北京化工大学-化工节能原理与技术(1)雷志刚
《化工节能技术》课件
借助综合能源利用技术，该工 业园区成功实现能源回收和共 享，提高能源利用效率。
案例三：某化工厂节能 监测
利用能耗监测系统，该化工厂 实时监测能耗情况，分析并采 取相应的措施进行能耗优化。
总结
• 化工节能技术的未来发展趋势 • 化工企业应如何落实节能措施？
工艺升级
通过改进工艺流程，降低能耗和排放。工艺 升级能够改善产品质量和生产效率。
综合能源利用
最大程度地利用可再生能源和废热废气，提 高能源利用效率。
Байду номын сангаас
能耗监测
通过实时监测能耗情况，及时发现和解决能 耗问题，实现能耗管理和优化。
节能案例
案例一：某化工企业节 能改造
案例二：某工业园区综 合能源利用
通过投资设备优化和工艺升级， 该企业成功实现能耗降低20%， 减少碳排放。
《化工节能技术》PPT课 件
"化工节能技术"是一个热门话题，本课件将介绍节能的概述、节能技术和节能 案例，帮助化工企业落实节能措施。让我们开始探索吧！
节能概述
• 节能意义 • 节能政策 • 节能技术分类
节能技术
设备优化
通过改进设备以降低能耗，例如节能设备和 工艺改进。优化设备可提供显著的节能效果。
化工节能原理与技术(3)雷志刚 北京化工大学
4.2.2 夹点的形成
•
夹点：冷、热复合曲线在某点重合时该系统内部换热达到极限，重合点 夹点温差：
的传热温差为零，该点即为夹点；
•
32
第 4 章 过程系统节能 – 夹点技术
4.2 夹点的形成及其意义
4.2.3 问题表法 （1）以冷、热流体的平均温度为标尺，划分温度区间。 （2）计算每个温区内的热平衡，以确定各温区所需的加热量和冷却量。 （3）进行热级联计算。 （4）温区之间热通量为零处，即为夹点。
•
•
12
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 6 反应
3.6.4 反应与其他过程的组合
•
目标是：改变反应过程进行的条件或提高反应转化率，而达到节能目的；
3.6.4.1 反应与反应的组合
• • •
所希望的反应在接近常温下进行，节省加热反应物所需的热量 如氨碱法制碱原理； 强放热与强吸热反应的组合
化工节能原理与技术(3)
北京化工大学 2012 . 2（春季学期）
1
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 5 干燥
干燥：用热空气或其他高温气体作为介质，使之掠过干燥物料表面，介质向 物料供热并带走汽化的水分。
• •
干燥过程是传热过程与传质过程的综合； 干燥器的节能：保证有一定干燥速度下尽可能减少加热。
2
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 5 干燥
3.5.1 排气的再循环
• • •
循环利用一部分排气而回收一部分热量 限制空气循环量的变量是湿度 采用排气再循环后，干燥速度减慢，干燥时间延长，装置相应变大
3
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
化工节能技术考试题目及答案
一、名词解释节能：应用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以会接受的方法,来合理有效地利用能源。
本质：充分、有效地发挥能源的作用. 能源: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。
技术节能: 又称间接节能,指通过合理调整，优化经济结构、产业结构和产品结构提高产品质量，节约使用各种物资等途径而达到的节约效果。
结构节能：又称直接节能，它指能源系统流程各环节中，由于加强企业经济管理和节能科学管理，减少跑、冒、滴、漏；改革低效率的生产工艺，采用新工艺、新设备、新技术和综合利用等方法，提高能源有效利用率从而降低单位产品能源消耗所实现的节能.完全热力学平衡：同时满足热平衡、力平衡和化学平衡.不完全热力学平衡：只满足热平衡、力平衡的平衡可避免用损失:技术上和经济上都可避免的用损失。
不可避免用损失：不可避免“火用"损失是技术上和经济上不可避免的最小“火用”损失,要么技术上无法实现,要么经济上不可行。
EL=AVO（可避免)+INE（不可避免）效率: 收益的用与耗费的用的比值，ηe=E收益/E耗费ηe= E收益/E耗费=（E耗费—EL）/E耗费=1-EL/E耗费=1—ζ实用效率：ηe’=E收益/(E耗费-INE）夹点技术是以化工热力学为基础，以经济费用为目标函数，对过程系统整体进行优化设计和节能改造的技术。
网络夹点:现行网络中，若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点.零改动方案：改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案一改动方案：改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案。
过程夹点：对过程进行分析时所确定的夹点。
热负荷回路：在网络中从一股物流出发，沿与其匹配的物流找下去，又回到此物流，则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路.阈值：并非所有的换热网络问题都存在夹点，只有那些既需要加热公用工程、又需要冷却公用工程的换热网络问题才存在夹点要一种公用工程的问题,称为阈值问题。
化工节能原理与技术冯霄考试题
化工节能原理与技术冯霄考试题1. 请简要介绍化工节能的原理和技术。
化工节能是通过提高化工生产过程中能源利用率，减少能源消耗，降低生产成本，保护环境的一种技术方法和措施。
化工节能的原理主要包括以下几个方面：- 高效能源利用原理：通过优化工艺流程，提高设备能源利用效率，减少能源损耗。
- 能源替代原理：将传统能源替换为更清洁、更高效的新能源，如替代煤炭、燃油等传统能源为天然气、生物质能源等。
- 废能利用原理：将化工过程中产生的废热、废水、废气等废能有效利用，用于其他用途，如供热、发电等。
化工节能的技术包括但不限于以下几个方面：- 节能设备技术：采用高效节能设备，如高效换热器、节能泵等，以提高设备的能源利用效率。
- 节能控制技术：通过采用先进的控制系统和自动化技术，优化工艺参数和操作条件，实现节能效果。
- 节能改造技术：对现有设备进行改造和升级，提高设备的能源利用效率。
- 热电联供技术：通过利用废热发电，同时提供热能和电能供应。
- 再生能源利用技术：利用太阳能、风能、生物质能等再生能源替代传统能源，实现清洁能源利用。
2. 请列举几种常见的化工节能技术，并简要介绍其原理。
- 高效换热器技术：通过改进传热方式和结构设计，提高换热器的传热效率，减少能源损耗。
- 节能泵技术：采用低能耗的高效节能泵，降低泵站的电耗和水耗。
- 节能传动技术：采用高效节能的传动装置，如变频器、节能电机等，降低设备传动系统的能源消耗。
- 废能回收利用技术：通过采用热交换器等设备，将化工过程中产生的废热回收利用，用于供热和发电。
- 余热利用技术：将化工过程中产生的废热利用于其他工艺，如余热锅炉等设备，实现能源的综合利用。
- 能源管理系统技术：通过建立能源管理系统，监控和管理能源的使用情况，及时发现并解决能源消耗高和能源浪费的问题，提高能源利用效率。
这些化工节能技术的原理主要是通过优化工艺流程、改进设备和系统设计、利用废能等方式，减少能源消耗，提高能源利用效率，从而达到节能的目的。
《化工节能技术》课程教学大纲
《化工节能技术》课程教学大纲化工节能技术 (1)分离过程选论 (3)化工流程机械 (5)高等化工热力学 (7)化学反应工程选论 (9)《化工节能技术》课程教学大纲课程名称(中文)：化工节能技术学分数：2学分课程名称(英文)：Energy-saving Technology in Chemical Engineering课内学时数：32（最低要求）上机（实验）时数：2小时课外学时数：4 （最低要求）教学方式：课堂授课+ （上机）教学要求：学生学完本课程后，应达到下列要求1.把握可逆过程、火用、夹点等重要的差不多概念。
2.把握能量转换遵循的差不多定律。
3.把握单元过程和能量系统用能状况的差不多分析及运算方法，以及提高能量利用经济性的差不多原则和要紧途径。
4.逐步树立工程观点，具有对实际问题建立能量系统模型的能力,并能用理论分析解决与化工节能有关的实际问题。
课程内容简介( 500字以内)：化工节能技术是研究节能的原理以及化学工程中常用的节能技术的一门课程。
要紧包括热力学第一定律和第二定律，能量的火用运算，火用缺失与火用衡算方程式，装置的火用效率与火用缺失系数；流体流淌与流体输送机械、换热、蒸发、精馏、干燥、反应等化工单元过程与设备的节能；过程系统节能中的夹点技术，夹点的形成及其意义，换热网络设计目标，换热网络优化综合，蒸汽动力系统优化综合。
课程大纲（具体到章、节、小节）：第1章总论1.1 能源与能源的分类1.2 节能的途径第2章节能的热力学原理2.1 差不多概念2.2 能量与热力学第一定律2.3 火用与热力学第二定律2.4 能量的火用运算2.5 火用缺失与火用衡算方程式2.6 装置的火用效率与火用缺失系数2.7 节能理论的新进展第3章化工单元过程与设备的节能3.1 流体流淌与流体输送机械3.2 换热3.3 蒸发3.4 精馏3.5 干燥3.6 反应第4章过程系统节能—夹点技术4.1 夹点的形成及其意义4.2 换热网络设计目标4.3 换热网络优化设计4.4 换热网络改造综合4.5 蒸汽动力系统优化综合4.6 分离系统优化综合4.7 反应器的热集成…..参考教材名称：冯霄，《化工节能原理与技术》，第2版，化学工业出版社，2004。
北京化工大学节能技术期末试卷
一、简单列举两种可再生资源和两种不可再生资源？（4分）二、试用龟山-吉田环境模型求H2的标准化学用。
（8分）组分H f/(kJ/kmol)S[kJ/(kmol·K)]H2（气）0130.68O2（气）0205.03H2O（液）-28583069.91三、用一逆流换热器对一股热流和一股冷流进行换热。
热物流从100℃被冷却到80℃，冷物流从20℃被加热到40℃。
热物流和冷物流的比热均为5.0kJ/（kg·℃），流量均为100kg/min。
求传热过程中热物流和冷物流的熵变及用损失。
假设传热过程中没有散热损失，冷、热物流的比热容（Cp）为常数，物流温度变化小于2时可用算术平均值代替对数平均值。
（8分）四、从能量用的角度分析，为什么冷热物流在高温换热时传热温差选取的较大，而在低温冷冻换热时传热温差选取的较小？对钛材和不锈钢换热系统，传热温差宜选取较大还是较小？（4分）五、在精馏过程中，分析采用如下措施分别对节能和分离效果的影响（保持其它操作条件不变，说明变化趋势）：（10分）a)减小回流比；b）降低塔板数或填料层高度；c）多股进料；d）冷夜进料；e）蒸汽压缩机方式热泵精馏。
六、假设单效蒸发器和多效（以三效为例）蒸发器的总温差（t）相同，各效的传热面积（A）相等、传热系数（K）相同。
试推导多效和单效蒸发的蒸发强度，比较大小。
多效蒸发为什么比单效蒸发节能？（6分）七、精馏过程分离的依据是什么？当操作线靠近平衡线时，说明用损失和传质推动力的变化趋势。
（4分）八、简述多效精馏的适用场合，以及采用多效精馏的优缺点。
多效精馏为什么需要压力组合？（4分）九、为什么采用反应精馏能够节能？对于可逆反应，反应精馏为什么能够提高平衡反应的转化率？（4分）十、某一换热系统的工艺物流为两股热流和两股冷流，物流参数如下表所示。
取冷热流体之间的最小传热温差为20℃。
用问题表法确定该换热系统的夹点位置以及最小加热公用工程用量和最小冷却公用工程用量。
北京化工大学 化工节能原理与技术(1)雷志刚
Q = ΔU + W
对单位质量 q = Δu + w
对微元过程
δ q = du + δ w
23
第 2 章
节能的热力学
2.2 能量与热力学第一定律
8
第 1 章
总 论
1.2 化学工业节能的潜力与意义
1.2.1 我国化学工业的特点
（1）煤、石油、天然气既是能源，又是原料
（2）能源消费以煤为主 （3）大宗化学品生产规模太小 1.2.2 节能潜力 节能总潜力和可实现的节能潜力
9
第 1 章
总 论
1.2 化学工业节能的潜力与意义
1.2.3 节能的意义
2.2.2 稳定流动开口系统能量衡算
δQ
δm1
δm2
δW
物质流转移到系统的能量为： δm (u+ pv + c2/2 + gz) = δm (h + c2/2 + gz)
h = u + pv
H = U + pV
24
第 2 章
节能的热力学
2.2 能量与热力学第一定律
2.2.2 稳定流动开口系统能量衡算
14
第 2 章
2.1 基本概念
节能的热力学
2.1.1 热力系统（系统） 热力系统（系统）：相互作用的物体中取出的研究对象。 系统的边界：系统与外界的分界面 固定的、移动的、真实的、假想的 能量交换：热和功 物质交换：物质的流进和流出，伴随着能量的交换 开口系统（流动系统）：有物质交换和能量交换 闭口系统：无物质交换
化工节能原理与技术1
化工节能原理与技术1. 引言化工行业是能源消耗量较大的行业之一，为了降低能源成本、减少环境污染，化工节能成为了一个重要的研究方向。
化工节能技术通过改进工艺流程、改进设备和工艺条件等方式，有效减少能源的消耗，提高生产效率。
本文将介绍化工节能的原理与技术，从能源的角度探讨如何在化工生产中实现节能。
2. 化工节能原理化工节能的原理是通过优化流程、提高能源利用率，降低能源消耗。
以下是几个常见的化工节能原理：2.1. 余热回收化工生产过程中产生的废热可以通过余热回收技术进行回收利用。
常见的余热回收技术包括热交换、热泵、余热利用系统等。
通过余热回收，可以将废热转化为热能或电能，减少对传统能源的依赖，降低能源消耗。
2.2. 能源优化设计化工生产过程中，合理设计工艺流程和设备是实现节能的关键。
能源优化设计通过优化工艺流程、改进设备和工艺条件等方式，提高能源利用效率，降低能源消耗。
例如，在化学反应过程中，可以通过合理选择催化剂、优化反应条件等方式，提高反应的转化率和选择性，实现节能。
2.3. 节约能源节约能源是实现化工节能的基本原则，通过降低能源消耗实现节能目标。
常见的节约能源措施包括合理设置设备运行参数、优化设备控制方式、改进设备设计等。
通过节约能源措施，可以在不影响生产质量和产量的前提下，降低能源消耗，实现节能。
3. 化工节能技术化工节能技术是实现化工节能的关键手段，包括工艺技术、设备技术等多方面内容。
下面介绍几种常见的化工节能技术：3.1. 低能耗反应技术低能耗反应技术是通过改进反应过程和反应设备，降低能源消耗的技术。
常见的低能耗反应技术包括催化反应、非催化反应、微波辅助反应等。
通过优化反应条件、选择合适的催化剂等方式，实现反应过程的节能。
3.2. 先进传质技术传质是化工生产中的一个重要环节，优化传质过程可以降低能源消耗。
先进传质技术包括膜分离技术、吸附技术等。
通过使用高效传质设备和材料，降低传质过程中的能量损失，实现节能。
化工节能原理与技术3
化工节能原理与技术31. 引言化工行业作为国民经济的重要支柱产业，其能源消耗在很大程度上影响着国家能源安全和环境可持续发展。
为了提高化工行业的能源利用效率，降低能源消耗和排放的同时，提升企业的竞争力，不断推进化工节能原理与技术的研究和应用变得尤为重要。
本文将介绍化工节能的原理和相关技术，以及如何在化工生产过程中实施有效的节能措施。
2. 化工节能原理化工节能原理主要包括物质能量转化过程、热力学原理和工艺流程优化。
2.1 物质能量转化过程化工生产过程中，能源主要以化学反应的形式参与反应，化学反应伴随着能量的转化。
通过对反应物和产物的能量差异进行研究和优化设计，可以实现能量的高效利用。
在化工生产中，通常借助催化剂和反应条件的调控，实现物质能量的转化和能量利用的最大化。
2.2 热力学原理热力学原理是化工节能的基础。
热力学的核心观念是能量守恒和熵增原理。
通过合理设计化工过程，将能量的损失降到最低，实现能源的高效利用。
在化工生产过程中，采用热力学分析方法，评估反应过程中的能量损失和能量利用效率，并通过设计和优化工艺条件，提高能量利用效率并减少能源消耗。
2.3 工艺流程优化工艺流程优化是实现化工节能的关键环节。
通过对化工生产过程中的工艺流程进行细致的分析和优化，找出能源消耗较高的环节，并采取相应的措施改善效果，以降低能源消耗和提高能源利用效率。
工艺流程优化涉及到原料选择、反应条件调节、废物回收利用等方面。
3. 化工节能技术化工节能技术主要包括能量回收利用技术、催化剂技术以及绿色化工技术。
3.1 能量回收利用技术能量回收利用技术是实现化工节能的重要手段之一。
在化工生产过程中，大量的能量以废热或废气的形式散失，通过采用热交换器、回收装置等设备，对废热或废气进行回收利用，可以实现能源的再利用，提高能源利用效率。
3.2 催化剂技术催化剂技术是化工生产过程中常用的节能技术之一。
通过引入催化剂，可以降低反应的活化能，提高反应速率和选择性，从而减少反应条件和能量消耗。
第一章化工节能原理与技术
l 1995.7~2003.8： 河北省获鹿监狱，安全处
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第一章化工节能原理与技术
课程内容
l 总论
l 节能的热力学原理
l 化工单元过程与设备的节能
l 新型节能设备与原理
l 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
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第一章化工节能原理与技术
第一章 总论
l 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。
l 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。
l 如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、 地热能、核能等。
l 煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。
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。
从单位产值能耗估计节能潜力 •表1 不同国家百万美元（GDP）消耗的标准油（t）
国家 世界平均 美国
OECD* 日本
中国
能耗 270
PPT文档演模板 •*经合组织的成员国
272
198
96
908
第一章化工节能原理与技术
化学工业的节能潜力
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。
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第一章化工节能原理与技术
第一章化工节能原理与技术
北京化工大学 化工节能原理与技术(1)雷志刚共86页
25、学习是Байду номын сангаас动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
北京化工大学 化工节能原理与技术(1)雷 志刚
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
化工节能原理与技术6
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 3 蒸发
3.3.2 额外蒸汽的引出 • 额外蒸汽的效数越往后移，生蒸汽的利用率越高。
W1 D W2 W1 E1 D E1 W3 W2 E2 D E1 E2
W W1 W2 W3 3D 2E1 E2
D W / 3 2E1 / 3 E2 / 3
3. 2 换热
3. 2. 1 换热过程
dE1 T0 (TH TL )Q /(THTL ) (VH dpH / TH VLdpL / TL )
dE1 T0 (TH TL ) /(THTL )Q
• 温差传热引起的火用 损失：采用逆流换热、增大传热面积、强化传热以提 高传热系数。
• 流动阻力引起的火用 损失 • 作业：如何减少温差传热；如何减少流动阻力；从这两方面，总结出减少
推广至 n 效
D W / n (n 1)E1 / n (n 2)E2 / n ... En1 / n 23
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 3 蒸发
3.3.3 二次蒸汽的再压缩 • 机械压缩 • 蒸汽动力压缩 3.3.3.1 机械压缩 比较不同能源为动力的系统时，采用一次能源利用系数。
9
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 2 换热
3. 2. 1 换热过程
PH TH
PL TL
Q dH L dH H
dE1 T0 (dSH dSL )
dE1 T0 (TH TL )Q /(THTL ) (VH dpH / TH VLdpL / TL )
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第 3 章 化工单元过程与设备的节能
PER Wr / EN
24
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 3 蒸发
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6
第1章 总 论
1.1.2 能源的分类
CH2COOR1 CHCOOR2 CH2COOR3
+ CH3OH
R1COOCH3 R2COOCH3 + R3COOCH3
CH2OH CHOH CH2OH
化学法：液碱催化酯交换，反应速度慢，工艺流程复杂，不 是绿色加工工艺
可再生能源
非可再生能源
（2）二次能源 （电、蒸汽、煤气、石油制品）
（3）终端能源
天然气：甲烷(82-98%)和少量的乙烷、丙烷、丁烷等。
类似的有煤层气。95%以上甲烷
水煤气（半水煤气）：
主要成分：H2,CO,少量CO2,N2, CH4等
5
第1章 总 论
1.1.2 能源的分类
1.1.2.3 按能源的使用状况分类 （1）常规能源 （2）新能源 生物质能：秸杆气化，生物制氢。 生物柴油：各种不同油料和醇类在酸或碱催化下进行酯交换反
1.1.2.1 按来源分类
来自地球以外天体的能量（太阳辐射能） 太阳能总能量可达174000 TW/a 地球本身蕴藏的能量（地热能和原子核能） 地球和其他天体相互作用而产生的能量（潮汐能）
4
第1章 总 论
1.1.2 能源的分类
1.1.2.2 按能源的转换和利用层次分类
（1）一次能源 （煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能）
平衡状态：在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间改变的状态 如温度、压力、组成等
满足力平衡、热平衡和化学平衡的状态（不存在不平衡势）
2.1.3 状态参数和状态方程式 状态参数：描述系统宏观状态的物理量，是状态的单值函数
16
第 2 章 节能的热力学
2.1 基本概念
2.1.3 状态参数和状态方程式
课程总成绩的评定权重为：作业占10%，课程测验占60%（采取 开卷方式），课程报告占30%。
课程报告：
一种新型的节能技术，如催化（反应精馏）技术，反应-反应 耦合，结构化催化剂，新型热泵，新型精馏技术（热偶精 馏、特殊精馏）等。大约5000-10000字左右。
13
第2章
能量：
节能的热力学
内能是物质内部一切微观粒子所具有的能量的总和。（状态参数）
生物法：采用生物酶作催化剂，距离大规模工业化较远
高温高压（超临界反应）法：用超临界萃取（或液固萃取）
后的液体原料；反应速度快，无催化剂；绿色加工工艺
7
第1章 总 论
1.1.2 能源的分类
产物
分相
酯相 甘油相
蒸短链醇 蒸短链醇
真空蒸馏
干燥 生物柴油
水洗
醇水稀溶液
真空蒸馏
甘油
醇水稀溶液
无共沸物（甲醇/水） 普通蒸馏
热力学定律：
热力学第一定律：能量转换与守恒定律
热力学第二定律：克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传至高温物体而 不引起其他变化，揭示能量“质”的属性
热力学第三定律：0K时纯物质完美晶体的熵等于零
节能的实质：防止和减少能量贬值现象的发生
14
第 2 章 节能的热力学
2.1 基本概念
2.1.1 热力系统（系统） 热力系统（系统）：相互作用的物体中取出的研究对象。
2
第 1章 总 论
1.1 能源与能源的分类 1.1.1 能源
能源定义： 为人类生产和生活提供能量和动力的物质 能源类型：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、电能
等。 能源与能量的区别 作业：列举几例新型能源及制备技术（从文献摘要中总结
1-2句）。
3
第 1章 总 论
1.1.2 能源的分类
化工节能原理与技术
北京化工大学 2012 . 2（春季学期）
1
第 1章 总 论
1.1 能源与能源的分类
（1）我国国民经济持续高速增长面临资源和环境的双重制约。
石油作为重要的不可再生资源，其加工过程和产品质量对它的利用效率和生态 环境都具有重大影响。
（2）分子水平炼油、原子经济化工
新催化材料、新反应工程和新反应途径
共沸物（乙醇/水、叔丁醇/水） 特殊蒸馏
无水甲醇 无水乙醇（叔丁醇）
• 关键技术
后处理分离过程的分子热力学基础，用于建立过程数学模型
特殊蒸馏分离醇水稀溶液（分离剂的筛选）
8
第1章 总 论
1.2 化学工业节能的潜力与意义
1.2.1 我国化学工业的特点 （1）煤、石油、天然气既是能源，又是原料 （2）能源消费以煤为主 （3）大宗化学品生产规模太小
• 分离工程
• 改进工艺方法和设备
10
第1章 总 论
1.3 节能的途径
1.3.3.2 化工单元操作设备节能
流体输送机械、换热设备、蒸发设备、塔设备、干燥设备。
1.3.3.3 化工过程系统节能
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。
1.3.
1.2.2 节能潜力
节能总潜力和可实现的节能潜力
9
第1章 总 论
1.2 化学工业节能的潜力与意义
1.2.3 节能的意义
1.3 节能的途径
1.3.1 结构节能
1.3.2 管理节能
1.3.3 技术节能
1.3.3.1 工艺节能
• 催化剂和化学反应工程
催化技术是现代炼油和石油化工工业重要的科学技术基础，在炼油和 化学工业中60%以上的新产品和90%以上新工艺的开发基于催化作用。
系统的边界：系统与外界的分界面 固定的、移动的、真实的、假想的
能量交换：热和功 物质交换：物质的流进和流出，伴随着能量的交换
开口系统（流动系统）：有物质交换和能量交换
闭口系统：无物质交换
孤立系统：无物质交换和能量交换
绝热系统：无热量交换
15
第 2 章 节能的热力学
2.1 基本概念
2.1.2 平衡状态 热力状态（状态）：某一瞬间的宏观物理状况。
状态参数：描述系统宏观状态的物理量，是状态的单值函数
强度量（强度性质）：压力P、温度T、组成 x 等；不可加量 广延量（容量性质）：容积V、内能 U、焓 H、熵 S 等；可加量
广延量/质量 转变为强度量
2.1.3.1 温度 温标：衡量温度的标尺 t （摄氏温度）= T （热力学温度，开尔文温度，或称绝对温度） – 273.15
冯宵. 化工节能原理与技术. 北京：化学工业出版社，2005
参考书：
1.陈安民. 石油化工过程节能方法和技术. 北京：中国石化出 版社，1995
2.黄素逸. 能源科学导论. 北京：中国电力出版社，1998
3.刘家祺. 分离过程. 北京：化学工业出版社，2005
12
第1章 总 论
考核方式：
五分制
成绩评定：