节能减排理论基础与装备技术PDF电子书下载

第1章 节能减排技术理论基础 1

1.1 概述 1

1.1.1 能源 1

1.1.2 能源的分类 1

1.1.3 化工技术节能 2

1.1.4 各类能源折算标准煤的参考系数 3

1.2 热力学基础 4

1.2.1 流体的热力学性质 4

1.2.2 系统和状态函数 4

1.2.3 单组分气体的p-V-T关系 6

1.2.4 真实气体混合物的p-V-T关系 11

1.2.5 液体的p-V-T关系 13

1.2.6 可逆过程与不可逆过程 14

1.2.7 热力学基本关系式和麦克斯韦关系式 15

1.2.8 剩余性质计算 19

1.2.9 热力学第一定律和能量衡算 24

1.2.10 热力学第一定律的应用 27

1.2.11 热力学第二定律和卡诺效率 32

1.2.12 轴功的计算 36

1.3 过程能量分析基础 39

1.3.1 理想功与损耗功 39

1.3.2 有效能（？）与环境模型 49

1.3.3 蒸汽动力循环 58

1.3.4 制冷循环 63

1.3.5 气体液化循环 68

1.4 化工过程用能的热力学分析 70

1.4.1 化工过程热力学分析的基本方法 70

1.4.2 可避免的？损失与不可避免的？损失 84

1.4.3 合理用能的基本原则 87

参考文献 90

第2章 化工单元操作和系统的节能 92

2.1 流体流动和流体输送机械 92

2.2 换热 94

2.3 混合与分离过程 96

2.4 蒸发 98

2.5 气体吸收 100

2.6 精馏 101

2.7 干燥 107

2.8 实例分析 108

2.9 节能方法和技术 110

2.10 夹点技术和系统节能 115

2.10.1 夹点技术应用 115

2.10.2 阈值问题 117

2.10.3 系统热机的设置 118

2.10.4 系统热泵的设置 118

2.10.5 换热网络设计 119

2.10.6 精馏系统热集成 127

参考文献 128

第3章 化工能量分析实例 129

3.1 苯加氢生产环己烷装置 129

3.2 合成氨的转化工序生产装置 131

3.3 用热泵回收低温排水的热量 137

3.4 夹点技术应用实例 139

参考文献 142

第4章 化工流体输送装置的节能减排技术 143

4.1 泵 143

4.1.1 泵的结构类型 143

4.1.2 离心泵的节能原理 144

4.1.3 泵的节能 145

4.1.4 管路系统的节能技术 146

4.1.5 泵的节能实例 147

4.1.6 泵的节能趋势 148

4.2 风机 149

4.2.1 风机的节能原理 149

4.2.2 风机结构对能耗的影响 150

4.2.3 提高风机运行经济性的途径 151

4.2.4 轴流式风机的节能 153

4.2.5 风机的节能优化 154

4.3 压缩机 156

4.3.1 离心式压缩机的节能 156

4.3.2 活塞式压缩机的节能 159

4.3.3 压缩机节能措施及实例 161

参考文献 163

第5章 换热设备的节能减排技术 164

5.1 概述 164

5.1.1 换热设备的应用 164

5.1.2 换热设备的分类 164

5.1.3 各种换热设备的特性 165

5.1.4 换热设备的选型 174

5.2 强化传热及新型换热器 175

5.2.1 强化传热概述 175

5.2.2 强化换热管 177

5.2.3 管内插入物强化传热 180

5.2.4 改进壳程管束支撑结构 182

5.2.5 对流换热耗功强化 185

5.2.6 沸腾换热的强化 187

5.2.7 凝结换热的强化 188

5.3 换热设备节能应用实例 189

5.3.1 螺旋槽管的应用实例 190

5.3.2 横纹槽管的应用实例 191

5.3.3 缩放管换热器应用实例 192

5.3.4 螺旋扁管换热器的工业应用实例 193

5.3.5 波纹管的应用实例 195

5.3.6 T形翅片管应用实例 196

5.3.7 表面多孔管应用实例 198

5.3.8 热管换热器应用举例 200

5.3.9 CT（交叉梯形波带）插入物应用实例 200

5.3.10 静态混合器应用举例 202

5.3.11 绕花丝换热器应用举例 202

5.3.12 折流杆换热器的应用 203

5.3.13 空心环管壳式换热器的应用 204

5.3.14 螺旋折流板换热器的工业应用实例 206

参考文献 206

第6章 塔设备的节能减排技术 208

6.1 塔设备的发展和现状 208

6.2 塔设备的分类与比较 209

6.3 板式塔的内件及其结构特征 211

6.3.1 气液呈错流流向的塔板 211

6.3.2 气液呈逆流流向的塔板 222

6.3.3 气液呈并流流向的塔板 222

6.4 填料塔的内件及其结构类型 223

6.4.1 散装填料 223

6.4.2 规整填料 227

6.4.3 填料塔内件 230

6.5 塔设备的选择 232

6.6 板式塔板的流体力学和传质性能 234

6.6.1 塔板的操作性能图与流动状态 234

6.6.2 塔板压降 237

6.6.3 塔板负荷的计算方法 238

6.7 填料塔的流体力学和传质性能 241

6.7.1 填料的流体力学性能 241

6.7.2 填料的传质性能 243

6.8 塔设备的新技术研究现状与发展趋势 245

6.8.1 国外新型板式塔技术的发展 245

6.8.2 喷射态立体传质塔板的开发与应用现状 247

6.8.3 立体传质塔板的实际应用及发展 252

6.8.4 烟气脱硫塔的开发与应用现状 255

6.8.5 塔设备设计技术的发展 260

6.9 塔设备节能技术应用实例 261

6.9.1 热偶联与隔板塔技术 261

6.9.2 夹点技术 264

6.10 蒸馏过程节能热力学分析 265

6.10.1 精馏过程所需功 265

6.10.2 精馏过程的不可逆性分析 266

6.10.3 精馏过程节能的基本方法和手段 266

参考文献 267

第7章 化学反应器设备的节能减排技术 271

引言 271

7.1 管式反应器 273

7.1.1 概述 273

7.1.2 管式反应器工业应用实例 273

7.2 釜式反应器 274

7.2.1 概述 274

7.2.2 釜式反应器工业应用实例 274

7.3 塔式反应器 276

7.3.1 概述 276

7.3.2 塔式反应器工业应用实例 277

7.4 鼓泡塔反应器 277

7.4.1 概述 277

7.4.2 鼓泡塔反应器工业应用实例 278

7.5 固定床反应器 279

7.5.1 概述 279

7.5.2 固定床反应器工业应用实例 279

7.6 流化床反应器 281

7.6.1 概述 281

7.6.2 流化床反应器工业应用实例 282

7.7 移动床反应器 283

7.7.1 概述 283

7.7.2 移动床反应器工业应用实例 283

7.8 滴流床（涓流床）反应器 284

7.8.1 概述 284

7.8.2 滴流床反应器工业应用实例 284

7.9 淤浆床反应器 286

7.9.1 概述 286

7.9.2 淤浆床反应器工业应用实例 286

7.10 微反应器 287

7.10.1 概述 287

7.10.2 微反应器的研究现状与发展趋势 287

7.11 膜反应器 288

7.11.1 酶膜反应器概况、研究应用现状及展望 288

7.11.2 无机膜反应器概况、研究应用现状及展望 291

7.12 反应精馏反应器 293

7.12.1 概述 293

7.12.2 反应精馏技术工艺研究现状 294

7.12.3 反应精馏技术前景展望 294

7.13 燃料电池反应器 295

7.13.1 概述 295

7.13.2 燃料电池反应器技术研究现状与发展趋势 296

7.13.3 我国开发燃料电池技术的挑战 298

7.14 超临界反应器 298

7.14.1 超临界流体及超临界化学反应 298

7.14.2 超临界反应器简介 299

7.14.3 超临界反应器技术的研究现状 300

7.14.4 超临界反应器技术发展趋势 301

7.15 旋转填充床反应器 301

7.15.1 概述 301

7.15.2 旋转填充床反应器的应用研究进展 302

7.15.3 旋转填充床反应器的研究前景展望 302

7.16 磁稳流化床反应器 303

7.16.1 概述 303

7.16.2 磁稳流化床反应器的应用现状 303

7.16.3 磁稳流化床反应器应用前景展望 304

参考文献 305

第8章 机械分离设备的节能减排技术 309

8.1 浮选设备 309

8.1.1 气浮设备的原理 309

8.1.2 气浮分离设备的分类 309

8.1.3 提高气浮效率的途径 311

8.2 重力浓缩 312

8.2.1 耙式浓缩机 312

8.2.2 倾斜板重力浓缩箱 313

8.2.3 深锥浓缩器 314

8.2.4 重力浓缩设备的选型原则 314

8.3 旋转流分离设备 314

8.3.1 水力旋流器 314

8.3.2 旋风分离器 317

8.4 离心机分离设备 320

8.4.1 离心过滤机 320

8.4.2 离心沉降机 323

8.4.3 离心分离机的选型 325

8.5 过滤设备 326

8.5.1 过滤的基本原理与特点 326

8.5.2 过滤机的分类及其特性 327

8.5.3 过滤机的选型 327

8.6 膜分离设备 328

8.6.1 过滤膜分离过程 328

8.6.2 反渗透膜分离过程 330

8.6.3 渗析膜分离过程 332

8.6.4 电渗析膜分离过程 333

8.6.5 液膜分离过程 335

8.6.6 气体渗透分离过程 337

8.6.7 强化膜分离过程的措施 338

参考文献 340

第9章 化工工业加热炉的节能减排技术 341

9.1 管式加热炉的一般结构 341

9.2 管式加热炉的种类 343

9.3 加热炉的燃烧节能技术 345

9.3.1 节能的基本概念 345

9.3.2 燃烧节能技术 345

9.4 烟气余热回收技术 354

9.4.1 概述 354

9.4.2 回收烟气余热的途径 355

9.4.3 余热回收的热能转换装置 356

9.5 加热炉的其他节能技术 361

9.5.1 节能涂料 361

9.5.2 炉管的强化传热技术 363

9.5.3 加热炉节能的方法讨论 364

参考文献 365

附录 366