化工节能复习资料

4：什么是节能？解决我国能源问题的措施有哪些？节能就是应用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以接受的方法来有效地利用能源。所以，节能并不简单地意味着少用能源，其实质是充分有效地发挥能源的作用，使同样数量的能源，可以提供更多的有效能，从而生产出更多、更好的产品，创造出更多的产值和利润。措施：努力改善能源结构；提高能源利用率；加速实施洁净煤技术；合理利用石油和天然气；加快电力发展速度；积极开发利用新能源；建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面；改善城市民用能源结构，提高居民生活质量；重视能源的环境保护。3：传热的节能与强化途径一、改进工艺装置、提高燃料的热利用率1.合理利用能源，采用热一电联合系统*2.改进工艺，提高热能利用率二、热量的充分回收利用1.最有效地利用工厂中大量低位热能*2.化学反应热的充分利用三、减少热量传输过程中的热损失1．减少设备及管道的热损失2.降低换热器的传热温差，以减少热有效能损失*1四、减少换热器的压降损失，以降低动力消耗五、加强企业管理，杜绝跑、冒、滴、漏六、提高传热系数K值七、强化传热，采用新型高效的传热元件与设备强化传热过程，采用新型高效的换热元件与换热设备是节约能源的强有力措施，对国民经济发展具有十分重要的意义。八、热管技术应用2：有效能分析法指出了过程特性改进的可能性，但不能指出这些可能改进是否可行，为什么？对此过程节能对策是什么？1：试简述热管换热器换热原理？工作原理：热管内蒸发段工质受热后将沸腾或蒸发，吸收外部热源热量，产生汽化潜热，由液体变为蒸汽，产生的蒸汽在管内一定压差的作用下，流到冷凝段，蒸汽遇冷壁面及外部冷源，凝结成液体，同时放出汽化潜热，并通过管壁传给外部冷源，冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发。如此往复，实现对外部冷热两种介质的热量传递与交换。工作温度区间：热泵循环则分别为供热温度和大气环境温度。5夹点技术的起源、特点及应用范围，过程工业为了降低生产成本、合理利用资源，已从对单台设备的操作优化集成发展到对整个系统的集成优化，即采用过程集成技术。英国曼彻斯特大学BodoLinnhoff教授及其同事于20世纪70年代末在前人研究成果的基础上提出了换热网络优化，并逐步发展成为化工过程能量综合技术的方法论即夹点技术。采用夹点技术对于新装置设计而言，比传统方法节能30%—50%；同时，近几年逐渐应用于老装置的节能改造中，其改造投资低，却能取得较好的节能目的。夹点技术的显著特点：简单实用：使用简单的图表加上一定的经验即可对复杂的装置和系统，同时优化权衡能量与投资；特别强调技术人员对问题和目标的理解，所有的决定由技术人员自己做出，因为技术人员始终了解发生的所有事情。能在具体设计之前，提出很好的实用解决方案。应用范围：夹点技术主要是优化广义的换热网络，也即是以冷热物流相联系的网络，如装置内、装置间及装置与蒸汽动力系统的冷热物流，当然也包括加热炉烟气、热机、热泵等。夹点技术的发展主要在20世纪80~90年代，不仅可用于换热网络，也可用于水处理即水处理夹点方法，减少水耗。国内夹点技术也得到了一些应用，但还较少，有许多应用，还仅限于夹点计算。应该说明，国内夹点技术的应用还大有潜力可挖。夹点技术已成为过程工业节能的一种先进且特别实用的技术，广泛应用于炼油、石油化工、造纸、制药等几乎所有过程工业部门。夹点的定义：化工工艺过程中存在多股冷、热物流，冷、热物流间的换热量与公用工程耗量的关系可用温-焓(T-H)图表示。温-焓图以温度T为纵轴，以热焓H为横轴。热物流线的走向是从高温向低温，冷物流线的走向是从低温到高温。物流的热量用横坐标两点之间的距离（即焓差ΔH）表示，因此物流线左右平移，并不影响其物流的温位和热量。多股冷、热物流在T-H图上可分别合并为冷、热物流复合曲线,两曲线在H轴上投影的重叠即为冷、热物流间的换热量,不重叠的即为冷热公用工程耗量。当两曲线在水平方向上相互移近时,热回收量Qx增大,而公用工程耗量Qc和QH减小,各部位的传热温差也减小。当曲线互相接近至某一点达到最小允许传热功当量温差△Tmin时,热回收量达到最大(Qx,max),冷、热公用工程消耗量达到最小(Qc,min,QH,min),两曲线运动纵坐标最接近的位置叫作夹点。夹点的确定：(a)T-H图法在T-H图上可以形象、直观地表达过程系统的夹点位置。为确定过程系统的夹点，需要给出下列数据：所有过程物流的质量流量、组成、压力、初始温度、目标温度、以及选用的冷热物流间匹配换热的最小允许传热温差。用作图的方法在T-H图上确定夹点位置的步骤如下：1)根据给出的冷、热物流的数据，在T-H图上分别作出热物流组合曲线及冷物流组合曲线。2)热组合曲线置于冷组合曲线的上方，并且让两者在水平方向相互靠拢，当两组合曲线在某处的垂直距离刚好等于时，该处即为夹点。(b)问题表法当物流较多时，采用复合温焓线很烦琐，且不够准确，此时常用问题表法来精确计算。问题表法的步骤如下：1)以冷、热流体的平均温度为标尺，划分温度区间。冷热流体的平均温度相对热流体，下降△Tmin，相对冷流体上升△Tmin，这样可保证在每个温区内热物流比冷物流高△Tmin。夹点技术的基本设计原则为了达到最小公用工程消耗,实现最大能量回收,利用夹点技术对换热网络进行设计时,需遵循3个基本原则：(1)不应有跨越夹点的传热；(2)夹点之上不应设置任何公用工程冷却器；(3)夹点之下不应设置任何公用工程加热器。及2条经验规则：(1)每个换热器的负荷应与匹配的冷、热流股中负荷最小者相同：(2)选择热容流率相近的流股匹配换热。实际意义是：尽量使冷热综合曲线平行，温差均衡分配，使在合理回收能量的前提下，使投资最小，实际上是节能基本原则的应用。冷热综合曲线、解题表和总综合曲线是来自于同一热力学分析的三种表示方式，其中冷热综合曲线和总综合曲线可以从解题表中的数据推出来。解题表易于寻找能量目标和热级流动情况，冷热综合曲线更便于对窄点技术的基本概念进行理解，而总综合曲线特别适用于选择公用工程的适当配置方案。能源发展“十二五”规划指导思想：高举中国特色社会主义伟大旗帜，全面深入贯彻落实党的十八大精神，以邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观为指导，以科学发展为主题，以加快转变发展方式为主线，着力推进能源体制机制创新和科技创新，着力加快能源生产和利用方式变革，强化节能优先战略，全面提升能源开发转化和利用效率，控制能源消费总量，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系，保障经济社会可持续发展。基本原则：坚持节约优先。实施能源消费强度和消费总量双控制，努力构建节能型生产消费体系，促进经济发展方式和生活消费模式转变，加快构建节能型国家和节约型社会。坚持立足国内。立足国内资源优势和发展基础，着力增强能源供给保障能力，完善能源储备应急体系，合理控制对外依存度，提高能源安全保障水平。坚持多元发展。着力提高清洁低碳化石能源和非化石能源比重，大力推进煤炭高效清洁利用，科学实施传统能源替代，加快优化能源生产和消费结构。坚持保护环境。树立绿色、低碳发展理念，统筹能源资源开发利用与生态环境保护，在保护中开发，在开发中保护，积极培育符合生态文明要求的能源发展模式。坚持深化改革。充分发挥市场机制作用，统筹兼顾，标本兼治，加快推进重点领域和关键环节改革，理顺价格机制，构建有利于促进能源可持续发展的体制机制。坚持科技创新。加快创新型人才队伍建设，加强基础科学研究和前沿技术攻关，增强能源科技创新能力。依托重点能源工程，推动重大核心技术和关键装备自主创新。坚持国际合作。统筹国内国际两个大局，大力拓展能源国际合作范围、渠道和方式，提升能源“走出去”和“引进来”水平，推动建立国际能源新秩序，努力实现合作共赢。坚持改善民生。统筹城乡和区域能源发展，加强能源基础设施和基本公共服务能力建设，尽快消除能源贫困，努力提高人民群众用能水平。主要目标根据对“十二五”时期经济社会发展趋势的总体判断，按照“十二五”规划纲要总体要求，综合考虑安全、资源、环境、技术、经济等因素，2015年能源发展的主要目标是：能源消费总量与效率。实施能源消费强度和消费总量双控制，能源消费总量40亿吨标煤，用电量6.15万亿千瓦时，单位国内生产总值能耗比2010年下降16%。能源综合效率提高到38%，火电供电标准煤耗下降到323克/千瓦时，炼油综合加工能耗下降到63千克标准油/吨。能源生产与供应能力。着眼于提高安全保障水平、增强应急调节能力，适度超前部署能源生产与供应能力建设，一次能源供应能力43亿吨标准煤，其中国内生产能力36.6亿吨标准煤。石油对外依存度控制在61%以内。能源结构优化。非化石能源消费比重提高到11.4%，非化石能源发电装机比重达到30%。天然气占一次能源消费比重提高到7.5%，煤炭消费比重降低到65%左右。国家综合能源基地建设。加快建设山西、鄂尔多斯盆地、内蒙古东部地区、西南地区、新疆五大国家综合能源基地。到2015年，五大基地一次能源生产能力达到26.6亿吨标准煤，占全国70%以上；向外输出13.7亿吨标准煤，占全国跨省区输送量的90%。生态环境保护。单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17%。每千瓦时煤电二氧化硫排放下降到1.5克，氮氧化物排放下降到1.5克。能源开发利用产生的细颗粒物（PM2.5）排放强度下降30%以上。煤炭矿区土地复垦率超过60%。城乡居民用能。全面实施新一轮农村电网改造升级，实现城乡各类用电同网同价。行政村通电，无电地区人口全部用上电，天然气使用人口达到2.5亿人，能源基本公共服务水平显著提高。能源体制机制改革。电力、油气等重点领域改革取得新突破，能源价格市场化改革取得新进展，能源财税机制进一步完善，能源法规政策和标准基本健全，初步形成适应能源科学发展需要的行业管理体系。6.1精馏过程的节能1原料预热精馏过程塔顶、塔底采出液及侧线出料液一般是在其对应组成的沸点温度附近被引出后冷却储存或进入后一工序，如将其中的能量（热量）用于加热原料液，可回收精馏过程的热能，减少精馏过程的能耗。流程有用塔顶蒸气预热原料：用塔釜采出液预热原料2塔底液余热及塔顶蒸汽余热的利用p102~1053减小操作回流比采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率：采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率4降低塔釜操作温度采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降5热泵精馏将塔顶蒸汽绝热压缩升温，作为再沸器的热源，将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝成液体，经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另一部分作为塔顶回流液。6多效精馏将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一精馏塔的塔顶蒸汽作为后一精馏塔的再沸器的加热介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外界引入加热和冷却介质。3、简述单塔精馏操作节能法要点：①预热进料②塔釜余热的利用③塔顶蒸汽余热的回收利用④多效精馏塔⑤热泵精馏⑥减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器⑦多股进料、侧线出料⑧热偶精馏1.简述单塔精馏操作的节能方法。(1)应用高效能的干燥装置，以提高物料的干燥速率和节能效果，从而使整个生产工艺都得到了很大的改进。(2)扩大干燥介质的种类。除热空气外，应用惰性气体、高温燃气，特别是应用过热蒸汽作为干燥介质。(3)应用干燥基础理论，以改进有关干燥过程。(4)在干燥前尽量降低物料的湿含量。(5)降低干燥过程中废气带走的热量（它占总热量支出的比例很大），可大大提高干燥过程的热效率。(6)尽量采用高温干燥，在保证干燥物料质量的前提下。(7)其他的措施。如改善保温，防止热风泄漏，防止物料的过度干燥，部分废气循环和废热回收，采用热泵干燥器等。3.为什么增设中间再沸器和中间冷凝器起到节能的效果？采用中间再沸器方式把再沸器加热量分配到塔底和塔中间段。采用中间冷凝器把冷凝器热负荷分配到塔顶和塔中间段。即使热负荷在数量上没有变化，如果温度分布发生了变化就有可能减少不可逆损失。1、化工节能遵循的基本观点是什么？答：①按质用能观点②连续生产观点③系统能耗观点④经济效益观点⑤发展动态观点2、稳流体的只要特征是什