第一章-化工节能--原理与技术-黑

1、化工节能 原理与技术Chemical Process Energy Conservation,蒋静智 河北科技大学 机械学院热能与动力系,个人介绍,教育背景 博士 化工机械，大连理工大学，2005.32009.3 硕士 化工机械，大连理工大学，2003.92004.12 本科 化学工程，河北工业大学，19851989 工作经历 2009.3现在：河北科技大学，机械学院热能与动力系 1995.72003.8： 河北省获鹿监狱，安全处,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

2、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，2学时 节能的热力学原理，46学时 化工单元过程与设备节能，810学时 新型节能设备与方法，1012学时 化工系统的能量分析与集成， 1214学时 平时成绩：阅读课外书、思考题、少量的习题（20） 考试：开卷考试（80）,该课的目的,拓展所学的过程工程专业知识 认识能源和可持续发展对过程工业的意义 了解过程工业的能源利用技术方向 学习过程工业节能的

3、热力学基本原理 掌握过程工业节能的原理和方法 了解过程节能的新技术、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

4、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

5、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 过程工业节能的潜力与意义,我国过程工业的特点： 煤炭、石油、天然气等既是过程工业的能源，又是过程工业的原料 能量消耗大、且复杂 能源消费以煤为主 大宗产品生产规模太小 过程工业内部行业多，能耗差别大,1.2 过程工业的节能潜力,节能就是应用技术上

6、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 节能潜力 两种涵义：（1）节能总潜力：技术极限值 （2）可实现的节能潜力：是指技术成熟、经济合理、预计在一定时期内可实现的节能量，其取决于技术、投资、社会、环境和其他政策等因素。 过程工业节能潜力分析 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高出大约一倍多 烧碱的吨产品能耗比国际先进水平高

7、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,搞好节能工作、节约资源是保持人类社会可持续发展的重要措施 保护环境 节省工业原料 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,结构节能 产业结构 产品结构 企业结构 地区结构 管理节能 宏观调控层次：完善法制建设、制定与贯彻合理的经济政策（价格、投资、信贷、税收） 企业经营管理层次：建立健全能源管理机构；建立企业的能源管理制度；合理组织生产；加强计量管理,技术节能 过程节能：采用先进的工艺过程和技术 设备节能 流体输送机械、换热设备、蒸发设备、塔设备、干燥设备等 系统节能 系统节能是指从系统合理用能的角度，把整个系统集成起来作为一个有机的整体对待，所进行的节能工作。 控制节能：节能需要控制操作；通过操作控制节能,1.4 节能的途径,系统节能,随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展极其相互结合和渗透，产生了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个