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第1章 总论 1

1.1 能源与能源的分类 1

1.1.1 能源 1

1.1.2 能源的分类 2

1.2 化学工业节能的潜力与意义 3

1.2.1 我国化学工业的特点 3

1.2.2 化学工业节能的潜力 4

1.2.3 节能的意义 5

1.3 节能的途径 7

1.3.1 结构节能 7

1.3.2 管理节能 8

1.3.3 技术节能 9

参考文献 14

第2章 节能的热力学原理 15

2.1 基本概念 15

2.1.1 热力系统 15

2.1.2 平衡状态 17

2.1.3 状态参数和状态方程式 18

2.1.4 功和热量 21

2.1.5 可逆过程 22

2.2 能量与热力学第一定律 23

2.2.1 闭口系统能量衡算式 24

2.2.2 稳定流动开口系统能量衡算式 24

2.3 ？和热力学第二定律 29

2.3.1 热力学第二定律的几种表述 29

2.3.2 熵的概念和孤立系统熵增原理 31

2.3.3 热力学第二定律的熵衡算方程式 32

2.3.4 能量和？ 34

2.4 能量的？计算 36

2.4.1 环境与物系的基准状态 36

2.4.2 机械形式能量的？ 38

2.4.3 热量？ 38

2.4.4 封闭系统的？ 42

2.4.5 稳定流动系统的？ 43

2.4.6 化学反应的最大有用功 45

2.4.7 气体的扩散？ 48

2.4.8 元素和化合物的化学？ 49

2.4.9 燃料的化学？ 52

2.5 ？损失和？衡算方程式 53

2.5.1 ？损失和？衡算方程式 53

2.5.2 封闭系统的？衡算方程式 54

2.5.3 稳定流动系统的？衡算方程式 56

2.6 装置的？效率和？损失系数 59

2.6.1 ？效率的一般定义 59

2.6.2 ？效率的不同形式 61

2.7 ？分析的应用实例 63

2.7.1 煤制天然气甲烷化过程反应热回收分析 63

2.7.2 己内酰胺装置蒸汽系统分析与优化 67

2.8 节能理论的新进展 70

2.8.1 可避免？损失与不可避免？损失 70

2.8.2 热经济学 72

2.8.3 有限时间热力学 74

2.8.4 积累？理论 75

2.8.5 能值分析 76

2.8.6 综合考虑资源利用与环境影响的？分析 77

符号表 79

参考文献 80

第3章 化工单元过程与设备的节能 82

3.1 流体流动及流体输送机械 82

3.1.1 流体流动 82

3.1.2 流体机械 82

3.2 换热 86

3.2.1 换热过程 86

3.2.2 设备和管道的保温 88

3.3 蒸发 89

3.3.1 多效蒸发 90

3.3.2 额外蒸汽的引出 96

3.3.3 二次蒸汽的再压缩 98

3.3.4 冷凝水热量的利用 103

3.4 精馏 103

3.4.1 预热进料 105

3.4.2 塔釜液余热的利用 106

3.4.3 塔顶蒸气余热的回收利用 108

3.4.4 多效精馏 109

3.4.5 热泵精馏 114

3.4.6 减小回流比 122

3.4.7 增设中间再沸器和中间冷凝器 123

3.4.8 多股进料和侧线出料 126

3.4.9 热偶精馏 132

3.5 干燥 134

3.5.1 排气的再循环 134

3.5.2 采用换热器的余热回收 135

3.5.3 热泵的应用 135

3.5.4 其他 136

3.6 反应 137

3.6.1 化学反应热的有效利用和提供 137

3.6.2 反应装置的改进 140

3.6.3 催化剂的开发 141

3.6.4 反应与其他过程的组合 142

符号表 148

参考文献 149

第4章 过程系统节能——夹点技术 151

4.1 绪论 151

4.1.1 过程系统节能的意义 151

4.1.2 夹点技术的应用范围及其发展 154

4.2 夹点的形成及其意义 156

4.2.1 温-焓图和复合曲线 156

4.2.2 夹点的形成 158

4.2.3 问题表法 160

4.2.4 夹点的意义 164

4.3 换热网络设计目标 165

4.3.1 能量目标 165

4.3.2 换热单元数目目标 166

4.3.3 换热网络面积目标 168

4.3.4 经济目标 169

4.3.5 最优夹点温差的确定 169

4.4 换热网络优化设计 172

4.4.1 夹点技术设计准则 172

4.4.2 初始网络的生成 175

4.4.3 热负荷回路的断开与换热单元的合并 179

4.4.4 阈值问题 186

4.5 换热网络改造综合 189

4.5.1 现行换热网络的分析 189

4.5.2 换热网络改造综合的设计目标 192

4.5.3 换热网络改造步骤 193

4.5.4 受网络夹点控制装置的改造分析 197

4.5.5 换热网络改造综合实例 201

4.6 蒸汽动力系统优化综合 225

4.6.1 总复合曲线 226

4.6.2 多级公用工程的配置 228

4.6.3 热机的设置 241

4.6.4 热泵及热泵的设置 245

4.6.5 蒸汽动力系统可调节性分析 268

4.7 循环水系统的优化 271

4.7.1 设计问题中循环水量目标的求解 272

4.7.2 改造问题中循环水量目标的求解 273

4.7.3 循环水系统中泵网络的优化 276

4.8 分离系统优化综合 278

4.8.1 精馏系统的热集成 278

4.8.2 分离系统在整个过程系统中的合理设置 284

4.8.3 不同分离过程的热集成 287

4.9 反应器的热集成 290

4.9.1 反应器的热集成特性 290

4.9.2 反应器的合理设置 292

4.10 装置／厂际之间的热联合 294

4.10.1 装置／厂际之间热联合的方式 294

4.10.2 全厂复合曲线 295

4.10.3 通过全厂复合曲线确定装置／厂际热联合能量目标 297

4.10.4 通过全厂复合曲线确定装置／厂际热联合改造目标 299

4.10.5 装置／厂际间的低温热联合 300

4.11 间歇过程的热集成 302

4.11.1 间歇过程夹点分析法 302

4.11.2 改进的时间温度复合分析模型 303

4.11.3 间歇过程换热网络的目标函数 309

4.11.4 间歇过程换热网络的设计 311

4.11.5 间歇过程工艺物流与公用工程的综合 318

符号表 322

参考文献 323

第5章 水系统集成和氢系统优化 327

5.1 绪论 327

5.2 常用节水方法与用水单元模型 328

5.2.1 常用节水方法 328

5.2.2 用水单元模型 329

5.2.3 负荷-浓度图与水极限曲线 330

5.2.4 用水单元质量衡算 331

5.3 水夹点的形成及其意义 332

5.3.1 极限复合曲线 332

5.3.2 水夹点的形成及其意义 333

5.3.3 问题表法 334

5.4 用水网络的超结构及数学模型 337

5.4.1 用水网络的超结构 337

5.4.2 非线性数学模型 338

5.4.3 数学模型的求解 340

5.5 水直接回用水网络综合 343

5.5.1 用水网络的描述 344

5.5.2 最大传质推动力法 345

5.5.3 最小匹配数法 349

5.6 再生回用与再生循环的水网络 353

5.6.1 水的直接回用、再生回用和再生循环 353

5.6.2 再生循环 355

5.6.3 再生回用 356

5.7 具有中间水道的水网络结构及其综合方法 358

5.7.1 具有中间水道的水网络结构 359

5.7.2 多组分废水直接回用中间水道用水网络设计方法 360

5.8 氢系统优化 363

5.8.1 最小氢气公用工程用量的计算与分析 363

5.8.2 氢气网络的优化匹配原则 364

5.8.3 实例分析与计算 365

符号表 368

参考文献 369

附录1 龟山-吉田环境模型的元素化学？ 371

附录2 主要的无机化合物和有机化合物的摩尔标准化学？E0xc以及温度修正系数 371