023~3000公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，人口達(dá) 15億以上。解決我國及世界能源危機(jī)的途徑：一是 節(jié)約使用能源 ；二是 加強(qiáng)新能源技術(shù)的研究、開發(fā)和利用，不斷擴(kuò)大利用新能源的比重 。4.中國能源現(xiàn)狀1949年新中國成立時，全國一次能源的生產(chǎn)總量僅為 2374萬 t標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第 10位。? 2023年中國一次能源生產(chǎn)量達(dá)到 ，全年能源消費(fèi)總量 ， 是世界上第二大能源消費(fèi)國和能源生產(chǎn)國。? 煤炭： 2023年 煤炭 產(chǎn)量達(dá)到 （ 第一 ），同比增長 %，其中用于發(fā)電 億噸左右；? 從 1996年開始，我國由原油出口國變成原油進(jìn)口國； 2023年我國進(jìn)口石油占消耗量的 20%；? 美日等發(fā)達(dá)國家都建立了戰(zhàn)略石油儲備制度，可提供 3~6個月的石油供應(yīng)；我國沒有戰(zhàn)略石油儲備。2023年以來，我國已成為世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)最大的國家。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，我國2023年 能源消費(fèi)總量為 tce，其中煤炭占 ％，石油 ％，天然氣 ％。水能、核能、風(fēng)能等非化石能源約占 8％。另據(jù) BP統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年我國除水能以外的可再生能源 (如風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等 )消費(fèi)總量只占 ％。近年來，雖然可再生能源得到了較快的發(fā)展，但我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)幾乎沒有改變。解決我國及世界能源危機(jī)的途徑：一是 節(jié)約使用能源 ；二是 加強(qiáng)新能源技術(shù)的研究、開發(fā)和利用，不斷擴(kuò)大利用新能源的比重 。5. 中國能源存在的問題（ 1）人均能耗低（ 2）人均能源資源不足（ 3）能源效率低（ 4）以煤為主的能源結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整 1）大量燃煤嚴(yán)重污染環(huán)境 2）大量用煤導(dǎo)致能源效率低下 3）交通運(yùn)輸壓力巨大 4）能源供應(yīng)安全問題提到議事日程上來? 環(huán)境污染嚴(yán)重；? 能源建設(shè)周期長，耗能多；? 能源價格未能反映其經(jīng)濟(jì)成本和能源資源的 稀缺性；? 能源工業(yè)裝備落后。7.解決我國能源問題的措施p 努力改善能源結(jié)構(gòu)；p 提高能源利用率；p 加速實施潔凈煤技術(shù)；p 合理利用石油和天然氣；p加快電力發(fā)展速度；p積極開發(fā)利用新能源；p建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面；p改善城市民用能源結(jié)構(gòu)，提高居民生活質(zhì)量；p重視能源的環(huán)境保護(hù)。中國能源可持續(xù)發(fā)展的對策三個手段：? 加強(qiáng)政府的宏觀決策和行政管理? 運(yùn)用市場機(jī)制的調(diào)節(jié)作用? 利用經(jīng)濟(jì)增長的機(jī)遇節(jié)能意義什么是節(jié)能？ 節(jié)能就是應(yīng)用技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境和社會可以接受的方法來有效地利用能源。所以，節(jié)能并不簡單地意味著少用能源，其實質(zhì)是充分有效地發(fā)揮能源的作用，使同樣數(shù)量的能源，可以提供更多的有效能，從而生產(chǎn)出更多、更好的產(chǎn)品，創(chuàng)造出更多的產(chǎn)值和利潤。 化學(xué)工業(yè)有一個重要的特點(diǎn)，就是煤、石油、天然氣等既是化學(xué)工業(yè)的能源、又是化學(xué)工業(yè)的原料，該兩項加起來占產(chǎn)品成本 25~40％，在氮肥行業(yè)達(dá) 70~80％。因此廣義的化學(xué)工業(yè)是工業(yè)部門中的第一用能大戶。這一特點(diǎn)使得節(jié)能工作在化學(xué)工業(yè)中有著極為重要的意義。黨中央、國務(wù)院高度重視節(jié)能工作： 胡錦濤總書記、溫家寶總理多次就節(jié)約能源資源工作做出重要指示 國家對節(jié)能工作的定位： 黨的十六屆五中全會提出把節(jié)約資源作為基本國策。確定國家節(jié)能指標(biāo)： “十一五 ”規(guī)劃 《 綱要 》 把 “十一五 ”時期單位 GDP能耗降低 20％左右作為約束性指標(biāo)。 國家 “十二五 ”工業(yè)節(jié)能規(guī)劃2. 節(jié)能的意義? 降低成本? 合理利用資源，可減緩能源耗竭速度? 降低污染物排放，利于環(huán)境保護(hù)? 降低溫室氣體排放? 結(jié)構(gòu)節(jié)能：? 管理節(jié)能：? 技術(shù)節(jié)能：第二章 能源及能源利用現(xiàn)狀? 能量與能源? 能源分類? ? ? 可再生能源的開發(fā)? 蓄能和換能技術(shù)? ★ 可再生能源開發(fā)利用情況 能量與能源? 能量 —— 宇宙間一切運(yùn)動著的物體，都有能量的存在和轉(zhuǎn)化，人類一切活動都與能量及其使用緊密相關(guān)。? 所謂能量，也就是 “產(chǎn)生某種效果（變化）的能力 ”。反過來說，產(chǎn)生某種效果（變化）必然要伴隨能量的消耗和轉(zhuǎn)換。人類所認(rèn)識的六種能量形式? 機(jī)械能? 熱能? 電能? 輻射能? 化學(xué)能? 核能能源分類能源是指人類用來獲取能量的自然資源. 按來源不同可把能源分為三類 （ 1）來自地球以外天體的能量（包括直接的太陽輻射能外，還包括間接來自太陽能能源，如化石能源、生物能、水能、風(fēng)能、海洋能等）；? （ 2）地球的本身蘊(yùn)藏的能量資源（如地?zé)崮艿龋? （ 3）地球與其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量（如潮汐能等）按形成條件不同，可把能源分為兩類? （ 1）一次能源，指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然氣、水力、太陽能等）? （ 2）二次能源，在一次能源基礎(chǔ)上加工而成的（如電力、汽油、煤氣、沼氣、氫氣等）按能否反復(fù)利用，把能源 (一次 )分為兩類? （ 1）再生能源（如太陽能、風(fēng)能、水力等）；? （ 2）非再生能源（煤炭、石油、天然氣等）。按開發(fā)使用的程度，可把能源分為兩類? 常規(guī)能源，指已被廣泛利用的能源；? 新能源，指未被廣泛利用、正在研究開發(fā)、有待推廣的能源。（辯證地看） 按能源本身的性質(zhì)分? 含能體能源含能體能源 （燃料能源），如石油、煤、天然氣、地?zé)帷涞?，它們可以直接儲存? 過程性能源過程性能源 （非燃料能源），它們無法直接儲存，如風(fēng)能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆發(fā)、雷電、電磁能和一般熱能等。 按對環(huán)境的污染分? 清潔能源清潔能源 ，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；? 非清潔能源非清潔能源 ，即對環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。 能量轉(zhuǎn)換過程及轉(zhuǎn)換設(shè)備或系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)換 廣義地說，能量轉(zhuǎn)換應(yīng)包含三項內(nèi)容：? 能量的 形態(tài)形態(tài) 轉(zhuǎn)換，即通常所謂的能量 轉(zhuǎn)換 ；? 能量的 空間空間 轉(zhuǎn)換，即能量的 傳輸 ；? 能量的 時間時間 轉(zhuǎn)換，即能量的 儲存 。 熱能的產(chǎn)生 燃料燃燒 核能轉(zhuǎn)換 太陽能轉(zhuǎn)換 地?zé)?電能轉(zhuǎn)換 機(jī)械能的獲取 電能的生產(chǎn)熱電轉(zhuǎn)換磁流體發(fā)電熱電偶溫差發(fā)電熱電子發(fā)電傳統(tǒng)能源技術(shù)進(jìn)展傳統(tǒng)能源技術(shù)進(jìn)展 傳統(tǒng)能源主要是化石燃料，按埋藏的能傳統(tǒng)能源主要是化石燃料，按埋藏的能量的數(shù)量的順序分有煤炭類、石油、油頁量的數(shù)量的順序分有煤炭類、石油、油頁巖、天然氣和油砂。巖、天然氣和油砂。 ? 中文名稱：– 油頁巖 oil shale。kerogen shale ? 其他名稱：– 油母頁巖 ? 定義 1：– 灰分高于 50%的腐泥型固體可燃礦產(chǎn)。 ? 應(yīng)用學(xué)科：– 電力 （一級學(xué)科）； 燃料 （二級學(xué)科） ? 定義 2：– 灰分高于 50%的腐泥型固體可燃礦產(chǎn)。 ? 應(yīng)用學(xué)科：– 煤炭科技（一級學(xué)科）；煤田地質(zhì)與勘探（二級學(xué)科）； 成煤作用 （三級學(xué)科） ? 定義 3：– 是一種含有碳?xì)浠衔锏目?