能源与环境系统工程概论

第一章概念题1.系统的定义、特点系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分按一定规律结合而成的、具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所属的一个更大的系统的组成部分。

特点：①整体性②关联性③目的性④环境适应性⑤有序性⑥动态性2.系统工程学的定义、特点系统工程学：对系统进行合理规划、研究、设计和运行管理的思想、步骤、组织和技巧的总称。

特点：①研究方法的总体性②处理问题的综合性③组织管理上的科学化和现代化3.环境和环境问题（从中国法律界定角度）环境：《中华人民共和国环境保护法》规定，环境指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境问题：狭义上，由于人类的生产和生活活动，使自然生态失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。

广义上，自然力或人力引起生态平衡遭到破坏，最后直接或间接影响人类生存和发展的一切客观问题。

4.环境系统评价环境系统评价：指按照评价目标，对评价环境系统的功能、特性、经济效益、社会效益和环境效益等属性进行科学的测定，并根据给定的评价标准和主观判断把测定结果转换成环境系统的价值，供决策者参考。

5.可持续发展可持续发展：既满足当代人的需求，又不危及后代人需求的发展，既实现经济发展目标，又实现人类赖以生存的自然资源与环境的和谐，使子孙后代安居乐业得以持续发展。

6.清洁生产、生态工业和循环经济清洁生产：对生产过程与产品采取整体预防性的环境策略，以减少其对人类及环境可能的危害。

生态工业：按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型进化型工业，它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统融合使物质和能量多级利用，高效产出或持续利用。

循环经济：是对物质闭环流动型经济的简称。

问答题1. 简述生态道德的基本原则和生态道德规范的主要内容生态道德的基本原则：1) 维持生态系统平衡的生态整体主义原则2) 坚持共生共荣、协调发展3) 坚持长期利益和短期利益相结合4) 维护人与自然关系的和谐发展原则5) 人类利用和开发自然的人道主义原则（用尊重自然的态度取代占有自然的欲望，用爱护自己的活动取代征服自然的行为；用人类保护自然的自觉调解来取代自然本身的自发调节；用人对自然的义务感来偿还人对自然的战友和利用。

要求人类必须尊重自然万物的生存与发展权利，最忠实为了维护人类自身的生存和发展权利。

）●生态道德规范的主要内容：1) 热爱自然，与自然为友2) 利用开发自然与保护自然相结合3) “索取”与“给予”相统一4) 利用自然资源和保护环境相结合5) 维护和改善生存环境6) 培养维护生态平衡的献身精神2. 自然环境、人工环境和社会环境的关系自然环境、人工环境和社会环境相互联系、相互影响、相互依存，共同组成人类的生态环境。

自然环境支撑、调节、涵养人工环境和社会环境，以适应人类生活和生产的需要。

自然环境的恶化会破坏人工环境和社会环境，以致造成难以弥补的损失。

自然环境有赖于人工环境的美化、衬托、补充，使之更利于人类的生活和生产。

但是，人工环境的不适当地建造和发展，也会损害自然生态，直接或间接地损害人类的生存和发展。

3. 物质生产圈、人的生产圈和环境生产圈的关系物质生产圈为人的生产圈提供物质需求的消费产品，向环境生产圈排放生产过程中的污染物而污染环境；人的生产圈为物质生产圈提供人和技术资源，向环境生产圈排放消费过程中的污染物而污染环境；环境生产圈依靠自己的净化能力和生产能力向物质生产圈提供资源和生产环境，向人的生产圈提供人类文明所需的生存条件或环境。

4. 简述可持续发展理论的主要内容（要点+适当阐述）1) 发展是可持续发展的前提（经济发展是保护生态系统和环境的前提条件，没有经济的发展和科学的进步，环境保护也就失去了物质基础。

只有强大的物质基础和技术支持，才能使环境保护和经济发展持续协调的发展，所以应在发展中实现持续，对于发展中的我国理当如此。

）2) 全人类的共同努力是实现可持续发展的关键（当前世界上的许多环境问题与资源问题已超越国界和地区界限，具有全球的规模。

）3) 公平性是实现可持续发展的尺度（当代人之间的公平、代际之间的公平、有限资源的均匀分配。

）4) 社会的广泛参与是实现可持续发展的保证5) 生态文明是实现可持续发展的目标（生态文明主张人与自然和谐共生；人类不能超越生态系统的承载能力，不能损害支持地球生命的自然系统。

）6) 可持续发展的实施以适宜的政策和法律体系为条件（综合决策、公众参与）5. 简述中国实现可持续发展面临的问题和对策●面临的问题：1) 中国在人口等诸多方面具有相当大的压力2) 可持续发展战略在实施过程中存在着管理问题3) 缺少公众参与的组织机制中国实现可持续发展的对策：1) 控制人口数量，提高人口素质，开发人力资源2) 控制城市规模，调整城市生态，发展乡镇企业3) 采用清洁生产，扶持环保产业，实现工业生态化4) 提高公众的环保意识，增大资金的投入，运行市场经济手段保护环境5) 继续发扬“全球伙伴”精神，开展广泛的国际合作6. 简述能源与环境系统工程的任务能源与环境系统工程可以为世界、国家、地区、企业等能源与环境系统作预测、分析、规划、管理和评价等工作，具体说包括：1) 能源需求预测2) 能源供应预测3) 能源发展规划4) 能源的合理分配和使用5) 能源利用率的提高和环境污染的控制6) 能源与环境系统分析第二章概念题1. 能源的定义和分类能源：在自然界中拥有某种形式的能量，并且在一定条件下能够转换成人们所需要的某种形式的能量的自然资源。

2. 洁净煤技术洁净煤技术：在煤炭开发、利用过程中减少对环境的危害，同时从煤炭这一传统的“不清洁”能源获得“清洁”的气体与液体燃料的技术。

3. 煤的间接液化煤炭的间接液化：将煤气化得到的原料气，在一定条件下，经催化合成石油及其他化学产品的加工过程，又称一氧化碳加氢法。

4. 煤的多联产煤的多联产：实质是以煤炭为原料，通过把多种煤炭转化技术有机集成在一起，同时获得多种高附加值的化工产品（如脂肪烃和芳香烃）、多种洁净的二次能源（气体燃料、液体燃料、电）及其他产品。

5. 抽水蓄能水电站抽水蓄能水电站：利用电网中负荷低谷时的电力，把下水库的水抽到上水库蓄能，待电网高峰负荷时，再放水到下水库进行发电的一种水电站.6. 热堆和快堆热堆：热中子反应堆。

包括轻水堆和重水堆，前者以普通水做冷却剂兼减速剂，以浓缩铀为燃料；后者以重水做冷却剂和减速剂，使用天然铀为燃料。

快堆：快中子增殖堆。

只有冷却剂，没有减速剂，直接利用核裂变产生的高速运动的中子来维持链式裂变反应的进行。

7. 可燃冰可燃冰：主要成分是甲烷水合物，是在高压低温条件下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质，外观像冰。

简答题1. 简述各种洁净煤技术的原理、特点和应用(REF P53)●煤炭加工技术：1) 煤炭洗选技术2) 煤粉成型技术3) 动力配煤技术4) 水煤浆技术●煤炭高效洁净燃烧技术：1) 循环流化床燃烧技术2) 高效低污染的粉煤燃烧技术●煤炭转化技术：1) 煤炭的干馏技术2) 煤炭气化技术3) 煤炭的地下气化4) 煤炭的直接液化5) 煤炭的间接液化6) 整体气化联合循环发电技术7) 燃料电池8) 煤的多联产2. 简述太阳能的优缺点及主要利用技术优点：既是一次能源，又是可再生能源；资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境任何污染。

缺点：能流密度低；其强度受各种因素（季节、地点、气候）的影响不能维持常量。

技术：太阳能—热能交换技术（太阳能热发电技术、太阳能制冷技术、太阳能热水系统）、太阳能—光电转换技术、太阳能—化学能转化技术3. 简述生物质利用的主要技术原理和特点1) 化学转换技术包括直接燃烧、液化、气化、热解等方法。

热解技术是生物质受高温加热后，其分子破裂而产生可燃气体、液体及固体的热加工过程。

生物质气化是指将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程。

通过气化后加以利用的生物质，比煤气化后加以利用的效果要好。

2) 生物质物理转换技术主要是指生物质压制成型技术。

将农村剩余物进行粉碎烘干分级处理，放入成型挤压机，在一定的压力和温度下形成较高密度的固体燃料——压块细密成型技术。

目前成本太高。

3) 生物化学转换技术利用生物质厌氧发酵产生沼气和在微生物作用下生成酒精等能源产品。

4. 风力发电机的原理风能产生三种力以驱动发电机工作，分别为轴向力、径向力和切向力。

当气流经过风翼型叶片表面时，气体在叶片迎风面压力小于背风面，由此产生提升力，导致转子绕中心轴旋转，带动发电机发电。

5. 可再生能源中长期发展规划重点发展领域（？）1) 水电2) 生物质能（生物质发电、生物质固体成型燃料、生物质燃气、生物质液体燃料）3) 风电4) 太阳能（太阳能发电、热利用）5) 其他可再生能源6) 农村可再生能源利用第三章概念题1. ODS、ODP、GWP、TEWIODS：Ozone Depletion Substance，消耗臭氧层物质.ODP：Ozone Depletion Potential，臭氧层消耗潜能值，以R11 为基准值，定为1.0.GWP：Global Warming Potential，温室效应潜能值，以R11 为基准值，定为1.0.TEWI：Total Equivalent Warming Impact，地球综合变暖值.2. EER、SEEREER：Energy Efficiency Ratio，采暖空调的能效比.SEER：Seasonal Energy Efficiency Ratio，季节能效比.3. 人工环境人工环境：是指人类以自然环境为依托，按照自己生活和生产的需要，对自然环境进行加工、改造所形成的环境，也称认为环境，如疗养区、城市、农村、工矿区等。

4. 热电冷联产热电冷联产：是指利用一种能源有效地产生并供给电和热两种二次能的系统，若利用热来制冷则是热电冷联产。

5. 空调病空调病：因为在空调房呆的时间过长，引起的关节酸痛、颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻，或头晕脑胀、头晕目眩，以及咳嗽头痛、流鼻涕等感冒的症状，就是空调综合症，简称空调病。

简答题1. 制冷领域所面临的两大主要问题？说明其基本原理（包括方程式）1) 臭氧层破坏CFC释放后会在地球附近的对流层中存在三十年，然后升入同温层，在同温层中通过紫外线辐射释放氯原子，氯使得臭氧O3减少一个氧原子变成氧气O2，而氧气不能阻止紫外线辐射。

CF X Cl Y + h v→ CF X Cl Y-1 +ClCl + O3→ClO +O2O2 + h v→2OClO +O→Cl +O22) 全球变暖地球吸收太阳能量后辐射频谱的峰值出现在红外区，而红外线遇到水蒸汽、二氧化碳和其他的红外线吸收物（比如甲烷、臭氧、CFC 等）就无法穿过大气层。