中矿大《能源与环境》课程简介

PAGEPAGE2《能源与环境》课程简介周乃君，能源与环境，中南大学出版社，2008，pp315本教材以能源和环境的关系为主线，内容可分为两部分。前一部分主要介绍能源的分类、能源和社会经济发展的关系，煤炭、石油、天然气和水能资源等传统能源的资源量、生产和消费状况，并介绍了核能、太阳能、地热能、风能、海洋能、潮汐能、生物质能、氢能和天然气水合物等新能源的资源状况和开发利用技术，进而重点讨论能量转换和储存的基本原理、能量系统分析方法和工业过程节能的途径与方法；后一部分则重点围绕能源转换和利用过程产生的环境污染治理问题展开讨论，详细介绍了燃烧污染防治技术和大气污染控制技术。目录第1章能源概论

1.1能源的分类与评价1.1.1能源的定义1.1.2能源的分类1.1.3能源的评价

1.2能源与社会经济发展的关系1.2.1能源的更迭与社会发展的关系1.2.2能源与国民经济的关系1.2.3能源与生活水平的关系

1.3能源资源概况1.3.1能源的计量1.3.2能源资源1.4能源结构1.4.1能源的生产结构1.4.2能源的消费结构1.5能源利用技术经济指标1.5.1能耗指标1.5.2能源利用效率1.5.3能量回收率

1.6能源政策1.6.1中国能源状况分析1.6.2能源政策第2章常规能源

2.1煤炭2.1.1煤的形成及特点2.1.2煤的成分、质量及其分类2.1.3煤炭资源及开采2.1.4煤炭生产与消费2.1.5中国煤炭发展战略

2.2石油2.2.1石油的形成与特性2.2.2石油资源与开采2.2.3石油生产与消费2.2.4石油产品

2.3天然气2.3.1天然气的形成及特性2.3.2天然气资源2.3.3天然气生产与消费

2.4电能2.4.1电能的生产与消费2.4.2电力的生产方式2.4.3电力工业的发展趋势第3章新能源

3.1核能3.1.1核裂变能生成原理与特点3.1.2核聚变能3.1.3核能的优点及用途3.1.4核电

3.2太阳能3.2.1能流密度3.2.2中国太阳能资源分布3.2.3太阳能的利用方式3.2.4太阳能利用的进展

3.3地热能、风能、海洋能、潮汐能3.3.1地热能3.3.2风能3.3.3海洋能3.4生物质能、氢能和天然气水合物3.4.1生物质能3.4.2氢能3.4.3天然气水合物第4章能量转换与储存

4.1能量的形式与性质4.2能量转换方式与效率

4.3化学能热电转换4.3.1基本热力循环4.3.2化学能－热能转换设备4.3.3热机4.3.4发电机4.3.5热力系统

4.4核能发电4.4.1核电站分类4.4.2压水堆核电站4.4.3其他堆型核电站4.5电、热制冷4.5.1蒸汽压缩式制冷4.5.2吸收式制冷

4.6太阳能的转换与利用4.6.1太阳能的特点及其利用方式4.6.2太阳能光－热转换4.6.3太阳能制冷与空调系统4.6.4太阳能电池4.6.5太阳能制氢

4.7燃料电池4.7.1燃料电池的特点4.7.2燃料电池的工作原理4.7.3燃料电池的效率4.7.4燃料电池分类及特性

4.8能量储存4.8.1机械能的储存4.8.2电能的储存4.8.3热能的储存第5章能量系统分析

5.1能量平衡与热效率5.2热平衡测定与热平衡分析5.2.1热平衡测算5.2.2热平衡测算实例

5.3热力学第二定律与熵、能级、（火用）

5.4（火用）的计算5.4.1热量（火用）5.4.2开口体系（火用）（焓（火用））5.4.3压力（火用）

5.4.4气体混合物的（火用）（扩散（火用））5.4.5化学（火用）

5.5（火用）损失5.5.1绝热节流过程（火用）损失5.5.2绝热燃烧过程（火用）损失5.5.3传热过程（火用）损失5.5.4散热（火用）损失5.5.5燃烧产物（火用）损失

5.6（火用）效率5.6.1（火用）效率的定义5.6.2各种热工设备的（火用）效率

5.7（火用）平衡分析5.7.1（火用）平衡分析实例5.7.2（火用）分析的意义第6章工业过程节能

6.1燃烧过程节能6.1.1燃料与燃烧方法、燃烧装置的优化选择6.1.2富氧、低空气比和最佳炉膛压力燃烧6.1.3助燃空气的预热6.1.4乳化燃烧与磁化燃烧6.1.5水煤浆燃烧技术6.1.6高风温低氧弥散燃烧技术

6.2工业余热利用的基本原理6.2.1工业余热资源概况6.2.2余热利用的基本原理6.2.3余热利用的一般方法

6.3工业余热回收系统6.3.1工业炉烟气余热回收系统6.3.2冷却介质余热回收系统6.3.3中低温余热动力回收系统6.3.4热泵系统6.3.5余热制冷系统

6.4热回收用换热设备简介6.4.1余热回收换热设备分类6.4.2换热器设计的制约因素第7章环境概论

7.1生态与环境7.1.1生态圈与生态系统7.1.2自然环境与生态环境

7.2环境污染7.2.1环境污染及其分类7.2.2几个重大的环境污染问题7.2.3能源开发利用与环境污染的关系7.2.4环境污染的综合防治

7.3环境标准7.3.1防止公害的环境标准7.3.2我国几个重要的大气污染排放标准7.3.3防止公害的法律措施7.3.4环境监测与评价

7.4环境保护与可持续发展7.4.1环境保护7.4.2我国环境保护的基本思路7.4.3可持续发展第8章燃烧污染防治

8.1硫氧化物的生成及治理8.1.1硫氧化物的生成机制8.1.2燃烧过程脱硫8.1.3排烟脱硫

8.2氮氧化物的生成及治理8.2.1氮氧化物的危害与生成机理8.2.2氮氧化物的燃烧抑制8.2.3排烟脱氮

8.3烟尘的生成与控制8.3.1浮游粒子及其危害8.3.2烟尘的生成机理8.3.3烟尘的燃烧抑制

8.4除尘方法与设备8.4.1除尘的基本原理8.4.2除尘设备第9章大气污染控制

9.1大气污染物的产生9.1.1大气污染物9.1.2影响大气污染物生成的因素9.1.3大气污染的防治措施

9.2大气污染控制技术9.2.1降低燃料、原料消耗9.2.2采用清洁燃料或原料9.2.3发展无害技术（或工艺）9.2.4高烟囱排放

9.3臭氧层的耗损及其控制9.3.1臭氧层的耗损9.3.2臭氧层耗减的危害9.3.3臭氧生成与分解机理9.3.4臭氧层的修复

9.4温室效应及温室气体9.4.1温室效应与全球气候变暖9.4.2温室气体

9.5温室气体的排放与控制9.5.1二氧化碳的排放与控制9.5.2氟氯烃（CFCS）的排放与控制9.5.3甲烷的排放与控制9.5.4其他微量温室气体的排放与控制

9.6气溶胶及其排放控制9.6.1气溶胶的分类及特性9.6.2气溶胶的来源与排放9.6.3气溶胶的危害9.6.4气溶胶对气候的影响9.6.5气溶胶的控制

附录

附表1各种能源折标准煤参考系数

附表2中国煤炭分类总表（GB5751-86）

附表3常用热工设备的热效率

附表4各种元素的化学

附表5主要无机物质的化学

附表6主要有机物质的化学

附表7某些化学反应过程的反应

附表8我国环境空气质量标准（GB3095-1996）

附表9工业炉窑大气污染物排放限值（GB9078-1996）

附表10点燃式发动机排气污染物排放限值（GB14762-2002）

附表11车用压燃式、气体燃料点燃式发动机排气污染物排放限值（GB17961-2005）

参考文献序言能源是人类社会赖以生存的重要物质基础，是工业经济的命脉。环境问题是关系到人类生存和发展的重大问题。

当今世界年能源消费量已达到100亿吨石油当量，随着社会经济的发展，人类对能源的需求量仍在不断增大。然而，在现阶段以至今后数十年内，煤炭、石油、天然气等化石燃料能源仍然不得不占据能源消费的主导地位，人类主要利用这些能源中所贮存的化学能经过转换提供所需的各种能量。这就导致了如下两方面问题：一是这些化石能源属于不可再生资源，随着大规模的开采和利用，必然会走向枯竭。有数据表明，按照现有开采速度，石油仅够开采40年，天然气仅够开采60年，煤炭也将在200年左右枯竭。二是在化石能源的开采、运输、加工、转换和利用过程中，产生大量硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳、烟尘、废水、重金属元素等污染物质，是造成环境污染的最主要因素。当今世界环境污染已十分严重，而且还有进一步恶化的趋势，酸雨、臭氧层破坏、全球气候变暖，已成为世界各国需要共同面对和解决的环境灾难问题。因此，世界各国必须行动起来，共同研究和解决能源与环境这两个涉及人类社会可持续发展的重大问题。

“节约与开发并重”是现阶段解决能源问题的重要途径。“节约”主要是指提高已探明储量的化石燃料能源的采收率和提高全社会的能源利用率，让其发挥出最大效益；“开发”则是指增加化石燃料能源的探明储量和不断寻找新的可替代能源及其利用方法，以满足社会经济发展对能源供应量的不断增大的需求。核能、太阳能、地热能、风能、海洋能、潮汐能、生物质能、氢能和天然气水合物等新能源将是解决未来世界能源短缺问题的出路所在。

能源与环境污染密切相关。要解决环境问题，首先需