化工節(jié)能減排原理與技術(shù)

1、E -E )/E E -E )/E =1-耗費(fèi) L 耗費(fèi)-INE)耗費(fèi)節(jié)能: 加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì) 上合理、以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施減少?gòu)?能源生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加 有效合理的利用資源。技術(shù)節(jié)能：工藝節(jié)能，化工單元操作設(shè)備節(jié) 能，化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能，控制節(jié)能結(jié)構(gòu)節(jié)能：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，企業(yè)結(jié)構(gòu)， 地區(qū)結(jié)構(gòu)管理節(jié)能 ：宏觀調(diào)控層次，企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理層 次控制節(jié)能：一方面是節(jié)能需要操作控制，另一 方面是通過(guò)操作控制節(jié)能能源：能源是指可以直接或通過(guò)轉(zhuǎn)換為人類生 產(chǎn)與生活提供能量和動(dòng)力的物質(zhì)資源完全熱力學(xué)平衡：同時(shí)滿足熱平衡、力平衡和 化學(xué) 同時(shí)滿足熱平衡、力平衡和化學(xué)

2、 平衡的平衡。不完全熱力學(xué)平衡：只滿足熱平衡、力平衡的 平衡?？杀苊鈸p失：技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可以避免的最 小損失不可避免損失：技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上不可避免 的最小損失效率：n =e /e =e 收益 耗費(fèi)E/E =1-口實(shí)用 效率： n =E /（Ee 收益夾點(diǎn)技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn) ：現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)中，若單股冷、熱流體 傳熱溫差到達(dá)規(guī)定的最小傳熱溫差的點(diǎn)稱為網(wǎng)絡(luò) 夾點(diǎn)零改動(dòng)方案： 改造過(guò)程中僅以增加換熱器面 積來(lái)回收熱量而不改動(dòng)換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方案一改動(dòng)方案 ：改造過(guò)程中引起換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 一次改動(dòng)的方案過(guò)程夾點(diǎn) ：對(duì)過(guò)程進(jìn)行分析時(shí)所確定的夾點(diǎn)熱負(fù)荷回路：在網(wǎng)絡(luò)中從一股物流出發(fā)，沿與 其匹配的物流找下去，又回到此物流，

3、則稱在這 些匹配的單元之間構(gòu)成熱負(fù)荷回路閾值：只需要 只需要一種公用工程的問(wèn)題稱 為閾值問(wèn)題。二、問(wèn)答題簡(jiǎn)述我國(guó)的能源資源狀況及其特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低；能源消費(fèi)總 量大，人均能耗低；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主，脫 離世界能源消費(fèi)的主流；能源消費(fèi)引起的污染物 排放，已使環(huán)境不堪重負(fù)；能源資源相對(duì)匱乏， 長(zhǎng)期能源供應(yīng)面臨嚴(yán)重的短缺，需要大量進(jìn)口， 引發(fā)能源安全問(wèn)題；能源利用效率低，能源浪費(fèi) 嚴(yán)重，存在巨大節(jié)能潛力。能源按來(lái)源分可分為哪幾類？試簡(jiǎn)述之（1）來(lái)自地球以外天體的能量；（2）地球本身 蘊(yùn)藏的能量；（3）地球和其他天體相互作用的能 量。能源按使用狀況可分為哪幾類？試簡(jiǎn)述之（1）常規(guī)能

4、源:開(kāi)發(fā)技術(shù)較成熟、生產(chǎn)成本較 低、大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源。如煤炭、水 力、石油、天然氣等。（2）新能源：目前尚未得到廣泛使用，有待科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，以便將來(lái)更經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)的能源。 如太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能等。能源按轉(zhuǎn)換和利用層次可分為哪幾類？試簡(jiǎn)述 之 一次能源：自然界自然存在的未經(jīng)加工或轉(zhuǎn)換 的能源。如石油、天然氣、風(fēng)能等；二次能源： 為滿足生產(chǎn)工藝或生活上的需要，由一次能源加 工轉(zhuǎn)換形成的能源產(chǎn)品。如電、煤氣等；終端能 源：通過(guò)用能設(shè)備供消費(fèi)者使用的能源。能源按對(duì)環(huán)境的污染程度可分為哪幾類？試簡(jiǎn) 述之（1）清潔能源：無(wú)污染或污染小的能源。如太陽(yáng) 能、風(fēng)能、水力、海洋能、氫能、氣體燃料

5、等；（2）非清潔能源：污染大的能源。如煤炭、石油 等。簡(jiǎn)述化工節(jié)能減排的意義1.我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要；2.資源有限，節(jié)能是 國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的保證；能源開(kāi)發(fā)需要大量資金和較長(zhǎng)周期；4. 節(jié)能有 利于保護(hù)環(huán)境可減少與能源開(kāi)采相關(guān)的消耗及污 染物排放；5. 煤、石油、天然氣即是能源又是原 料節(jié)能意味著節(jié)約原料；6. 節(jié)能可促進(jìn)生產(chǎn)同樣 能源、更多產(chǎn)品；7. 節(jié)能可降低成本降低能源成 本，則產(chǎn)品成本下降；8. 節(jié)能能促進(jìn)管理的改善 和技術(shù)的進(jìn)步。簡(jiǎn)述化工節(jié)能的途徑 結(jié)構(gòu)節(jié)能、管理節(jié)能、技術(shù)節(jié)能、控制節(jié)能。從我國(guó)化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)出發(fā)，談?wù)勎覈?guó)化學(xué)工 業(yè)的節(jié)能潛力？1. 主要常規(guī)能源（煤、石油、天然氣）既

6、是能源 又是原料，兩項(xiàng)相加：占產(chǎn)品成本的 25%-40%；2. 能源消費(fèi)以煤為主；3. 大宗化學(xué)品生產(chǎn)規(guī)模??；化工行業(yè)眾多，單位產(chǎn)品能耗差別較大。同一 行業(yè)，大、小規(guī)模也相差較大。簡(jiǎn)要分析流體流動(dòng)節(jié)能的主要措施 一是設(shè)計(jì)時(shí)要選合適的機(jī)械、二是調(diào)節(jié)負(fù)荷變化 時(shí)采用轉(zhuǎn)速控制。簡(jiǎn)要分析換熱過(guò)程節(jié)能的主要措施 換熱設(shè)備的節(jié)能方法有：加強(qiáng)設(shè)備保溫，防止結(jié) 垢，合理減少傳熱溫差，強(qiáng)化傳熱：對(duì)鍋爐和加 熱爐還有控制過(guò)量空氣，提高燃燒特性，預(yù)熱燃 燒空氣，回收煙氣余熱；以及采用高效率設(shè)備，如熱管換熱器等。并流改成逆流；不同溫度傳熱時(shí)，選擇合適 的溫差；溫差推動(dòng)力At要均勻；強(qiáng)化傳熱 系數(shù)K與傳熱面積A；換熱設(shè)

7、備的保溫。簡(jiǎn)要分析蒸發(fā)過(guò)程的主要節(jié)能措施 預(yù)熱原料，多效蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)，冷凝水熱量的 利用。利用廢熱預(yù)熱原料；多效蒸發(fā)；二次蒸汽 的再壓縮等。簡(jiǎn)要分析精餾過(guò)程的主要節(jié)能措施 減少回流比，預(yù)熱進(jìn)料，塔頂熱的利用，使用串 聯(lián)塔，采用熱泵，采用中間再?gòu)U氣和中間冷凝器 等。盡可能減少回流比；預(yù)熱進(jìn)料，提高進(jìn)料 焓值，減少傳熱溫差；塔頂蒸汽余熱利用； 塔釜液余熱利用；減少再沸器與冷凝器的溫 差；防垢、除垢、減少傳熱熱阻；利用熱泵， 將冷凝器蒸汽的溫度提高，向再沸器供熱等。簡(jiǎn)要分析吸收過(guò)程的主要節(jié)能措施選擇合適的溶劑，溶解度大，則循環(huán)量?。?溶解度對(duì)溫度變化敏感； 組織合適的流程，如 采用逆流、分段、分級(jí)

8、等手段，減少功耗。簡(jiǎn)要分析干燥過(guò)程的主要節(jié)能措施 控制和減少過(guò)量空氣，余熱回收，排氣的再循 環(huán)，熱泵干燥等?？刂七^(guò)量空氣，減少加熱器的熱負(fù)荷；中 間加熱，提高熱效率，減少傳熱溫差；廢氣再 循環(huán)，提高熱效率；廢氣余熱回收，減少加熱 器的熱負(fù)荷；利用熱泵，回收熱量。簡(jiǎn)要分析反應(yīng)過(guò)程的主要節(jié)能措施（1）吸熱反應(yīng)：合理供熱，且反應(yīng)溫度盡可能 低。這樣可利用余熱，節(jié)約高品質(zhì)燃料?？捎胁煌岱桨?。（2）放熱反應(yīng)：對(duì)于放熱反應(yīng)，應(yīng)合理利用反應(yīng) 熱。放熱反應(yīng)的溫度應(yīng)盡可能高，這樣，所回收 的熱量就具有較高的品質(zhì)，便于能量的更合理的 利用。但利用反應(yīng)熱時(shí)，要注意反應(yīng)過(guò)程的特 點(diǎn)。試比較熱效率、煙效率及實(shí)用煙效

9、率的區(qū)別 與聯(lián)系夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則初始網(wǎng)絡(luò)的生成 熱負(fù)荷 回路的斷開(kāi)與換熱單元的合并閾值問(wèn)題現(xiàn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的改造需要哪些步驟？步驟1：按給定物流數(shù)據(jù)及費(fèi)用參數(shù)計(jì)算不同ATmin 下的能量目標(biāo)及面積目標(biāo)步驟 2：繪出新增面積投資費(fèi)用與能量節(jié)省費(fèi)用 的關(guān)系步驟 3：分析現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中違反夾點(diǎn)原則的匹配 步驟 4：去掉夾點(diǎn)之上的冷卻器和夾點(diǎn)之下的加 熱器，消除跨越夾點(diǎn)的匹配步驟 5：換熱網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步調(diào)優(yōu)減少干燥操作過(guò)程能耗的途徑有哪些？控制過(guò)量空氣，減少加熱器的熱負(fù)荷中間加 熱，提高熱效率，減少傳熱溫差廢氣再循環(huán)， 提高熱效率廢氣余熱回收，減少加熱器的熱負(fù) 荷利用熱泵，回收熱量。簡(jiǎn)述傳熱的節(jié)能與強(qiáng)化途徑。

10、可以減少傳熱溫差來(lái)節(jié)能。強(qiáng)化傳熱可以增加傳 熱面積，提高傳熱系數(shù)。試分析夾點(diǎn)的意義 夾點(diǎn)確定了換熱器設(shè)置的原則與方向夾點(diǎn)限 定了能量的回收率最優(yōu)夾點(diǎn)溫差是如何確定的？根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，此時(shí)需綜合考慮公用工程和換 熱器設(shè)備的價(jià)格、換熱工質(zhì)、傳熱系數(shù)、操作彈 性等因素在不同的夾點(diǎn)溫差下，綜合出不同的換熱網(wǎng) 絡(luò)，而后比較各網(wǎng)絡(luò)的總費(fèi)用。總費(fèi)用最低即為 最佳夾點(diǎn)溫差在網(wǎng)絡(luò)綜合之前，依據(jù)冷熱復(fù)合溫焓線，通過(guò) 數(shù)學(xué)優(yōu)化估算最優(yōu)夾點(diǎn)溫差。簡(jiǎn)述夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則準(zhǔn)則1物流數(shù)目準(zhǔn)則（1）夾點(diǎn)之上，NHWNC（2）夾點(diǎn)之下，NH$ NC準(zhǔn)則2熱容流率準(zhǔn)則（1）夾點(diǎn)之上，CPHWCPC（2）夾點(diǎn)之下，CPH2CPC準(zhǔn)則 3 最大換熱負(fù)荷準(zhǔn)則 為保證最小數(shù)目的換熱單元，每一次匹配應(yīng)換完 兩股 物流中的一股耗費(fèi)實(shí)用煙效熱效率利=1-T1/T2