化工节能技术手册PDF电子书下载

第一篇　总论 1

第一章　中国能源现状 1

第一节 中国能源资源及消费 1

一、概述 1

二、煤炭供应与消费 4

三、油气生产与消费 9

四、电力生产与消费 15

五、节能现状与潜力 21

第二节 中国的能源管理 31

一、中国能源管理机构演变 31

二、改革开放以来的能源政策 34

三、21世纪中国能源政策取向 38

一、化学工业能源消费量 39

第一节 化学工业能源消费状况 39

第二章　化工节能概述 39

二、化工节能的意义 40

三、化工节能成效与障碍 41

四、化工节能潜力分析 43

第二节 化工节能的热力学原理 46

一、热力学分析的基本概念 46

二、热力学第一定律、热力学第二定律 48

三、热力学分析的基本方法 54

四、能量合理利用基本原则 64

第三节 化学工业节能方法 69

一、结构节能 69

二、管理节能 69

三、技术节能 70

一、以天然气为原料的合成氨工艺（Kellogg流程） 73

第一节 流程简介 73

第二篇　重点耗能产品工艺节能技术 73

第三章　大型合成氨节能技术 73

二、以轻油为原料的合成氨工艺（Topsoe-Heurtey流程） 75

三、以渣油为原料的合成氨工艺 76

四、以煤为原料的合成氨工艺 77

第二节 能耗分析 87

一、以天然气为原料的合成氨能耗 87

二、以油为原料的合成氨能耗 88

三、以煤焦为原料的合成氨能耗 88

第三节 节能技术 90

一、天然气-蒸汽转化 90

二、变换 91

三、脱碳 92

四、压缩 93

五、合成 94

六、H2回收 94

七、控制系统 95

八、节能工艺 95

第四节 节能案例 101

一、各厂重大技术改造 102

二、沧化改造项目 102

三、云天化节能增产改造 105

四、Braun-Technip流程 106

五、ICI(AMV)-Uhde流程 108

六、Kellogg节能型工艺流程（川化600t／天流程） 113

第一节 流程简介 116

一、全国中氮肥厂典型合成氨工艺总流程 116

第四章 中型合成氨装置节能技术 116

二、合成氨原料气的制取 117

三、脱硫工艺流程 118

四、变换工艺 119

五、脱碳工艺流程 120

六、原料气中少量杂质的清除 121

七、气体的压缩 123

八、氨合成工艺流程 124

九、氨加工 125

第二节 能耗分析 126

一、制气工序能耗分析 126

二、脱硫能耗分析 129

三、变换能耗分析 130

四、脱碳能耗分析 132

五、精炼能耗分析 133

六、压缩能耗分析 135

七、氨合成能耗分析 136

八、尿素生产能耗分析 137

第三节 节能技术 143

一、制气工序 143

二、变换工序 148

三、脱硫脱碳净化工序 149

四、精炼工序 151

五、压缩工序 152

六、氨合成工序 153

七、尿素节能技术改造 155

第四节 节能案例 156

一、NHD脱碳技术在中氮肥中的应用 156

二、ⅢJ-99型氨合成塔的应用 157

三、尿素合成技术改造的运用 158

第五章 小型合成氨节能技术 160

第一节 流程简介 160

一、脱硫 160

二、变换 160

三、脱碳 160

四、精制 161

五、压缩 161

六、合成 161

第二节 小尿素装置简介 161

一、小尿素装置水溶液全循环法工艺流程 162

二、中压联尿工艺流程 162

第三节　能耗分析 163

一、推广低温变换工艺技术 164

第四节 节能技术 164

二、聚乙二醇二甲醚法（NHD法）脱碳技术 165

三、氨合成技术 165

四、进一步优化的合成氨蒸汽自给技术 165

五、造气炉改造技术 165

六、全燃渣循环流化床锅炉技术 166

七、垂直筛板型塔器技术 166

八、计算机应用技术 166

第五节 节能案例 167

一、合成氨生产蒸汽自给节能技术 167

二、小型合成氨生产两水闭路循环技术 168

三、循环流化床锅炉在小氮肥厂应用 168

四、中低低变换技术的应用案例 169

二、半密闭炉工艺流程 171

一、开放炉 171

第六章　电石生产节能技术 171

第一节 电石生产工艺 171

三、密闭炉工艺流程 172

第二节 能耗分析 173

一、操作情况 173

二、供入热量 173

三、有效利用热 173

四、热损失 174

五、密闭炉热电平衡汇总及热效率 176

第三节　节能技术 176

一、密闭电石炉 176

二、空心电极技术 176

七、采用精料以减少杂质副反应耗电损失 177

一、电石炉短网的改造与低压并联补偿 177

第四节 节能案例 177

五、电石生产余热的回收 177

六、微型计算机技术 177

四、炉气净化技术 177

三、气烧石灰窑 177

二、电石炉烟气净化及余热利用技术的开发与应用 179

三、某公司密闭电石炉炉气回收装置 182

第七章　烧碱生产节能技术 183

第一节　烧碱生产工艺 183

一、概况 183

二、烧碱性质 183

三、烧碱生产方法比较 183

四、电解法烧碱生产原理与工艺流程 184

第二节 能耗分析 195

二、影响能耗的主要因素和节能措施 196

一、能耗分布 196

第三节 节能技术 198

一、盐水精制 198

二、小极距和扩张阳极改性隔膜电解槽应用 199

三、塔式氯气干燥工艺技术 199

四、蒸发Ⅰ效、Ⅱ效冷凝水槽采用自动调节液位 199

五、高真空组合技术 200

六、45％隔膜碱浓缩制73％片碱的国产升膜技术 200

七、高温高压法生产液氯 200

八、优化烧碱工艺，优化产品结构 200

九、F1电解槽新型阴极槽改进技术 200

十、活性阴极电解槽 201

十一、戈尔过滤技术 201

十三、金属阳极活涂层技术 202

十二、漏电装置及管道的防护措施 202

十四、阴极结构改造技术 203

十五、采用隔膜动态吸附津岩操作技术 203

十六、采用新型电解槽阴极——氧阴极技术 203

十七、氯水的综合利用 204

十八、P-60离心机的应用 204

十九、氢气输送泵改造 204

二十、无填料喷雾冷却塔技术的应用 205

二十一、PE管式过滤器的使用 205

二十二、出槽氯气、氢气余热利用 205

二十三、采用先进的硅整流装置 206

二十四、采用氯气透平机和螺杆机代替纳氏泵 206

二十五、蒸发工艺主要操作条件的选择 206

二十六、隔膜电槽的节能降耗措施 209

二十七、阻汽排水器在氯碱蒸发中的应用 210

二十八、氢气压缩机的改造 211

第四节 节能案例 212

一、气动蝶阀在蒸发大气冷凝器上的应用 212

二、戈尔膜过滤器技术应用 213

三、扩张阳极＋改性膜电槽技术应用 214

四、优化蒸发工艺，降低蒸汽消耗 219

第八章　硫酸生产节能技术 222

第一节 硫酸生产工艺 222

一、国内外硫酸生产现状 222

二、硫酸生产工艺 223

第二节　硫酸生产能耗分析 229

一、硫酸产量的核算 229

二、效率的核算 229

三、硫酸生产的主要能耗分析 232

第三节　硫酸生产节能技术 234

一、硫酸生产过程中的反应热 235

二、废热锅炉的分类和典型锅炉简介 236

三、废热利用系统 237

第四节　硫酸生产节能案例 240

一、80kt／年硫黄制酸系统的废热回收利用 240

二、热管设备在硫酸工业中的应用 242

参考文献 246

第九章　炭黑生产节能技术 247

第一节 炭黑生产工艺 247

一、炭黑生产方法简介 247

二、油炉法炭黑 247

第二节 炭黑生产的能耗分析 251

一、炭黑生产的新工艺化 256

第三节 炭黑生产节能技术 256

二、提高炭黑收率的其他途径 261

三、回收利用炭黑生产过程中的物理显热及尾气化学能 264

四、国外炭黑工业节能技术 268

第四节 炭黑生产节能案例 271

一、大型化新工艺炭黑装置的引进、消化吸收和推广 272

二、空气预热器在炭黑生产中的应用 272

三、炭黑生产中排放尾气的应用 276

第十章　黄磷生产节能技术 279

第一节 黄磷生产工艺 279

一、概述 279

二、流程简介 279

一、概述 286

二、国内外两种典型工艺流程的能耗分析 286

第二节 能耗分析 286

三、入炉原料质量及副反应能耗分析 288

第三节 节能技术 290

一、磷炉变压器的选型 290

二、短网节能技术 291

三、精料入炉 293

四、“三废”及副产物的综合利用 295

五、生产管理 297

第四节 节能案例 298

一、磷炉尾气净化回收利用 298

二、精料政策 298

三、烧结矿在黄磷生产中的应用 299

四、磷炉技改 300

参考文献 300

第一节 电动机运行特性及能耗分析 303

一、电动机运行特性 303

第十一章　电动机节能 303

第三篇　公用系统节能技术 303

二、电动机的能耗分析 304

第二节 电动机的经济运行 307

一、经济运行区的概念 307

二、电动机运行状态的划分办法 307

第三节 电动机的节电技术 308

一、合理选择电动机的容量 308

二、保证供电电源的稳定性 308

三、提高功率因数 308

四、随负载变化调压节电 309

五、调速节电运行 311

六、采用电动机软启动装置 312

七、推广和应用高效电动机及Y系列电动机 313

第四节 电动机的节电改造 314

一、异步电动机同步化运行改造 314

二、改变定子绕组的形式 315

三、定子绕组重绕 315

四、改变电动机的极数 315

五、应用非晶磁性槽泥改造电动机 316

六、使用电动机节电风扇风罩 317

参考文献 317

第十二章　风机、水泵节能技术 318

第一节 风机、水泵能耗分析 318

一、水泵 318

二、风机 320

一、水泵的合理选用 321

第二节 风机、水泵的合理选用 321

二、风机 324

第三节 风机、水泵节能技术 326

一、水泵 326

二、风机 330

第四节 水泵、风机节能改造案例 333

一、电站风机技术改造 333

二、浙江江山水泥厂立窑罗茨风机改造 334

三、深圳自来水公司东湖泵站改造 334

四、浙江巨化集团公司水厂生活供水泵节能改造 336

第十三章　变压器及输配电节能 337

第一节 变压器的损耗及效率 337

一、变压器的空载电流和空载损耗 337

二、变压器的阻抗电压和负载损耗 337

三、变压器的损耗 338

四、变压器的效率 339

第二节 变压器的合理选用 340

一、变压器容量的初步确定 340

二、按综合经济效果选择变压器 340

三、变压器经济效益评价方法 341

四、变压器计算常用数据 345

第三节 变压器的经济运行 350

一、并列运行的变压器经济运行方式分析 350

二、分列运行和共用变压器经济运行 351

三、根据日负荷曲线核算变压器容量是否恰当 351

四、调整负载曲线与变压器经济运行 352

五、提高功率因数与变压器经济运行 353

六、变压器经济负载系数 353

七、变压器经济运行区及运行区间划分 353

一、调容法 354

第四节 变压器的节电改造 354

二、降容法 355

三、降容调容法 355

四、换导线法 355

五、换铁芯法 355

六、同时调换部分铁芯和绕组法 355

七、同时调换全部铁芯和绕组法 355

第五节 配电线路的节电 356

一、配电线路的功率损耗 356

二、减少线损的主要方法 357

参考文献 359

第十四章　工业锅炉节能 360

第一节 工业锅炉的分类和结构简介 360

一、火管锅炉 361

二、水管锅炉 364

三、快装锅炉 368

四、热水锅炉 369

五、余热锅炉（废热锅炉） 372

第二节 锅炉用燃料 376

一、基准表示法 377

二、基准的换算 379

三、煤的分类 380

四、燃料的燃烧 383

五、燃料燃烧所需空气量 385

六、燃烧后烟气量的计算 386

第三节 工业锅炉的热效率测定 388

一、测定的分类、组织和一般要求 388

二、正平衡测定的原理和方法 390

三、反平衡测定的原理和方法 397

四、锅炉的自用能量消耗 400

五、锅炉热效率测定举例 401

第四节 工业锅炉的节能技术 403

一、工业锅炉的燃烧节能 403

二、水处理 406

三、运行维护 407

四、采用节能新工艺、新设备 409

第五节 节能案例 411

一、SHUO-13-A型锅炉节能综合改造（陕西华昌印染服装有限公司） 411

二、链条锅炉的综合节能改造 413

三、SHL10-2.5/400型链条锅炉的综合节能改造 415

四、AZD20t/h抛煤机锅炉的改造方法 419

参考文献 420

第一节　动力循环 421

一、朗肯循环 421

第十五章　蒸汽动力系统节能 421

二、回热循环 424

三、中间再热循环 426

四、热电循环 427

第二节　汽轮机 429

一、汽轮机的基本工作原理和类型 429

二、汽轮机级的工作原理 431

三、多级汽轮机 434

四、汽轮机的损失、效率和经济性能指标 438

五、供热式汽轮机 441

第三节 热电联产 443

一、热电联产的概念 443

二、热电厂的主要热经济指标 444

三、热电联产的效益 449

四、热负荷特性及概算 451

五、热化系数 453

六、供热式机组的选择 455

七、热电冷联产（三联产）简介 456

第四节 热电联产在化工企业的应用 459

一、背景 459

二、基本形式 461

参考文献 468

第十六章　典型单元过程及节能设备 469

第一节　换热设备 469

一、换热过程的分析 469

二、传热的三种基本方式 469

三、热传导 470

四、对流传热 471

五、换热过程计算 471

六、换热过程节能途径 473

七、换热设备 474

第二节 蒸发过程 477

一、蒸发过程的特点及分类 477

二、单效蒸发过程 478

三、蒸发器的生产能力和生产强度 480

四、蒸发过程的主要节能途径 480

五、蒸发装置及其选型 484

第三节　精馏过程 486

一、精馏过程简介 486

二、精馏基本原理 486

三、精馏应用场合 487

四、精馏技术进展 488

五、精馏过程节能 490

二、干燥原理、方法和干燥器的选择 495

一、干燥过程 495

第四节 干燥过程 495

三、干燥过程的能源 498

四、干燥装置的能量利用率 498

五、干燥过程的节能 499

第五节 热管技术 503

一、热管工作原理 503

二、热管工作特性 503

三、热管的基本特性 505

四、热管的分类 506

五、热管换热器 506

第六节 热泵技术 508

一、热泵定义与分类 508

二、压缩式热泵 509

三、吸收式热泵 510

四、蒸汽喷射式热泵 513

五、第二类吸收式热泵 514

六、经济上可行的工业热泵的临界COP 515

七、热泵的应用 516

参考文献 516

第十七章　夹点技术及其应用 517

第一节 夹点技术基本原理 517

一、基本概念 517

二、最优经济目标及夹点的确定 519

三、最大能量回收（MER）换热网络设计 524

四、阈值问题 529

五、多夹点问题 532

六、现有换热网络改造 533

七、数据提取 538

一、公用工程的优化选择 542

第二节　过程整合的工业应用 542

二、热机技术 547

三、热泵技术 549

四、制冷装置 553

五、精馏塔 555

第三节　应用案例 556

一、炼油厂原油预热装置改造 557

二、以煤为原料合成氨装置节能改造 564

第四篇　重点产品能耗计算方法 570

第十八章　重点化工产品能耗计算方法 570

第一节 综合能耗计算通则（GB 2589—81） 570

第二节 化工企业能源消耗量和节约量的计算通则（ZBG 01001—88） 572

附录　各种能源折标准煤参考系数 574

第三节 合成氨产品能源消耗量的计算方法（HG 29804—91） 575

第四节 电石产品能源消耗量和节约量的计算方法（HG 29802—91） 577

附录　耗能工质平均折算热量表 577

附录　各种能源折标准煤参考系数 579

第五节 电解法烧碱产品能源消耗量和节约量的计算方法（HG 29801—91） 580

附录A　各种能源折标准煤参考系数 582

附录B　余热资源量的计算 583

附录C　大气环境温度影响系数 584

第六节 黄磷产品综合能耗和节约量的计算方法（HG 29803—91） 584

第七节 碳酸钠产品综合能耗计算方法（HG 29805—91） 586

附录A　一次能源平均低位发热量 588

附录B　耗能工质平均等价热值 588

附录C 自备热电站（厂）供电、供热等价热值近似计算 589

第八节 炭黑产品综合能耗计算方法（HG 29807—91） 590

第九节 农药产品综合能耗计算办法 591

附件　农药产品、农药中间体产品可比综合能耗计算细则 593

第十节 氯酸钾产品综合能耗计算方法（试行） 595

第十一节 硼砂、硼酸行业产品综合能耗计算办法（试行） 596

第十二节 高锰酸钾产品综合能耗计算办法（修改稿） 597

第十三节 硫化碱产品综合能耗计算办法 598

第十四节 无水硫酸钠产品综合能耗计算办法 599

第十五节 染料单位产品综合能耗计算办法 600

附件 染料产品综合能耗计算工艺界区 601

第十六节 涂料产品综合能耗计算办法 609

附件一 涂料各大类产品标准生产界区划分 610

附件二　修正系数 611

第十七节 立德粉产品综合能耗计算办法 611

第十八节 甲醛产品综合能耗计算办法 612

第十九节 苯酐产品综合能耗计算办法 613

第二十节 醋酸、醋酐产品综合能耗计算办法 614

第二十二节 丁醇产品综合能耗计算办法 616

第二十一节 顺酐产品综合能耗计算办法 616

第二十三节 橡胶产品三胶综合能耗计算方法（HG 29806—91） 617

附录 气温影响规定可比修正系数F值 618

第二十四节 离子交换树脂产品综合能耗计算办法 618

第二十五节 氯丁橡胶产品综合能耗计算办法 619

第二十六节 环氧树脂产品综合能耗计算办法 620

第二十七节 聚碳酸酯产品综合能耗计算办法 620

第二十八节 环氧乙烷产品综合能耗计算办法 621

附录 623

附录一 中华人民共和国节约能源法 623

附录二　节能中长期专项规划 627

附录三　重点用能单位节能管理办法 637

附录四　节约用电管理办法 639

附录五　关于发展热电联产的规定 642