收稿日期:2006-12-12 联系人:胡长庆(063009)河北唐山河北理工大学冶金与能源学院
基金项目:国家自然科学基金重点项目(No .50334020)
烧结过程物质流和能量流分析
胡长庆1 张玉柱1 张春霞2
(1.河北理工大学冶金与能源学院 2.钢铁研究总院冶金过程工程与环境工程技术中心)
摘 要 采用物质流和能量流分析方法,提出了铁矿粉烧结过程物质流分析的核心问题,对铁素流、碳素流和硫素流的物理化学状态变化、耗散过程及其影响因素等进行了分析。研究表明:烧结工序铁素流变化主要是矿物形态、结构和冶金性能等的转化;固体燃料是碳素流输入的主要形式,而CO 2则是碳素流输出的主要形式;烧结过程具有脱硫功能,是气化脱硫过程,烟气中SO 2排放是硫素流输出的主要形式,应注意,烧结工序是钢铁制造流程主要的SO 2排放源。
关键词 烧结 物质与能量流分析 节能 SO 2排放
烧结是我国铁矿粉造块的主导生产工艺,是整个钢铁生产流程中重要的一环。烧结工序的物料处理量在钢铁联合企业中处于第二位,仅次于高炉炼铁,而能源消耗也仅次于炼铁及轧钢而居第三位,是现代钢铁制造流程中物质流、能量流流通量最大的工序之一。研究烧结过程的物质流、能量流将有利于提高资源、能源利用效率,降低环境负荷,并进一步促进钢铁工业实现生态化转型和可持续发展。
1 研究方法和研究内容
1.1 物质流分析方法
物质流分析(M aterial Flow Analysis )是在给定的时空系统内对物质流动与储存规律进行评价的一种系统分析方法,现已广泛应用于许多领域,如工业生态学、环境管理与保护、资源管理和废弃物管理,还是生命周期评价、生态平衡、环境影响等研究的基础[1]。
物质流分析是以物质守恒定律为基础,通过对特定系统内的投入与产出进行平衡分析,来描述和模拟系统内物质流动状态和过程,揭示系统行为,从而全面了解物质来源、路径、中间储存和最终散失的信息,以便更好地理解、设
计和控制人类社会中的物质。它有助于提高能源和资源利用效率,控制物质循环,实现环境保护、资源节约和保证可持续发展[1-3]。1.2 烧结过程物质流分析的核心问题
烧结过程是碳素以焦粉、煤粉等固体燃料形式与铁矿粉等混合,经煤气(由碳素转化而来,是碳素流的变形)点火后,经烧结转化为具有一定粒度和良好冶金性能的烧结矿,并排放出CO 、CO 2等气体的生产过程。烧结工序具有如下功能:
(1)细散颗粒铁矿粉的加工处理器:烧结生产将各种粉状含铁原料在燃料燃烧产生的高温和一系列物理化学反应的作用下,通过生成一定数量的液相将矿粉颗粒粘结成多孔块状的烧结矿,同时去除结晶水、二氧化碳和硫等有害杂质;此外,烧结原料中还加入了熔剂,将高炉冶炼必须添加的熔剂及其在高炉内进行的反应移到烧结过程中进行,从而承担部分冶炼任务。
(2)高炉冶炼强化的基础:生产具有高品位、高强度、优良冶金性能、合理碱度的烧结矿,是现代高炉强化冶炼,降低资源、能源消耗的基础。目前大型高炉多使用碱度在2.0左右的高碱度烧结矿,配加部分球团矿和生矿,使入炉矿品位达到60%左右,3000m 3以上高炉利用系数可达到2.2t /(m 3·d )以上,入炉焦比降低到300kg /t 左右。
(3)含铁废弃物再资源化处理器:烧结生产
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烧
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Sintering and Pelletizing
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可回收利用高炉粉尘、转炉粉尘、钢渣、氧化铁皮等厂内固体废弃物,还可以利用化工工业硫酸渣等含铁废弃物。因此烧结生产具有再资源化功能,可使含铁物料形成有效循环,从而提高资源利用率。
(4)矿物—燃料中硫分的脱除器:烧结过程中,来自于铁矿粉和燃料的硫,在高温、氧化性气氛下,发生分解、氧化和/或燃烧反应,最终大部分以气态SO2的形式被脱除,从而减轻炼铁、炼钢的硫负荷,改善冶炼的技术经济指标。烧结生产的脱硫率可达到85%左右[4]。
从钢铁制造流程的物质流考察,烧结主要体现为铁素流在碳素流的作用下的加工、处理过程。由于是“火法预处理”,在此过程中必然产生大量余热,因此,研究烧结过程的物质流,其目的在于以较少的能量消耗生产具有优良冶金性能的烧结矿。其核心问题是如何控制铁素流在烧结过程中的物理、化学变化和矿物形态改变,以及实现相应能量流耗散最小化和余热回收。
1.3 烧结过程物质流分析的研究对象
烧结过程中铁素流是被加工的主体,是粉状含铁物料粘结成多孔块状烧结矿的过程。碳素流是能量流的主要形式,根据铁素流加工的工艺要求,提供必要的、适当的温度、气氛等条件。碳素流的转换、耗散关系到能源的转换、利用效率,又关系到温室气体排放。由于烧结工序是钢铁制造流程SO2排放的重要源头,烧结过程中硫素流影响钢厂的环境负荷。因此,烧结过程物质流、能量流分析主要涉及铁素流、碳素流和硫素流分析。
2 烧结过程的物质流分析
2.1 烧结过程的铁素流分析
(1)烧结过程铁素流物理化学变化
在烧结过程中,铁氧化物在燃料燃烧所产生的高温和所造成的气氛的作用下,发生分解、还原及再氧化反应,并与其它物料发生固相反应、生成液相及结晶过程。这些反应的进行将影响烧结矿的矿物组成,从而影响烧结矿的质量。
根据烧结过程的温度水平和气相组成,在烧结预热带和燃烧带,可发生Fe2O3的还原反应;而Fe3O4的还原可在靠近燃料颗粒附近发生。正常配碳条件下,使用Fe2O3烧结时,Fe2O3先被还原,而后受氧化作用甚至可以回到赤铁矿水平;而使用Fe3O4烧结时,磁铁矿的氧化先在预热带开始进行,然后在不含燃料的燃烧带进行,最后在烧结矿的冷却带进行。烧结过程中,混合料中的Fe3O4或Fe2O3还原产生的Fe3O4可与SiO2组成铁橄榄石;而Fe2O3可与CaO形成铁酸钙。
(2)烧结过程铁素流分析
烧结过程的铁素流从原料的准备开始,需经过混匀、配料、制粒、烧结和烧结矿的破碎、冷却、筛分等成品矿处理过程,其工艺流程如图1所示。铁素流的耗散发生在原料准备、抽风烧结以及成品矿处理、输送等过程中,主要为粉尘耗散。其基本分析见图2。
2.2 烧结过程的碳素流、能量流分析
(1)烧结过程碳素流的物理化学变化
烧结中,碳粒呈分散状分布在料层中,燃烧过程遵循非均相燃烧规律。可能发生的反应如下:
C+O2=CO2+33411kJ/kg C(1)
ΔG=-395350-0.54T
2C+O2=2CO+9797kJ/kgC(2)
ΔG=-228800-171.54T
CO2+C=2CO-13816kJ/kgC(3)
ΔG=166550-171T
2CO+O2=2CO2+23616kJ/kgC(4)
ΔG=-166550+171T
在实际烧结过程中易发生反应(1),在高温区有利于反应(2)进行。由于燃烧带窄,废气经过预热干燥带温度很快下降,所以反应(2)受到限制。反应(3)的逆反应在烧结过程中能进行,但其反应是受限制的。反应(4)在烧结过程的低温区易于进行。所以烧结废气中以CO2为主,只有少量CO。
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2007年第1期胡长庆等 烧结过程物质流和能量流分析
图1 烧结工艺流程示意图
(2)烧结过程的碳素流
烧结混合料中的碳燃烧后最终将转变为CO2、CO,因固体燃料在烧结混合料中的分布状况、烧结工艺等因素的影响,会使部分燃烧不完全,形成烧结粉尘以及存留在烧结矿和返矿中的残碳。影响固体燃料消耗的主要因素为原料的物理化学性质,包括铁矿粉的种类、铁矿粉的烧结性能等,熔剂用量及其种类,固体燃料的粒度等;还包括混合料的温度、水分及粒度组成、燃料添加方式、烧结料层厚度等工艺参数;另外还有烧结机大小、烧结机漏风率等设备因素等。
烧结过程中,由于料层的“自动蓄热”作用,随烧结过程的进行,烧结料层下部热量逐渐增加,而且料层越厚越显著。充分利用料层的“自动蓄热”作用,提高料层厚度,并根据烧结料层温度随时间、高度的分布关系,采用双层或多层配碳烧结是减少碳素消耗的重要途径。
(3)点火煤气消耗
钢铁联合企业中,烧结生产广泛使用焦炉煤气、高炉煤气作点火燃料。点火温度在1050～1200℃之间,点火时间一般为1～1.5min。目前,点火热耗先进水平在25～30MJ/t,最好
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的只有13MJ /t
。图2 烧结过程铁素流示意图
[5]
(4)烧结过程能量流分析
烧结过程的能量收入主要是点火煤气、固体燃料、返矿及粉尘中残碳等燃烧的化学热,还包括各种物料的显热和化学反应热等;能量支出主要是烧结矿和烧结废气带走的物理热,化学不完全燃烧与残碳损失的化学热,蒸发、分解耗热;以及散热损失等[5]。其能量流分析示意图如图3所示。
(5)余热利用
当烧结进行到最后,烟气温度明显上升,机尾风箱排出的废气温度可达300～400℃,含氧量可达18%～20%,这部分废气所含显热占总热耗的20%左右。从烧结机尾部卸出的烧结矿温度平均为500～800℃,其显热占总热耗的35%～45%,热烧结矿在冷却过程中其显热变为冷却废气显热。烧结热平衡计算表明,热烧结矿的显热和废气带走的显热约占总支出的60%。因此,冷却机废气和机尾风箱废气是烧结余热回收的重点。
目前,对烧结机烟气和冷却机废气的余热大多采用余热锅炉来回收,每吨烧结矿余热回
收低压蒸汽可达70kg 左右
。
图3 烧结能量流分析示意图
2.3 烧结过程铁素流、碳素流的相互作用
烧结过程中铁素流、碳素流之间存在着相互作用、相互影响。一方面铁素流是在碳素流
转换过程中所产生的高温和气氛条件下被加工的,其间发生铁氧化物的还原、氧化和固相反应、液相生成,体现为不同燃料配比(固体燃料
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2007年第1期胡长庆等 烧结过程物质流和能量流分析
消耗)以及粒度、添加方式等对烧结过程铁素流物质状态、物质性质转变的影响,左右着烧结矿的矿物组成的改变及相应的烧结矿质量和成品率变化;另一方面,烧结原料中铁素流的不同物质性质以及烧结返矿的数量和质量将直接影响碳素流的耗散,表现为含铁原料的不同配比对应的适宜配碳量变化。
烧结过程中铁素流-碳素流相互间的作用、影响主要反映在返矿的数量和质量上。一方面,烧结返矿时的耗热量比用矿石时小得多,而且混合料的透气性有所增加,料层中的热传导也有所改善,还增加了烧结矿的氧化度,减少了生成一氧化碳的能量损失,在一定范围内,烧结矿返矿的增加可以降低燃料消耗,提高烧结矿的产率和强度;另一方面,由于返矿作为循环物料在烧结过程中要消耗大量的热能,而这部分
热能为无效热能,从而使烧结热能消耗增加,产量降低。据测算,烧结1t 返矿大致需要25kg 标准煤
[5]
。
2.4 烧结过程硫素流分析
烧结生产中硫主要来源于点火煤气、含铁原料和固体燃料。在烧结过程中,硫化物在不同温度下发生分解和氧化反应,沿料层高度进行再分布。燃烧带或预热带气化的硫,呈S 、SO 2和SO 3的形态逐渐进入预热带和过湿带,最终大多以SO 2或进一步氧化成SO 3排出,其转化率可达85%左右[5]。
根据烧结过程硫素流分析(图4),烧结过程中硫素主要来自于燃料和矿石。因此,降低烧结固体燃料消耗,合理选用清洁原燃料,采用EOS (烧结排放优化)工艺等措施,有利于降低SO 2排放
。
图4 烧结过程中硫素流示意图
但由于含硫量低的原燃料受到经济、成本、资源等方面的限制,烧结烟气脱硫是降低SO 2排放的必要措施。采取烟气脱硫措施时,根据烧结废气SO 2含量变化规律,对SO 2浓度较高的部分废气进行脱硫是可行的[6]。
3 结 论
(1)烧结生产的任务是将铁矿粉加工成具有良好孔隙率、强度、粒度、冶金性能的烧结矿,并承担部分冶炼任务,从而为高炉冶炼提供优质原料。它是高炉强化冶炼,降低资源、能源消
耗的基础。通过发挥烧结生产的含铁废弃物再资源化利用功能,形成厂内含铁粉尘等的有效循环,可提高钢铁制造流程中的资源利用率。
(2)烧结过程是铁素流在碳素流提供的热量和气氛条件下的加工、处理过程。铁素流与碳素流之间相互作用、相互影响,物质流分析的核心问题是铁素流在烧结过程中的物理、化学变化和矿物形态、结构控制以及相应的碳素流耗散最小化和余热回收等。
(3)烧结工序的物质流分析结果表明:铁素流变化主要是矿物形态、结构和冶金性能等的
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烧结球团
第32卷 第1期
收稿日期:2006-11-20 联系人:杨长为(338001)湖南长沙中南大学信息学院
烧结优化配矿的研究与实践
杨长为 黄运生
(中南大学信息学院)
摘 要 目前我国大多数钢铁企业因无固定的原料供应,用料复杂,成分多变,含铁原料的混匀配矿也就成了烧结生产中一道必不可少的工序。如何在满足混匀矿成分受控及各原料存量约束的前提下,做到配矿成本最优,具有非常重要的现实意义。本文以新余钢铁公司烧结厂为例,利用线性规划原理对上述问题进行了研究,并作了相应的探索与实践。
关键词 烧结原料 优化配矿 线性规划 成本最优
1 现状分析
新余钢铁公司的铁料供应主要靠国内外市场采购,原料来源复杂,成分多变。目前,公司烧结厂每月消耗混匀矿38万t ,约占全部烧结铁料的72%。由于参与混匀配矿的各种铁料成
分及其单价不尽相同,必然存在一个在满足配矿成分要求及原料存量约束条件下成本最优化的问题。如果能成功地解决这个问题,一者有利于在现有成分约束及原料条件下寻求成本最优的配矿结构,二者可为原料采购提供指导性意见,有利于从市场上获得更合适的原料。
上述问题抽象到数学描述和解析,就归结到一个线性规划求最优解的问题。线性规划的
变化;固体燃料(焦粉、煤粉)是碳素流输入的主要形式,CO 2是碳素流输出的主要形式;烧结过程可有效脱除原燃料中的S ,烟气中SO 2排放是硫素流输出的主要形式,应注意,烧结工序是钢铁制造流程中主要的SO 2排放源。
参考文献
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5 钱植仪,张景智,夏欣明等.宝钢烧结生产工艺.哈尔滨:
黑龙江科学技术出版社,北京:冶金工业出版社.19956 胡长庆,张春霞.烧结工艺清洁生态化技术.中国稀土学
报,2004,22(专辑):588～591
Material and Energy Flow Analysis of Sintering Process
Hu C hangqing et al .
Abstract The key problems of material flow analysis for sintering process are put forward and the phy sicochemical change ,dissipation and affecting factors of iron ,carbon ,sulphur element flow are analy zed based on the metho d of material flo w analy sis .T he results show that :in sintering pro cess ,iron element flow is mainly the conv ersion of mineral pattern ,min -eral structure and metallurgical pro perty .Solid fuels are the main input fo rm of carbon element flow ,w hile CO 2is the main output form .Since sintering process has the function of desulfurization and sulfur is removed by gasification ,SO 2emission is the main fo rm of sulfur output and it should be regarded that sintering process is an impo rtant source of SO 2emission in steel manu -facturing process .
Keywords sintering ,material and energy flow analy sis ,energy saving ,SO 2emission
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第32卷 第1期2007年2月
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Sintering and Pelletizing
生态系统能量流动过程分析 1．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 2．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是( ) A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被 利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是( ) A．图中A＝D、B＝E、C＝F B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 4．(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析，合理的是( ) A．消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能B．生态系统中能量流动不是逐级递减的 C．调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法是样方法D．该生态系统的功能只有物质循环和能量流动 5．如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略)，有关说法正确的是( ) A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量 B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010 D．动物的存在加快了人工松林的物质循环 6．下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下 列说法不正确的是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A. B．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖 C．昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D．昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ
化工热力学复习总结
第一章、绪论 一、化工热力学的目的和任务 通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。 化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。 二、1-2化工热力学与物理化学的关系 化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。 三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。 第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。
②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。 三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程 4、Peng-Robinson（PR）方程 () 22 a0.45724c r c R T T P α =0.0778c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial方程 virial方程分为密度型： 和压力型： 第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系
《一》钢铁企业能源管理系统（EMS）简介 1．概述 能源管理系统是钢铁企业信息化系统的一个重要组成部分，在能源数据进行采集、加工、分析，处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等方面发挥着重要的作用。 能源介质种类主要包括：高炉煤气（BFG）、焦炉煤气（COG）、转炉煤气（LDG）、氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）、压缩空气（Air）、蒸汽、氢气（H2）、生活水、工业净环水、工业浊环水、浓盐水、除盐水、软化水、电力等。 能源介质信息包括：压力、流量、温度、煤气热值、供水品质（水质）、阀门开闭、调节阀开度、开关信号、动力设备运行状态、主生产线设备的运行状态等。 环保信息包括：环保设备的运行情况、外排水中主要污染物的浓度、流量、主要废气排放点的外排放废气中烟（粉）尘、SO2、NOx、CO2 等污染因子的浓度和流量、污染物排放总量、大气质量指标、厂界噪音等。 2．系统架构 典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构，如下图示： 系统结构示意图
数据流 3．系统功能 EMS监控部分分为4 个子系统，即电力系统、动力系统、水系统和环保系统。其中动力系统包括燃气系统、蒸汽系统、氧氮氩系统，水系统包括化学水、工业水和生活水。 1）数据的实时采集与监控 通过建立可靠的数据采集系统（SCADA系统）对能源潮流数据（如电流、电压、压力、温度、流量、环境数据等）、设备状态（如开、停、阀门开度、报警信号等）等进行采集；提供过程监视、操作控制、实时调整等画面,过程曲线及信息显示等辅助界面、大屏幕等完成能源设备状态及潮流的监视功能；提供过程控制和实时调整,参数设定窗口等实现控制功能；并对信息进行归档。 2）基础数据管理 包括介质参数管理、维护单位管理、计量设备管理、测点耗量关系、用户权限设置、以及其他需人工录入的参数管理界面。 3）能源管理功能 将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划和检修计划的数据，实现基础能源管理功能，包括能源实绩分析管理、能源计划管理、运行支持管理、能源质量管理、能源平衡管理等。 4）环境监测功能 对环保设备运行状态的监测，对水、烟气等污染源排放进行监测、分析和管理。
水平衡及其调节 （一）机体的水平衡 机体水平衡是指水的摄入量与排出量相适应。机体代谢过程中需要水，机体通常对水的摄取入量与排出量相适应，保持机体内水的平衡。机体水的来源及去路如下图（成人每日的摄入量与排出量，单位mL）： 1、水的摄取入量与排出量要保持基本相 等。 2、右图所示水的来源有哪些？ 3、机体排水的途径有哪些？ （二）水平衡的调节途径 思考题： 1、机体水平衡的调节途径既有神经调节又有激素调节，其中神经调节起主导作用。 （1）水平衡调节过程中的神经调节途径： ①根据上图写出产生渴觉的反射弧，并指出该反射弧有何作用？ 。 ②请写出图中还存在的发射弧，并指出该反射弧有何作用？ 。 （2）水平衡调节过程中的激素调节途径： ①抗利尿激素有何作用？。 ②抗利尿激素在哪里分泌的？。抗利尿激素在哪里释放的。 ③促使抗利尿激素释放的条件是什么？。 ④写出水平衡调节过程中的激素调节途径是：
限时训练： L1、下图为抗利尿激素作用的示意图，请据图回答： （1）当吃食物过咸时，就会引起A ， 使B 受到刺激。 （2）渴觉的产生是由于B把兴奋传至产生的。 （3）下丘脑神经细胞分泌、并由C 释放的 D 增加，促进了肾小管、集合管， 减少尿的排出。 （4）当人出汗丢失太多钠盐时，E 下降，机体就 会减少释放D 。 反馈练习 1、调节人体水和无机盐平衡最重要的器官是（）A、汗腺 B、肾 C、大肠 D、肺 2、若一个人剧烈运动，但是却不感到口渴，这时（） A、丢失的水的质量比盐的质量大 B、丢失的盐的质量比水的质量大 C、丢失的水的比例比盐的比例大 D、丢失的盐的比例比水的比例大 3、关于内环境与稳态的叙述，正确的是 A、内环境主要由血液、组织液和淋巴组成 B、内环境中多余的H+主要从肺排出 C、Na+、K+以重吸收方式从消化道进入内环境 D、血浆是内环境中最活跃的部分 4、遇海难而漂浮在海面的人，因缺乏淡水，此人 A、血浆渗透压升高，抗利尿激素增加 B、血浆渗透压升高，抗利尿激素减少 C、血浆渗透压降低，抗利尿激素增加 D、血浆渗透压降低，抗利尿激素减少 5、下列有关人体水分和无机盐调节的叙述中正确的是 A、血浆渗透压降低时引起口渴 B、血浆渗透压降低时抗利尿激素增加 C、机体失水时抗利尿激素减少 D、机体失水时血浆渗透压升高 6、产生渴觉的感受器和神经中枢分别存在于 A、大脑皮层和下丘脑 B、下丘脑和大脑皮层 C、下丘脑的神经细胞和垂体后叶 D、肾上腺和下丘脑 7、人长时间运动后，产生品渴感觉的原因是 A、血浆CO2浓度升高 B、血浆乳酸浓度升高 C、血浆渗透压升高 D、血糖浓度升高 8、人体内水、盐平衡的共同点是 A、水、盐排出的主要途径是经肾脏随尿排出 B、食物是体内水、盐来源的唯一途径 C、通过呼吸系统可排出部分水和盐 D、通过粪便排出的水和盐都是食物中未被吸收的部分 9、下列有关人体水分调节的叙述中正确的是 A、大量饮水，则抗利尿激素分泌增加 B、渴觉中枢兴奋，则抗利尿激素分泌减少 C、抗利尿激素分泌减少，则尿量增加 D、细胞外液中电解质浓度降低，则尿量减少 4、如图表示甲、乙、丙3种海螃蟹在其他生活环境条件一定 时，实验条件下不断改变海水盐度、它们血液浓度的变化情况 (已知天然海水的浓度是O.5 mol·L-1)。 (1)渗透压调节能力量差的是蟹。 (2)在海水和淡水中都能生活的是__ _ 蟹。 (3)在盐浓度比天然海水还低的海水中，才能发挥调节能力的 是蟹。
生态系统的能量流动 息县三高王玺 2012.12.14
《生态系统的能量流动》说课稿 尊敬的各位老师，大家好！我说课的题目是《生态系统的能量流动》。我将从教材分析、教学目标、重难点、教法学法、教学过程、教学反思以上六个方面阐述本节课： 一、教材分析 《生态系统的能量流动》是苏教版必修三第四章第二节的内容，课标要求为分析水平。本节内容是以食物链、食物网及细胞能量供应与利用等知识为基础，又为物质循环和生态环境保护的学习埋下伏笔, 在教材中起到承前启后的作用。 二、教学目标 依据新课程标准，结合我校学生知识认知水平，我制定如下三维教学目标 【知识目标】： ·理解生态系统能量流动的概念。 ·掌握生态系统能量流动的过程（重点）。 ·分析生态系统能量流动的特点（重点）。 【能力目标】： ·通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，提高学生分析、综合和推理的思维能力。 ·指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ·对生态系统中能量的输入和输出加以分析，提高学生知识迁移运用能力和计算能力。 【情感目标】： ·通过小组分工与自主性学习，提高学生发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。 ·注重生态学理念的提高，同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ·站在生态道德的角度，关注生态学的基本观点和可持续发展的观念，提高学生节约粮食和热爱家乡的情感。
三、重点难点 按着新课标要求，本节的教学重难点为： 【教学重点】： ·生态系统能量流动的过程 ·生态系统能量流动的特点 【教学难点】： ·对生态系统中能量的输入和输出加以分析，提高学生知识迁移运用及计算能力 四、教法学法 为了更好的完成三维教学目标，针对我校学生学情，本节课采用“引导探究”的教学方法，即“教师启发引导→学生自主探究”。教学程序得以简化为“提出问题→探索引导→自主解答→矫正强化”。并借用多媒体、教具等进行辅助教学，力求使知识更为形象直观。 五、教学过程 根据“引导探究”的教学流程，课堂设置了如下几个环节，具体教学过程我是这样设计的：1、创设情景，导入新课 首先为学生展示一张图片。以鲁宾逊漂流记为背景，假如你流落到一个荒岛，你带了1只鸡，15斤玉米，为了生存的更久，你将采用哪种生存策略呢？ 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，再吃鸡。 3.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡 通过短暂的思考，学生给出了多种多样的答案，到底哪一种是最合理的呢？这样联系生活的情景导入既激发了学生强烈的求知欲，又让学生带着疑问进入本节课的学习，为本节课的进行奠定了良好的基础。 2、合作探究，解决问题 能量流动的过程是本节课的一个重点也是难点，通过理论的学习很难让学生透彻理解。因此，在这个环节，我利用教具引导学生动手探究。 “螳螂捕蝉，黄雀在后”，听到这句话，学生很容易写出树→蝉→螳螂→黄雀这条食物链，我们以这条食物链为例来分析能量流动的过程。
华北科技学院
化工热力学
Chemical Engineering Thermodynamics
第四章 热力学第一定律
4.1 闭系非流动过程的能量平衡
能量平衡式 体系能量的变化=体系与环境交换的净能量。 即：
(能量)入 ? (能量)出 = (能量)存
封闭体系非流动过程的热力学第一定律：
ΔU = Q + W
4.2 开系通用的能量平衡方程
4.3 稳流过程的能量平衡
1. 开系稳流过程的能量平衡
状态是稳定的 稳流过程 流动是稳定的 1)外部环境对流体提供的能量(对于1kg流体): ①外功(ws)—净功或有效功，J/kg； 规定：外界提供给流体功， ws为正； 流体传递给外界功，ws为负。 ②热量(q)—获得的热量，J/kg；
4.3 稳流过程的能量平衡
2) 流体在流动过程中本身所具有的能量(对于1kg流体): ① 内能 U: J/kg； ② 位能: ③ 动能: ④ 静压能(压强能) m kg： 动能 = mu2/2， J 1 kg： 动能 = u2/2 ， J/kg m kg： 位能 = mgZ， J 1 kg： 位能 = gZ， J/kg
m kg-V m3 ： 静压能 = pV , J 1
V kg- m3 m
：静压能
=
pV p = m ρ
, J/kg
4.3 稳流过程的能量平衡
衡算范围：1-1′至2-2′截面 衡算基准：1kg不可压缩流体 基准水平面：0-0′平面
流动系统
依据: 输入总能量=输出总能量
1 2 p1 1 2 p2 U 1 + gz1 + u1 + + we + q = U 2 + gz2 + u2 + 2 ρ 2 ρ
总能量衡算式
能量流动和物质循环 能量流动和物质循环主备人参与者 新授使用时间教者 1、描述生态系统中的能量流动； 2、描述生态系统中的物质循环； 3、说出生态系统中能量的最终来源。 重点：1、概述生态系统中的能量流动； 2、描述生态系统中的物质循环。 难点：生态系统中的物质循环和能量流动 讨论、点拨 教师讲述、谈话与学生讨论相结合。 搜集相关的视频、图片、阅读材料等资料，制成演示文稿 教学过程（主要环节） 集体备课个性展示 生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却是由地球提供的。地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。 提问：什么是生态系统的物质循环？ （回答概念）
提问：概念中的物质是指什么？ （回答：是组成生物体的基本化学元素。教师补充说明，不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。） 提问：概念中所说的循环是什么？ （回答：是物质往返运动。） 提问：概念中所说的生态系统指的是什么？ （回答：地球上最大的生态系统——生物圈。） 学生讨论：光合作用、呼吸作用及分解作用等有关知识。 出示光合作用过程示意图投影片 提问：根据图回答，光合作用过程中碳的传递过程。 （回答：略） 出示呼吸作用过程示意图投影片 提问：根据图回答，呼吸作用过程中碳的传递过程。 （回答：略） 提问：微生物的分解作用是指什么？ （回答：略） 提问：碳在无机环境中的存在形式怎样？ （回答：略） 提问：滥伐森林对碳循环有何影响？ （回答：碳循环过程受阻，大气中碳的含量就会明显增多。） 提问：化石燃料的燃烧对碳循环又有什么影响？
钢铁企业节能环保形势分析及应对措施 发表时间：2019-06-28T11:20:05.230Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：蔡兴博 [导读] 当前，在全球污染日益严峻的情况下，生态环境问题显得异常突出。与此同时，各国开始关注节能减排等问题，促进了节能环保企业的发展壮大。 河钢集团邯钢公司环保能源部河北邯郸 056003 摘要：当前，在全球污染日益严峻的情况下，生态环境问题显得异常突出。与此同时，各国开始关注节能减排等问题，促进了节能环保企业的发展壮大。所谓的节能环保产业，主要是为保护生态环境、节约能源资源提供必要的技术与物质支撑。在当前国内的环保企业中，还存在着诸多风险，其中财务风险是主要的一种。 关键词：钢铁企业；节能环保；形势分析；措施 1 节能环保对钢铁企业发展的重要推动作用 在钢铁企业的发展过程中，节能减排对提高钢铁企业的核心竞争力具有重要作用，是当前钢铁企业发展的根本出发点。钢铁企业生产技术的进步是实现节能减排的前提，对促进节能减排技术的进步和排放交易等市场体系的完善具有重要作用，也对我国国民经济建设起到了良好的推动作用。 1.1 钢铁企业节能减排管理制度得到创新 钢铁企业节能减排的重要目标是提高对节能减排的认识，加强节能减排管理。投资少、效率高、发展潜力大是钢铁企业节能减排管理的重要特点。在钢铁企业节能减排过程中，钢铁企业的管理、管理和宏观控制分为两个层次。在工作过程中，及时做好计划分析和总结，找出不足之处加以纠正，使钢铁企业节能减排管理机制科学动态得到进一步推进。 1.2 钢铁企业主体责任得到强化 钢铁企业在节能减排过程中，要严格遵守有关法律法规，加强管理措施。分解节能减排指标，在各级实施，确保制定的实施方案可行；加强计量管理，改进和更新所需的计量仪器和测试手段，促进职工节能减排能力的不断提高。 1.3 推进了钢铁企业的可持续发展 钢铁企业节能减排的实施，给钢铁企业带来了可观的经济效益，也给钢铁企业带来了良好的社会效益和环境效益。钢铁企业在实施节能减排过程中，要坚持落实科学发展观，以节能减排工作为主要方向，持续实施节能减排措施。为了实现钢铁企业的可持续发展，能源减排工作贯穿于钢铁企业生产经营全过程。 1.4 结构调整以及技术改造力度得到加强 加大技术创新投入，加快生产研发部门节能减排研究改造步伐；推进节能减排技术创新，建立以钢铁企业为主体的成果转化体系，促进社会力量的整合，是节能减排工作的智力保障。钢铁企业在节能减排过程中，要从长远发展的角度积极更新相关设备，注意采用先进技术和设备，更好地改造节能技术。 2 钢铁企业节能环保主要障碍 2.1 节能环保技术落后 目前，国内许多钢铁企业虽然生产工艺有所改进，但钢铁企业的生产效率有所提高。然而，钢铁企业的节能环保技术十分落后，无形中增加了钢铁企业的损失。钢铁企业提高生产效率，不能掩盖节能环保的缺陷。在这方面，中国钢铁企业需要向欧美的大型钢铁企业学习。环境友好的生产工艺和产品可以提高钢铁企业的社会价值和消费者心目中钢铁企业的地位，从而有效地提高钢铁企业的声誉。推广节能技术，可以大大降低钢铁企业的成本，减少资源损失，有效提高钢铁企业的核心竞争力。因此，节能环保技术对钢铁企业的发展具有重要意义。 2.2 员工素质不高，节能环保意识淡薄 钢铁企业的生产是一个建设过程，需要大量的劳动力，所以整个生产过程需要大量的劳动力。许多工人的素质不高。在整个生产过程中没有节能环保意识。虽然这些员工为中国钢铁企业的发展做出了巨大的贡献，但他们的素质并不特别高。在很多情况下，也就是说，员工的素质不是很高。要使钢铁企业拥有高效节能环保的技术，往往会没有人去利用的情况。一般来说，许多工作了几十年的一线工人文化素养和个人素质都很低。由于没有受到专业的熏陶，他们的节能环保意识非常薄弱，基本上没有受过任何节能环保方面的专门培训，无法使用先进的节能环保技术。 2.3 钢铁企业节能环保理制度不健全，针对性不强 钢铁企业只有建立健全的制度，才能顺利推进节能环保工作；只有建立健全的节能环保体系，钢铁企业才能在节能环保工作中有序开展工作，避免工作中的资源浪费。虽然我国钢铁企业的节能环保措施和成果取得了显著成效。但同时，许多钢铁企业还没有建立起一套相应的节能环保管理体系，导致钢铁企业管理者容易轻视节能环保工作。 3 我国钢铁企业节能环保措施研究 3.1 优化生产流程，降低原料与能源消耗 随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术在钢铁企业节能降耗中发挥着重要作用。从钢铁行业的能源消耗入手，通过计算机和信息技术对原材料和能源消耗进行科学计算，尽可能减少各个环节的消耗和浪费。这就要求我们钢铁行业优化钢铁行业的制造部门，优化生产工艺，最大限度地利用产品。同时，要提高钢铁生产线的功能，使钢铁生产线高效、连续、系统。为此，我们需要降低非能源和能源材料的单位能耗。非能源材料包括用于各种生产过程的原材料、溶剂材料、备件和耐火材料。同时，钢铁企业应特别重视钢铁生产技术。事实上，相关调查表明，一个国家的不确定钢铁资源不仅与钢铁资源储量有关，还与该国的不确定钢铁产业有关。随着钢铁需求的不断增长，如何提高钢铁工业的技术水平，减少钢铁工业资源的消耗已成为一个更加重要的问题。 3.2 利用能量流网络技术，提高能源转换效率 打破以往物质平衡和能量平衡的概念，建立动态输入输出流的“能量流网络”。能量流网络技术是钢铁企业能量转换、储存、分配、使
能量平衡灸原理（二） 一、能量平衡灸的配穴原则 能量平衡灸的配穴原理：平衡穴+能量穴+加强穴，其中加强穴分开穴和收穴 （一）心肺问题配穴 1、横膈膜以上的问题配穴——开穴+心肺区（3-7胸椎区域灸2分钟）+收穴 2、横膈膜以下的问题配穴——开穴+平衡穴+能量穴+收穴 （二）各种穴位的了解 1、开穴，需要根据十天干，十二地支推算出来的 2、平衡穴：小肠区、三焦区 （1）小肠区——前关元穴，后关元俞，小肠俞 作用： A、引血下行 B、血液回流 C、汽化润养脏腑 D、巩固元气 E、消炎下火 F、人体的下水道 （2）三焦区——前指下脘到石门，后指三焦俞+肾俞+气海俞 作用： A、元气升降的通道 B、人体传化水谷的作用 C、人体水液运行的主要通道 3、能量穴：俞募穴 （1）俞穴12个：肺俞，心包俞，心俞，肝俞，胆俞，脾俞，胃俞，三焦俞，肾俞，大肠俞，小肠俞，膀胱俞 （2）募穴12个，中府肺募，膻中心包募，巨阙心募，期门肝募，日月胆募，章门脾募，中脘胃募，石门三焦募，京门肾募，天枢大肠募，关元小肠募，中极膀胱募 4、加强穴，分开穴和收穴 （1）开穴——根据十天干，十二地支推算 （2）收穴——选择当时艾灸时间当值经络的合穴进行收穴，灸3分钟左右 二、如何开穴 （一）、熟记十天干，十二地支 1、十天干：甲乙丙丁，戊己，庚辛壬癸 2、十二地支：子丑寅卯，辰巳午未，申酉戌亥
（二）、熟记十二时辰对应的时间 （三）、熟记十二时辰在手指上的位置 （三）背诵当日天干对应的口诀 甲乙还加甲，已庚丙做初，丙辛生戊子，丁壬庚子居，戊癸何方法，壬子不须移 1、甲乙还加甲——逢日干是甲或者已的日子，在手掌上子时位置，开始从甲算起 2、已庚丙做初——逢日干是已或者更的日子，在手掌上子时位置，开始从丙算起 3、丙辛生戊子——逢日干是丙或者辛的日子，在手掌上子时位置，开始从戊算起 4、丁壬庚子居——逢日干是丁或者人的日子，在手掌上子时位置，开始从庚算起 5、戊癸何方法，壬子不须移——逢日干是戊或者癸的日子，在手掌上子时位置，开始从壬算起。 计算结尾在你艾灸开始的那个时间在手掌上对应的位置
1. )。 A.①③B．②③C．②④D．①④ 解析由表中数据可推知，戊为第一营养级，乙、丙为第二营养级，甲为第三营养级，丁为第四营养级。③中表示的两种生物间为捕食关系，而乙和丙的关系为竞争，所以③与表中数据不相符合。本题易错之处是将乙和丙当作两个营养级，因为二者之间的能量数值不符合两个营养级之间能量传递效率的特点，所以乙和丙不是两个营养级。 答案 A 错因分析不会根据题目中提供的相关信息判断某种生物在食物链中的位置。常见的信息有：有机物总量、能量多少、富营养化积累的有毒物质多少等。 2．(2013·广东理综，5)如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是()。 A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B．土著鱼在与鲈鱼的 竞争中处于劣势 C．浮游动物总量锐减后再急升D．浮游植物总量急升后再锐减 解析由于鲈鱼处在土著鱼的下一个营养级，而能量在食物链中 的传递是逐级递减的，所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量， A项正确；鲈鱼和土著鱼为捕食关系，不存在竞争，B项错误； 鲈鱼引入会导致土著鱼先减少后增加，间接导致浮游动物先增加后减少，C项错误；通过上面的分析可知浮游植物的变化为先减少后增加，D项错误。 答案 A 3．(2013·江苏生物，26)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性)，稻田水深8～10 cm。对照小区不放鱼，其他条件相同。所有处理设置3次重复，实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题： (1)每个处理设置3次重复，其主要目的是______________________________。 (2)实验的第一个月期间，检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：放鱼 对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕食________从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间，有利因素占据优势。 (3)实验的第二个月期间，所有小区的浮游植物生物量均显著下降，主要原因是此时生长旺盛的水 稻与浮游植物之间具有________关系。 (4)放养鱼增加了该生态系统中________的复杂性，从而增加了该生态系统中________的速率。 (5)除了上述因素之外，对该实验研究影响最大的不定因素是________(填序号)。 ①鸟②土壤质地③光照④水体肥力⑤稻田杂草 解析本题通过生态系统的结构和功能及其应用等知识考查分析能力、实验设计和评价能力。(1)生物实验原则之一是可重复性原则，所以每个处理设臵一般至少需要重复3次，尽可能排除无关变量的影响，增加实验的准确性。(2)该生态系统中，三种生物可构成浮游植物→浮游动物→小鲫
人体怎样调节皮肤的能量平衡 一、能量一能量平衡健康关键 1，概述能量是食物中的蛋白质、脂肪、碳水化合物这三大营养素存人体代谢过程中产生的。能量单位包括千卡（kcal），千焦耳(U)，换算方法为1kcal =4. 184 kJ. 2．人体的能量消耗包括基础代谢、体力活动、食物热效应和生长发育等几个方面。 3．能量平衡人类疾病的发生、发展与能量的关系最大，与能量的积累和消耗都有关。身体内部的能量积累过多，会引发超重、肥胖等疾病；身体内部的能量消耗过多，会引发消瘦、营养不良等疾病。 能量过多或者过少都会引发疾病，人体需要均衡的能量。我们要健康，必须学会如何消耗多余的能量（适量运动），学会如何补充消耗的能量（摄取营养），做到能量平衡。 4．食物来源食物尽量多样化，能量主要来自粮谷类、动物性食物、豆类制品、水果蔬菜和食用油脂等。 5．热能供给量及来源能量供给量为轻体力劳动者每天每公斤体重30干卡，中体力劳动者每天每公斤体重35千卡，重体力劳动者每天每公斤体重40千卡。成人能量来源比例：碳水化合物占55% - 65%，脂肪占20% -30%，蛋白质占10% -15%。 二、膳食纤维一防富贵病卫士 1．分类分为水溶性纤维和非水溶性纤维两类。果胶和树胶属于水溶性纤维，纤维素、半纤维素及木质素属于非水溶性纤维。 2．膳食纤维的作用 (1)改善肠道功能，防止便秘。 (2)调节血糖，防治糖尿病。 (3)降低胆固醇，预防心脑血管疾病。 (4)增加饱胀感，有助控制体重。 (5)稀释大肠中的致癌物质，缩短其通过肠道的时间，吸附某些食品添加剂、农药、洗涤剂等有害物质，促进排毒，预防大肠癌。 3．膳食纤维的食物采源非水溶性膳食纤维：水果和蔬菜的皮，全麦类和种子类；水溶性膳食纤维：水果、蔬菜、燕麦、大麦、豌豆、干豆类。 4．推荐摄入量膳食纤维每天摄入25 -35克。 5．最佳补充剂果蔬纤维片。 三、维生素—-维持生命的元素 （一）维生素A（视黄醇）一护眼营养素
1．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是 A．田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖 B．田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/（hm2·a） D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/（hm2·a） 【答案】B 109J/（hm2·a），C正确；田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/（hm2·a），D 正确。 2．如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况，其中a～d代表能量值。请回答下列问题： （1）a、b、c的数量关系可以表示为，d代表。 （2）若图示为第一营养级的能量流动情况，则图中缺少的能量流向是，该能量流向的能量值范围为。 （3）若图示为第二营养级的能量流动情况，假设该动物的摄入量为e，为了提高该动物的食物利用率，应提高（用字母表示）的值。如果该动物为恒温动物，在气温逐渐降低时，假设b保持 不变，则b/a的值将（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）b=a+c流向分解者的能量值 （2）流向下一（第二）营养级的能量0.1b～0.2b （3）b/e（或b）减小
0.1b～0.2b。（3）要提高该动物的食物利用率，需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值，即 提高b/e（或b）的值。当气温逐渐降低时，恒温动物为了维持体温的恒定，势必增加呼吸散失量（a），因此，在b保持不变的情况下，b/a的值将减小。 1．如下图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量） A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量 B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 【答案】D 【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。b＋c＋d＋e为生产者光合作用利用的光能，即本年度流入该生态系统的总能量，A正确；图中Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量，B正确；生产者的能量去向有四个方面：自身呼吸消耗（e）、被下一营养级利用（c）、被分解者分解、未被利用，因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量，C正确；初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化，因此不包含在c中，D错误。
第二章第三节能量流动和物质循环 教案设计 【教材分析】 本节课教学内容是济南版八年级下册第六单元第二章的第三节课，是在前面我们学习了生态系统的组成以及食物链和食物网的知识基础上来进行的，因为在食物链和食物网的形成过程中，其中就伴随着能量的流动和物质的循环过程．由于有了前面的知识基础，为本节课的内容作了很好的铺垫，但本节课的知识内容比较抽象，所以在学习过程中还会有一些难度．在教学过程中，需要通过图片、PPT课件等的互相配合使用，使本节课的教学变得更加容易理解、易于接受、准确的掌握． 【学情分析】 本节课的教学内容安排在八年级完成，从学生方面来讲，由于经过了初中一年多的学习，同学们已经适应了初中阶段的生活环境；了解了生物学科的特点；适应了学科教师的授课方法，并且也形成了自己的有特点的学习方法．也从小学生的学习思维模式逐步转化成了初中生的学习思想和理念．所以，对于本节课的学习虽然会有一些抽象，但同学们一定会通过自己的努力、老师的引导，很好地完成本节课的学习． 【教学目标】 知识目标 1.掌握物质循环的概念以及碳循环的过程．（重点） 2.理解能量流动和物质循环的联系和区别．（难点） 过程与方法 通过了解生态系统的能量流动和物质循环，渗透生态系统是一个整体的观点． 情感、态度与价值观 认识人类的各种活动必须遵循生态系统的客观规律． 【重点和难点】 重点：生态系统能量流动的过程和特点． 难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因． 【课前准备】 学生：复习巩固上节课的食物链和食物网的知识．
教师：多媒体课件、图片、文本． 【学法指导】 （1）学生课前预习． （2）课堂交流：师生交流，学生学会在教师引导下归纳总结知识点． （3）小组合作：上课之前学生按事先分组，进行合作交流活动． （4）小组交流：学生在交流中学会分析选择，培养综合能力． 【课时安排】1课时 【教学过程】 一、复习巩固：幻灯片展示巩固练习题． 设计意图：复习旧知，强化知识，为新知铺垫． 二、导入新课：首先请大家做一个快乐竞猜游戏． 假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：生存策略1：先吃鸡，然后吃玉米． 生存策略2：先吃玉米，用部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡． 学生：每组学生各选一名代表，做出选择．（绝大部分学生选择的是2） 教师：真理往往掌握在少数人手里．我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米． 母鸡提出抗议：
《化工热力学》课程模拟考试试卷 A 开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 题对的写T ，错的写F) 1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 。 (A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚 2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。 (A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa 3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。 (A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。 (B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。 (C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ， G )。 (D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的 p -V -T 的问题。 4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。 (A) lim i i i x M M ∞→=(B)i i i H U pV =+ (C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G = 5．剩余性质R M 的概念是表示什么差别的 。 (A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体 (C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度 6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。 (A) 气体状态 (B) 液体状态 (C) 固体状态 (D) 气液不分状态
我国钢铁工业能耗现状和节能潜力分析 2010-12-17 特约专家王维兴特约专家王维兴 近年来我国钢铁工业节能减排工作取得了显著的成绩。 2009年全国重点钢铁企业钢产量为4.659亿吨，2005年为2.9939亿吨，2009年钢产量比2005年增长68.96%；2009年全国重点钢铁企业能源消耗总量为23832万吨标准煤，2005年为19427万吨，2009年能源消耗比2005年增长22.67%。这表明，全国重点钢铁企业能源消耗总量增幅要比钢产量增幅低46.29%。这说明，钢铁工业节能工作取得了显著的成绩。2009年全国重点钢铁企业吨钢综合能耗由2005年的 694KGCE/T,降到2009年的619.43 KGCE/T,，下降10.74%，相应各工序能耗均有不同程度的下降。全国重点钢铁企业各主要生产工序能耗情况见表1。 表1 重点钢铁企业各主要生产工序能耗情况单位：KGCE/T 我国于2005年将电力折标准煤系数由0.404KGCE/KWH,调整为0.1229 KGCE/KWH，使我国钢铁工业能耗指标与国外企业出现不可比，也使企业内部历史数据存在不可比性。为便于比较，2005年的数据已按0.1229 KGCE/KWH折标准煤系数进行调整。 从2006年起转炉工序能耗中不再计算炉外精炼部分的能耗。所以，2007年与2006年转炉工序能耗数值下来较多。 从表1可看出，近五年我国重点钢铁企业各主要生产工序能耗均得到不同程度的下降。降幅最大的工序是电炉工序，主要是因我国电炉生产中使用热铁水的比例不断增加，由2005年的311KG/T增加到2009年的484KG/T，使电炉工序能耗下降133.76KGCE/T。 从表1还可看出，进入2010年我国重点钢铁企业能耗得到进一步普遍下降，说明钢铁企业加大了节能工作力度，不断取得新进展，为我国节能减排做出新贡献。 1．我国重点钢铁企业能耗情况 1.1我国钢铁企业的能源利用水平发展不平衡,一批企业能耗指标达国际先进水平,但也有落后产能存在, 能耗指标落后. 目前，我国钢铁工业是处于不同层次、多种结构、各种生产技术经济指标共同发展阶 中国有800多家钢铁企业, 重点钢铁企业有105家,钢产量占全国的82.06%.近年来,非重点铁企业的发展速度高于重点钢铁企业.使我国钢铁产业集中度不断下降. 重点钢铁企业的能耗水平基本上可以代表我国钢铁企业的能源利用基本情况.重点钢铁企业之中有三分之一的钢铁企业的技术装备水平达到国际水平,宝钢,首钢,鞍钢,武钢,天管等企业的部分技术装备已达到国际先进水平,他们的相关工序能耗也已达到或接近国际先进水平.但是,我国仍有一批应淘汰的落后技术装备在生产. 钢铁企业之间能耗水平有较大的差距,详见表2.
直接能量平衡控制策略 直接能量平衡控制策略是基于火力发电厂而提出的机炉协调控制策略,是为电站单元机组协调控制而设计的一种先进的控制方案。其从能量平衡的概念出发,将锅炉和汽机作为一个有机紧密联系的整体来控制,它以锅炉跟随为基础，将汽机的能量需求作为锅炉指令,在锅炉燃料调节器入口直接同锅炉的热量信号比较,使机、炉之间的能量供求关系得到快速平衡,进而简洁且有效地实现机炉一体化协调控制。 直接能量平衡策略中，能量需求信号是基于汽机对能量的要求计算出来的，这个能量要求称为"能量平衡信号"，它代表了在任何工况下汽机对蒸汽的需求量。"能量平衡信号"随着汽机调节阀的开度变化而变化，即使在故障或手动调节时，计算的结果也是正确的。能量平衡是通过直接控制输入炉膛的能量使之与能量需求信号相匹配而实现的，送入锅炉炉膛的能量通过对锅炉放热量的连续计算确定，直接能量平衡由燃料控制调节器维持。 能量平衡信号采用PS×P1/PT表示， 其中P1为汽机调节级压力，直接反映的是进汽流量也就是机组负荷 PT为机前压力即主汽门前压力 PS为机前压力设定值 P1/PT与汽机调节阀开度成正比，无论什么原因引起的调节阀开度变化，该值都能作出灵敏的反映，所以无论在静态或动态，PS×P1/PT可以表征定压运行或滑压运行等不同运行工况下汽机的能量输入（即汽机对锅炉的能量需求）。 输入能量必须同能量需求相匹配，输入的燃料量如采用给粉机转速等直接测量，易受制粉系统延迟，煤质变化等诸多因素的影响，在直接能量平衡控制策略中，采用热量信号P1+CdPb/dt作为燃料量反馈， 其中C为汽包锅炉的蓄热系数， Pb为锅炉汽包压力,其微分信号代表了锅炉蓄热量变化。 热量信号提供了一个在稳态和动态工况下都适用的燃料量工程测量方法。协调控制系统将能量平衡信号和热量信号直接引入锅炉燃料调节器入口，进入燃料调节器入口的能量偏差信号为: ef=PS×P1/PT-(P1+CdPb/dt) =P1×(PS-PT)/PT-CdPb/dt =ΔPT×P1/PT-CdPb/dt 式中：ΔPT=PS-PT为机前压力偏差。 在静态工况下，dPb/dt=0，有ef=ΔPT×P1/PT。燃料调节器的积分作用总是消除调节器入口偏差，使ef最终等于零。由于机组带负荷后，P1/PT恒不等于零，这就必须使ΔPT=0，即使机前压力PT等于给定值PS。可见，系统的燃料调节器具有保持机前压力PT等于给定值的能力，而无需另加压力校正调节器。 在动态工况下，汽包压力的微分信号具有防止PT过调，使过程稳定的作用。例如，由于锅炉内扰作用使PT增高时，ΔPT=PS-PT成为负值，dPb/dt将为正值，燃料调节器入口的偏差信号为负值，使燃料量输入减少，校正PT的上升。当PT开始回降时，dPb/dt变为负值，使燃料量得以增加，防止PT出现过调。直接能量平衡协调控制系统同时还设有能量平衡信号的动态前馈：（PS×P1/PT）×[d（PS×P1/PT）/]dt，用以补偿机前压力设定值变化或负荷变化时锅炉蓄能的变化和机、炉动态响应的差异。定压运行时，动态前馈补偿了负荷变化时要求改变汽包压力所需的锅炉蓄能变化。负荷不变时，则补偿机前压力定值提高所需的锅炉附加蓄能。而在滑压运行时，更要补偿负荷和机前压力二者同时变化时，要求汽包压
生态系统中能量流动的计算类型分析生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下: 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物量)，求较高营养级生物所能获得能量(或生物量)的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( ) A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析:据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值 为:24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案:D 规律:已知较低营养级的能量(或生物量)，不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量(或生物量)的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量(或生n物量)×(20%)(n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 2.已知较高营养级的能量(或生物量)，求较低营养级应具备的能量(或生物量)的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( ) A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg
解析:据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计4算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1?(20%)=625 kg。 答案:C 规律:已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时，若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时，按能量传递效率的最大值20%进行计n算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5(n 为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO，若能量传递效率为10%,15%2 时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖,( ) A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240?6,40mol葡萄糖;生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%,0.9mol葡萄糖。 答案:C 规律:已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%,20% 时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物