第一章-化工节能--原理与技术-黑

化工节能原理与技术ChemicalProcessEnergyConservation,吴卫泽教授北京化工大学化学工程学院,个人介绍,教育背景博士化学工艺，中科院山西煤化所，19992002硕士化学工程，中科院山西煤化所，19961999本科化学工程，大连理工大学，19851989工作经历2006.9现在：北京化工大学，化工学院，教授，博导20042006：英国诺定汉大学化学院，博士后研究员（ResearchFellow）20022004：中科院化学所，副研究员19891999：中科院山西煤化所，助理研究员,科研成果,申请和参加的科研项目:22项；目前在研项目:5项发表论文：70余篇，其中SCI收录论文53篇获得国家发明专利7项著作：超临界流体科学与技术，合著获奖：中国科学院科技进步一等奖（1994）；教育部新世纪优秀人才（2008）,研究方向,研究方向：能源领域的绿色化学工程与技术具体研究内容：以超临界流体和离子液体为介质的能源转化的化学反应和物质分离与超临界流体和离子液体相关的相行为、分子间相互作用与化学反应化学热力学超临界二氧化碳离子液体两相体系的特性、化学反应与分离技术功能化离子液体的制备、性质和应用,TEL：64427603；E-mail：wzwu;无机楼319,课程内容,总论节能的热力学原理化工单元过程与设备的节能新型节能设备与原理化工系统的能量分析与集成参考教材：化工节能原理与技术冯霄，化学工业出版社，2005年8月参考书：（1）化工节能技术手册，中国化工节能技术协会，化学工业出版社，2006；（2）石油化工过程节能方法与技术，陈安民，北京：中国石化出版社，1995；（3）能源科学导论，黄素逸，北京：中国电力出版社，1998,教学安排、作业、考试,总论，1学时节能的热力学原理，23学时化工单元过程与设备节能，45学时新型节能设备与方法，56学时化工系统的能量分析与集成，67学时作业：阅读课外书、思考题、少量的习题（30）考试：开卷考试（70）,该课的目的,拓展所学的化学工程专业知识认识能源和可持续发展对化学工业的意义了解过程工业的能源利用技术方向学习化工过程节能的热力学基本原理掌握化工过程节能的原理和方法了解化工节能的新技术、新设备,第一章总论,能量：“产生某种效果（变化）的能力”。包括机械能、热能、电能、辐射能、化学能、核能。能源概念：是指可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。,1.1能源的分类,按其来源分类按能源的转化和利用层次分类按使用状况分类按对环境污染程度的分类,1.1.1.按其来源分类,（1）来自地球以外天体的能量，主要是太阳辐射能。（2）地球本身蕴藏的能量,主要地热能和原子核能。（3）地球和其它天体相互作用产生的能量，如潮汐。,1.1.2.按能源的转化和利用层次分类,按有无加工转换，可将能源分为三类：（1）一次能源：自然界中存在的、未经加工或转换的能源。如原煤、石油、天然气、天然铀矿、水能、风能、太阳辐射能、海洋能、地热能、薪柴等。可再生能源和非再生能源。（2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换而成的能源产品。如电、蒸汽、煤气、焦炭、各种石油制品等。（3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。二次能源或一次能源一般经过输送、存储和分配成为终端使用的能源。,1.1.3.按使用状况分类,常规能源：指那些开发技术比较成熟、生产成本比较低、已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、水力等新能源：指目前尚未得到广泛使用、有待科学技术的发展以期更经济有效开发的能源。如太阳能、地热能、潮汐能、风能、生物质能、原子能等,1.1.4.按对环境污染程度的分类,（1）清洁能源：无污染或污染小的能源。太阳能、风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等。（2）非清洁能源：污染大的能源，如煤炭、石油等。,1.2化学工业节能的潜力与意义,我国化学工业的特点：煤炭、石油、天然气等既是化学工业的能源，又是化学工业的原料能量消耗大、且复杂能源消费以煤为主大宗化学品生产规模太小化学工业内部行业多，能耗差别大,1.2化学工业的节能潜力,节能就是应用技术上可行、经济上合理、环境和社会上可以接受的方法来合理有效地利用能源从单位产值能耗估计节能潜力,*经合组织的成员国,表1不同国家百万美元（GDP）消耗的标准油（t）,化学工业的节能潜力,从提高能源利用率看节能潜力全国能源利用效率约为32，比发达国家低约10。从主要产品单位能耗的差距我国合成氨平均单耗比国际先进水平高了近一倍乙烯平均单耗比国外搞出大约一倍多烧碱的吨产品能耗比国际先进水平高40每吨电石的耗电量比国外高20主要耗能设备技术水平工业锅炉的平均热效率为5560；发达国家80以上,1.3节能的意义,开发新能源和节约能源同等重要保护环境节省化工原料促进生产、提高效率降低成本，增加利润促进管理水平提高和技术的进步,1.4节能的途径,