本書共分為四個單元,主要內容包括認識化工節(jié)能減排、化工節(jié)能基礎、化工單元節(jié)能減排、化工企業(yè)節(jié)能減排。
全書以化工生產現狀的節(jié)能減排工作為重點,結合編者多年從事化工生產企業(yè)節(jié)能減排工作的經驗,以認識化工節(jié)能減排化工節(jié)能基礎典型化工單元節(jié)能減排典型化工企業(yè)節(jié)能減排為主線,采用單元式,配合典型化工生產的節(jié)能減排案例(化工生產過程簡介測試方案節(jié)能減排測試結果節(jié)能減排整改措施),在學中做,在做中學,并加強了節(jié)能減排方面的常識教育和知識的趣味性,通過二維碼的形式,融入動畫、視頻等信息化資源,便于讀者理解較抽象的概念和知識。
本書適合高等職業(yè)院;ぜ夹g類各專業(yè)使用,也可供其他專業(yè)的選修課使用,還可作為石油和化工行業(yè)工程技術人員、管理人員的培訓教材或參考資料。
前言
《化工節(jié)能減排技術》自2010年出版以來,受到了廣大師生的好評。2016年修訂出版了第二版,第二版經全國職業(yè)教育教材審定委員會審定,立項為十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材。
本次修訂是在第二版的基礎上,根據化工生產現狀的節(jié)能減排工作實際需要,力求貼近生產、貼近實際,體現現代職業(yè)教育的特點和課程建設的要求,從節(jié)能的基本概念和基本原理出發(fā),從化工單元節(jié)能減排到生產節(jié)能減排,結合典型生產實例,討論如何實現化工生產節(jié)能減排。
本次修訂適應國家對節(jié)能減排工作新的時代需要,突出職業(yè)教育特色,注重職業(yè)能力培養(yǎng);同時進一步加強了節(jié)能減排方面的常識教育和知識的趣味性,通過二維碼的形式,增加了動畫、視頻等信息化資源,便于讀者理解較抽象的概念和知識。在教材編寫過程中以認識化工節(jié)能減排化工節(jié)能基礎典型化工單元節(jié)能減排典型化工企業(yè)節(jié)能減排為主線,采用單元式,配合典型化工生產的節(jié)能減排案例(化工生產過程簡介測試方案節(jié)能減排測試結果節(jié)能減排整改措施),每個單元后均設有知識窗,便于拓展學習。
本次修訂由中山職業(yè)技術學院李平輝教授和常州工程職業(yè)技術學院劉長春副教授共同完成。各章節(jié)的原作者也對本次修訂工作提出了許多有益的意見和建議,在此深表感謝!
本次修訂得到了化學工業(yè)出版社和中山職業(yè)技術學院等相關單位領導的關心和大力支持,在此一并表示衷心的感謝。
由于編者水平所限,書中不足之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2021年6月
版前言
本教材是在全國化工高等職業(yè)教育教學指導委員會化工技術類專業(yè)委員會組織下,按照化工技術類專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)特點,結合化工總控工職業(yè)標準和國家的能源政策編寫的。
本教材的編寫以化工生產現狀的節(jié)能減排工作為重點,突出工學結合,注重學生能力(技能)訓練,優(yōu)化整合課程內容,使之成為學生掌握職業(yè)技能、步入工作崗位的幫手。教材編寫適應國家對節(jié)能減排工作的時代需要,突出職業(yè)教育的特色,注重職業(yè)能力的培養(yǎng);在編寫過程中以認識化工生產化工節(jié)能基礎典型化工項目節(jié)能減排分析化工企業(yè)三廢處理和清潔生產技術為主線,采用單元式,配合典型化工生產的節(jié)能減排案例(化工生產過程簡介測試方案節(jié)能減排測試結果節(jié)能減排整改措施),在學中做,在做中學,力求基本滿足化工類專業(yè)學生在工作崗位上開展化工企業(yè)的節(jié)能減排工作的需求。
本教材由湖南化工職業(yè)技術學院李平輝教授擔任主編并編寫單元一、單元四及附錄,南京化工職業(yè)技術學院潘勇講師編寫單元二,常州工程職業(yè)技術學院劉長春講師編寫單元三,廣西工業(yè)職業(yè)技術學院邱媛副教授編寫單元五。南京化工職業(yè)技術學院丁志平教授、湖南省石油與化工節(jié)能技術服務中心鄭惠儀高級工程師擔任主審,常州工程職業(yè)技術學院陳炳和教授、湖南化工職業(yè)技術學院賀召平副教授對書稿的編寫提出了寶貴的意見,在此深表謝意。
編寫本教材的過程中得到了化學工業(yè)出版社和各編者所在單位的大力支持;同時,編寫本教材參考了有關專著及其他文獻資料,在此,我們一并表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,教材中不妥之處在所難免,敬請讀者批評指正,不吝賜教。
編者
2010年6月
第二版前言
節(jié)約能源是實現可持續(xù)發(fā)展的長期戰(zhàn)略方針。當今世界,資源短缺,供需矛盾日益尖銳,為了更好地促進國民經濟健康、快速發(fā)展并限度保護環(huán)境,化工行業(yè)加強節(jié)能減排工作已經刻不容緩,也是重中之重。
本書是經全國職業(yè)教育教材審定委員會審定立項的十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材,是根據國家對十二五規(guī)劃教材的總要求,并結合全國石油和化工職業(yè)教育教學指導委員會高職化工技術類專業(yè)委員會對化工類專業(yè)教學的具體要求,按照化工技術類專業(yè)培養(yǎng)目標和特點,通過深入企業(yè)、走訪專家,結合國家的能源政策和行業(yè)節(jié)能減排的目標而編寫的。
本次修訂在版的基礎上,從節(jié)能減排實際需要出發(fā),力求貼近生產、貼近實際,體現現代職業(yè)教育的特點和課程建設的需要,從節(jié)能的基本概念和基本原理出發(fā),從化工單元節(jié)能減排到生產節(jié)能減排,結合典型生產實例,討論如何實現化工生產節(jié)能減排。全書編寫適應國家對節(jié)能減排工作的時代需要,突出職業(yè)教育的特色,注重職業(yè)能力的培養(yǎng);同時加強了節(jié)能減排方面的常識教育和知識的趣味性,在教材編寫過程中以認識化工節(jié)能減排化工節(jié)能基礎典型化工單元節(jié)能減排典型化工企業(yè)節(jié)能減排為主線,采用單元式,配合典型化工生產的節(jié)能減排案例(化工生產過程簡介測試方案節(jié)能減排測試結果節(jié)能減排整改措施),每個單元后均設有知識窗。
本書由中山職業(yè)技術學院李平輝教授擔任主編并編寫單元四、附錄及各單元的知識窗,晉城職業(yè)技術學院吉晉蘭老師編寫單元一,南京科技職業(yè)學院(原南京化工職業(yè)技術學院)潘勇老師編寫單元二,常州工程職業(yè)技術學院劉長春老師編寫單元三。全書由李平輝教授統(tǒng)稿,南京科技職業(yè)學院丁志平教授、湖南省石油與化工節(jié)能技術服務中心鄭惠儀高級工程師擔任主審,此外,常州工程職業(yè)技術學院陳炳和教授、湖南化工職業(yè)技術學院賀召平老師、廣東綠維能源科技有限公司陳新文經理也在編寫過程中提供了許多寶貴的建議,在此深表謝意。
本次修訂得到了化學工業(yè)出版社和中山職業(yè)技術學院等相關單位領導的關心和大力支持,在此一并表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,不妥之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2016年5月
單元一認識化工節(jié)能減排001
任務一認識能源001
一、能源的定義001
二、能源的分類002
三、節(jié)能減排的有關概念003
四、提高危險化學品的本質安全011
任務二認識化工節(jié)能減排技術011
一、節(jié)能減排的內容011
二、石油和化工行業(yè)的節(jié)能減排012
三、節(jié)能途徑014
四、二氧化碳排放量的計算016
五、節(jié)能減排的主要目標017
六、節(jié)能減排的意義017
知識窗《巴黎協定》與碳中和018
思考題020
項目訓練題020
單元二化工節(jié)能基礎021
任務一能量平衡方程的應用022
一、熱力學定律及其表達式022
二、封閉體系的能量平衡方程022
三、穩(wěn)流體系的能量平衡方程023
四、穩(wěn)流體系能量平衡方程的實際應用024
五、軸功及其計算027
任務二常見工質焓變和熵變的計算030
一、采用H、S計算公式計算焓變和熵變030
二、采用熱力學圖表法求解H、S032
任務三熵增原理的應用036
一、卡諾定理及其應用037
二、熵與熵增原理038
三、熵平衡040
任務四理想功與損失功的計算042
一、能量的品質042
二、理想功(Wid)043
三、損失功(WL)044
四、熱力學效率(T)046
任務五分析法的應用047
一、(exergy) 與平衡方程047
二、常見類型的計算050
三、常見化工過程的分析應用052
知識窗日常生活用電中的節(jié)電措施057
思考題057
計算題058
單元三化工單元節(jié)能減排060
任務一化工單元操作過程的節(jié)能減排060
一、流體輸送過程的節(jié)能減排060
二、傳熱過程的節(jié)能減排062
三、蒸發(fā)過程的節(jié)能減排064
四、精餾過程的節(jié)能減排067
五、干燥過程的節(jié)能減排070
六、制冷過程的節(jié)能減排071
七、空氣壓縮過程的節(jié)能減排073
任務二燃煤鍋爐的節(jié)能減排074
一、燃燒節(jié)能075
二、鍋爐運行維護節(jié)能076
三、采用新工藝、新設備節(jié)能077
四、鼓風機、引風機和給水泵的選型節(jié)能078
五、水處理節(jié)能078
六、循環(huán)流化床鍋爐079
七、鍋爐熱效率的測定081
八、工業(yè)鍋爐的節(jié)能技術改造案例083
任務三熱能利用的節(jié)能085
一、余熱回收節(jié)能086
二、加熱爐的主要節(jié)能089
三、凝結水回收090
任務四泵與風機的節(jié)能減排094
一、泵的節(jié)能減排094
二、風機的節(jié)能減排101
知識窗新能源技術103
思考題106
項目訓練題106
單元四化工企業(yè)節(jié)能減排107
任務一小氮肥企業(yè)節(jié)能減排107
一、氮肥企業(yè)生產概況107
二、氮肥生產節(jié)能減排現場測試工作109
三、鍋爐工序及蒸汽平衡測試數據和結果110
四、造氣工序測試數據及結果111
五、變換工序測試數據及結果115
六、氨平衡測試數據及結果119
七、壓縮工序測試數據及結果120
八、供水系統(tǒng)測試數據及結果121
九、氮肥生產節(jié)能測試結果匯總122
十、氮肥企業(yè)整改意見124
十一、節(jié)能減排潛力分析和建議125
任務二硫酸生產的節(jié)能減排128
一、硫酸生產工藝概況128
二、硫酸生產能耗分析131
三、硫酸生產中的節(jié)能技術改造135
任務三PVC生產系統(tǒng)的節(jié)能新技術改造138
一、乙炔生產系統(tǒng)的技術改造139
二、氯乙烯生產系統(tǒng)的技術改造139
三、聚合與干燥系統(tǒng)的技術改造141
四、公用工程的技術改造142
五、技術改造的效果143
任務四正己烷裝置的節(jié)能技術改造143
一、正己烷生產裝置存在的問題分析143
二、正己烷生產裝置采取的主要措施145
三、正己烷生產技術改造的效果145
知識窗綠色化學和清潔生產146
項目訓練題149
附錄150
附錄一中華人民共和國節(jié)約能源法150
附錄二一些物質的熱力學性質159
附錄三理想氣體摩爾定壓熱容的常數161
附錄四某些氣體在不同溫度區(qū)間的平均摩爾定壓熱容162
附錄五水和水蒸氣的熱力學性質163
附錄六龜山-吉田環(huán)境模型的元素標準化學171
附錄七主要無機和有機化合物的摩爾標準化學Exc以及溫度修正系數172
附錄八各種能源折標準煤參考系數174
參考文獻175