化工节能减排技术思考题精缩打印版
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名词或英语缩写词解释1.比排放2. 机内净化3.EGR4. EGR率5.HCCI6.分层燃烧7. 稀薄燃烧8.DPF9.发动机排放特性 10.狭隙效应 11体积淬熄 12.增压比 13.废气再循环 14.二次空气喷射 15三效催化转换器 16 微粒捕集器 17.光化学烟雾 18.缸内直喷19.后处理净化第一章1.汽车排放的主要污染物有哪些?简要说明其危害。
2.汽油机和柴油机相比,其CO、HC、NOX的排放比柴油机的多,而碳烟排放少,说明为什么?第二章1. 简述CO的生成机理。
2. 简述过量空气系数、进气温度、大气压力、进气管真空度、怠速转速及发动机工况对CO的影响。
3. 简述HC的生成机理及主要的生成方式。
4. 简述过量空气系数、运行条件(汽油机、柴油机)对HC生成的影响。
5. 简述NO与NO2的生成机理并写出表达式。
6. 说明汽油机过量空气系数和温度、残余废气系数及点火时刻对NOx生成的影响。
7. 简述柴油机喷油时刻、放热规律及负荷与转速NOX排放的影响。
8. 说明微粒组成及其生成机理。
9. 简述影响微粒生成的因素。
第三章汽车发动机排放特性1. 什么叫汽车的比排放量?2. 比较汽油机的稳态排放特性图,分析CO、HC以及NOX各自的比排放量在小负荷、中负荷及全负荷时的变化趋势。
3. 为了降低汽油机的排放污染物,应尽量使发动机在中等负荷下运行。
根据汽油机的排放特性图分析其原因。
4.柴油机的CO排放量最少和最多分别出现在何种负荷时?5 比较汽油机在常温起动和热起动时候其CO、HC以及NOX排放的变化趋势。
第四章汽油机机内净化技术1. 何谓机内净化?汽油机机内净化的主要措施有哪些?2. 喷油控制包括哪几项内容?画示意图说明电控系统有哪几部分组成,是如何实现控制的。
3. 说明电控系统是如何对喷油量实现控制的。
4. 喷油时刻的控制方式包括哪几种,并说出各自的主要特点。
5. 不同工况下,汽油喷射电控系统是如何控制喷油量的?6. 为降低冷起动和暖机阶段的排放,应如何进行喷油控制?7. 简述点火提前角的控制策略。
化工节能减排技术思考题精缩打印版1.节能: 加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理、以及环境和社会可以承受的措施减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效合理的利用资源。
2. 技术节能:工艺节能,化工单元操作设备节能,化工过程系统节能,控制节能3. 结构节能:产业结构,产品结构,企业结构,地区结构4. 管理节能:宏观调控层次,企业经营管理层次5.控制节能:一方面是节能需要操作控制,另一方面是通过操作控制节能6.能源:能源是指可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源 7一次能源:自然界自然存在的未经加工或转换的能源。
如石油、天然气、风能等。
7二次能源::为满足生产工艺或生活上的需要,由一次能源加工转换形成的能源产品。
如电、煤气等.7 常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。
如煤炭、水力、石油、天然气等。
8物理用当系统取不完全平衡环境状态作基准状态时,系统能量所具有的用8化学用系统的化学用是系统在基准环境温度与压力下相对于平衡环境状态因化学不平衡所具有的。
7完全热力学平衡:同时满足热平衡、力平衡和化学同时满足热平衡、力平衡和化学平衡的平衡。
8不完全热力学平衡:只满足热平衡、力平衡的平衡。
9. 可避免损失:技术上和经济上可以避免的最小用损失10. 不可避免损失:技术上和经济上不可避免的最小损失11.用效率:e=E收益/E耗费=(E耗费-E L)/E耗费=1-E L/E耗费=1-£ 12.实用效率:e=E收益/(E耗费-INE) 13.夹点技术:夹点技术是以化工热力学为基础,以经济费用为目标函数,对过程系统整体进行优化设计和节能改造的技术。
14.网络夹点:现行网络中,若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点 15.零改动方案:改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案 16.一改动方案:改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案17.过程夹点:对过程进行分析时所确定的夹点18.热负荷回路:在网络中从一股物流出发,沿与其匹配的物流找下去,又回到此物流,则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路.19阈值:只需要只需要一种公用工程的问题称为阈值问题。
化工节能原理与技术冯霄考试题1. 请简要介绍化工节能的原理和技术。
化工节能是通过提高化工生产过程中能源利用率,减少能源消耗,降低生产成本,保护环境的一种技术方法和措施。
化工节能的原理主要包括以下几个方面:- 高效能源利用原理:通过优化工艺流程,提高设备能源利用效率,减少能源损耗。
- 能源替代原理:将传统能源替换为更清洁、更高效的新能源,如替代煤炭、燃油等传统能源为天然气、生物质能源等。
- 废能利用原理:将化工过程中产生的废热、废水、废气等废能有效利用,用于其他用途,如供热、发电等。
化工节能的技术包括但不限于以下几个方面:- 节能设备技术:采用高效节能设备,如高效换热器、节能泵等,以提高设备的能源利用效率。
- 节能控制技术:通过采用先进的控制系统和自动化技术,优化工艺参数和操作条件,实现节能效果。
- 节能改造技术:对现有设备进行改造和升级,提高设备的能源利用效率。
- 热电联供技术:通过利用废热发电,同时提供热能和电能供应。
- 再生能源利用技术:利用太阳能、风能、生物质能等再生能源替代传统能源,实现清洁能源利用。
2. 请列举几种常见的化工节能技术,并简要介绍其原理。
- 高效换热器技术:通过改进传热方式和结构设计,提高换热器的传热效率,减少能源损耗。
- 节能泵技术:采用低能耗的高效节能泵,降低泵站的电耗和水耗。
- 节能传动技术:采用高效节能的传动装置,如变频器、节能电机等,降低设备传动系统的能源消耗。
- 废能回收利用技术:通过采用热交换器等设备,将化工过程中产生的废热回收利用,用于供热和发电。
- 余热利用技术:将化工过程中产生的废热利用于其他工艺,如余热锅炉等设备,实现能源的综合利用。
- 能源管理系统技术:通过建立能源管理系统,监控和管理能源的使用情况,及时发现并解决能源消耗高和能源浪费的问题,提高能源利用效率。
这些化工节能技术的原理主要是通过优化工艺流程、改进设备和系统设计、利用废能等方式,减少能源消耗,提高能源利用效率,从而达到节能的目的。
《化工生产节能技术》试卷一.判断题(10分,每题1分。
分析判断下列各题,正确的画“√”,错误的画“×”。
)01.在自然界中以现成的形式存在的能源,称之为一次能源。
( )02.节能在有些国家被视为“第五能源”。
( )03.能源按其性质可分为矿物能源、非矿物能源以及新能源。
( )04.各种形式的能量之间可以相互转换,例如:热机可使热能完全转变为机械能。
( )05.内能是反映物质内部微观粒子运动能量的总和。
( )06.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料。
( )07.物质的热导率中金属的热导率最大,液体的较小、气体最小。
( )08.天然气的主要成分是甲烷。
( )09.物质的热导率越大,在相同条件下,传导的热量越多,其导热的能力也越强。
( )10.无功是通过电网发送给用电设施,但没有被利用的那部分电能,在整个做功过程中,它的用处不大。
( )二.单项选择题(20分,每题2分。
请将正确答案的序号填入题中的括号内。
)01.下列新能源中属于二次能源的是( )A 地热能B 核能C 生物质能 D太阳能02.能源按转换和利用层次分类不包括的是( )A 一次能源 B二次能源 C 清洁能源 D终端能源03.水力发电是利用水的冲动水轮机转动,水轮机带动发电机,将机械能转化为电能( ) A 水能 B热能 C内能 D高位势能04.关于能的说法不正确的是( )A能是物质的属性,是物质运动的一种度量B能量的绝对值可以度量,也可以测量能的变化C 可以用做功的效应来衡量能的数量与质量D能的常用单位为焦耳,简写为J05.在化工生产中,根据余热温度高低可以分为三档,其中高温余热的温度范围是指( )A 500~1000℃B 500℃以上C 250~500℃D 250℃06.催化剂和反应物质处于两种不同相的催化反应属于( )A均相催化反应 B 多相催化反应C 生物催化反应D 自催化反应07.根据标准燃料的换算关系,1Kg标准油等于多少标准煤( )A 0.700kgB 1.400kgC 1.429kgD 0.714kg08.由物质内部粒子运动引起的能量传递过程是( )A 传导传热B 对流传热C 辐射传热D 稳态传热09.关于电解下列说法不正确的是( )A是在阴极和阳极上引起氧化还原反应,以制备所需产品的过程B电解质中的离子常处于无序的运动中,通直流电后,离子作定向运动C电解过程中,阳离子向阴极移动,在阴极得到电子,被氧化D通电后,溶液中的阴离子向阳极移动,在阳极失去电子,被氧化10.下面关于能量相关表述不正确的是( )A不同形式的能量之间可以互相转换,且各种形式能量的转换效率是相同的B能量即不能创造,也不能消失,在其转换和传递过程中,总和保持不变C热量和功可以相互转换,消耗一定量的功可产生相应数量的热量D焓表示的是系统的能量状态,当系统的状态一定时,其焓值也是一定的三.多项选择题(30分,每题3分。
精细化工思考题1-4章思考题1.简述精细化工及精细化工的特性。
答:精细化工是精细化学品生产工业的简称。
而所谓的精细化学品一般指深度加工的、技术密集高和附加价值大的化学品,其多数产品为品种多,更新快,规模小,利润高。
精细化工的特性可分为经济特性和生产特性。
经济特性包括:(1)利润高、能耗小;(2)附加价值率高;(3)资本密集度低、投资效率高。
生产特性包括:(1)技术密集度高、市场垄断性强;(2)品种多、产量少、商品化强;(3)劳动密集度高、就业机会多;(4)综合生产流程和多功能生产装置。
2.染料工业的特点是什么?染料的名称由哪几部分组成?答:染料工业特点:1、染料品种多、更新快;2、中间体的通用性大;3、收率低、“三废”多;4、商品染料的应用研究在染料工业中占有重要的地位。
染料的名称由冠称、色称、字尾三部分组成。
冠称表示染料根据应用方法或性质分类的名称,如还原、分散、活性等;色称表示染料色泽的名称。
如嫩黄、黄、深黄、金黄、橙、红、紫、蓝等;字尾表示染料的色光、形态、特殊性能和用途等。
B—蓝光;C—耐氯;D—稍暗;K—冷染;M—混合;X—高浓度。
3.影响染料颜色深浅的主要因素有哪些?答:(1)染料的分子结构对染料颜色深浅的影响因素:(a)共轭双键的长短。
共轭双键越长,颜色越深;(b)共轭体系上的极性基团。
引入极性基团,若使极性增大,则深色效应,反之,则浅色效应;(c)染料分子的共平面性破坏和共轭体系的中断,使颜色变浅;(d)染料内络合物的生成,一般使颜色变深、暗;(e)染料分子的离子化,若使极性增大,则深色效应,反之,则浅色效应;(f)顺反异构对染料颜色的影响。
(2)外界因素对染料颜色深浅的影响因素:(a)溶剂和介质的影响。
若使极性增大,则深色效应,反之,则浅色效应;(b)染料浓度对颜色的影响。
浓度增大,则浅色效应;(c)温度对颜色的影响。
温度升高,则深色效应。
4.简述酸性染料、活性染料、分散染料、阳离子染料、还原染料的结构特点、染色机理和主要类型。
1.节能: 加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理、以及环境和社会可以承受的措施减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效合理的利用资源。
2. 技术节能:工艺节能,化工单元操作设备节能,化工过程系统节能,控制节能3. 结构节能:产业结构,产品结构,企业结构,地区结构4. 管理节能:宏观调控层次,企业经营管理层次5.控制节能:一方面是节能需要操作控制,另一方面是通过操作控制节能6.能源:能源是指可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源 7一次能源:自然界自然存在的未经加工或转换的能源。
如石油、天然气、风能等。
7二次能源::为满足生产工艺或生活上的需要,由一次能源加工转换形成的能源产品。
如电、煤气等.7 常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。
如煤炭、水力、石油、天然气等。
8物理用当系统取不完全平衡环境状态作基准状态时,系统能量所具有的用8化学用系统的化学用是系统在基准环境温度与压力下相对于平衡环境状态因化学不平衡所具有的。
7完全热力学平衡:同时满足热平衡、力平衡和化学同时满足热平衡、力平衡和化学平衡的平衡。
8不完全热力学平衡:只满足热平衡、力平衡的平衡。
9. 可避免损失:技术上和经济上可以避免的最小用损失10. 不可避免损失:技术上和经济上不可避免的最小损失11.用效率:ἠe=E收益/E耗费=(E耗费-E L)/E耗费=1-E L/E耗费=1-£ 12.实用 效率:ἠe=E收益/(E耗费-INE) 13.夹点技术:夹点技术是以化工热力学为基础,以经济费用为目标函数,对过程系统整体进行优化设计和节能改造的技术。
14.网络夹点:现行网络中,若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点 15.零改动方案:改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案 16.一改动方案:改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案17.过程夹点:对过程进行分析时所确定的夹点18.热负荷回路:在网络中从一股物流出发,沿与其匹配的物流找下去,又回到此物流,则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路.19阈值:只需要只需要一种公用工程的问题称为阈值问题。
26夹点设计原则;换热网络的初始设计网络应是最大热回收网络1. 简述我国的能源资源状况及其特点经济发展速度快,经济发展水平低;能源消费总量大,人均能耗低;能源消费结构以煤为主,脱离世界能源消费的主流;能源消费引起的污染物排放,已使环境不堪重负;能源资源相对匮乏,长期能源供应面临严重的短缺,需要大量进口,引发能源安全问题;能源利用效率低,能源浪费严重,存在巨大节能潜力。
2. 能源按来源分可分为哪几类?试简述之(1)来自地球以外天体的能量;(2)地球本身蕴藏的能量;(3)地球和其他天体相互作用的能量。
3. 能源按使用状况可分为哪几类?试简述之(1)常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。
如煤炭、水力、石油、天然气等。
(2)新能源:目前尚未得到广泛使用,有待科学技术的发展,以便将来更经济有效开发的能源。
如太阳能、地热能、潮汐能等。
4. 能源按转换和利用层次可分为哪几类?试简述之一次能源::自然界自然存在的未经加工或转换的能源。
如石油、天然气、风能等;二次能源:为满足生产工艺或生活上的需要,由一次能源加工转换形成的能源产品。
如电、煤气等;终端能源:通过用能设备供消费者使用的能源。
5. 能源按对环境的污染程度可分为哪几类?试简述之(1) 清洁能源:无污染或污染小的能源。
如太阳能、风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等;(2)非清洁能源:污染大的能源。
如煤炭、石油等。
6. 简述化工节能减排的意义1.我国国民经济发展需要;2.资源有限,节能是国民经济持续发展的保证;3.能源开发需要大量资金和较长周期;4.节能有利于保护环境可减少与能源开采相关的消耗及污染物排放;5.煤、石油、天然气即是能源又是原料节能意味着节约原料;6.节能可促进生产同样能源、更多产品;7.节能可降低成本降低能源成本,则产品成本下降;8.节能能促进管理的改善和技术的进步。
7. 简述化工节能的途径结构节能、管理节能、技术节能、控制节能。
8. 从我国化学工业的特点出发,谈谈我国化学工业的节能潜力?1. 主要常规能源(煤、石油、天然气)既是能源又是原料,两项相加:占产品成本的25%-40%;2. 能源消费以煤为主;3. 大宗化学品生产规模小;4. 化工行业众多,单位产品能耗差别较大。
同一行业,大、小规模也相差较大。
9. 简要分析流体流动节能的主要措施一是设计时要选合适的机械、二是调节负荷变化时采用转速控制。
10. 简要分析换热过程节能的主要措施换热设备的节能方法有:加强设备保温,防止结垢,合理减少传热温差,强化传热:对锅炉和加热炉还有控制过量空气,提高燃烧特性,预热燃烧空气,回收烟气余热;以及采用高效率设备,如热管换热器等。
①并流改成逆流;②不同温度传热时,选择合适的温差;③温差推动力Δt要均匀; ④强化传热系数K与传热面积A;⑤换热设备的保温。
11. 简要分析蒸发过程的主要节能措施预热原料,多效蒸发,热泵蒸发,冷凝水热量的利用。
①利用废热预热原料;②多效蒸发;③二次蒸汽的再压缩等。
12. 简要分析精馏过程的主要节能措施减少回流比,预热进料,塔顶热的利用,使用串联塔,采用热泵,采用中间再废气和中间冷凝器等。
①尽可能减少回流比;②预热进料,提高进料焓值,减少传热温差;③塔顶蒸汽余热利用;④塔釜液余热利用;⑤减少再沸器与冷凝器的温差;防垢、除垢、减少传热热阻;⑥利用热泵,将冷凝器蒸汽的温度提高,向再沸器供热等。
13. 简要分析吸收过程的主要节能措施①选择合适的溶剂,溶解度大,则循环量小;②溶解度对温度变化敏感;③组织合适的流程,如采用逆流、分段、分级等手段,减少功耗。
14. 简要分析干燥过程的主要节能措施控制和减少过量空气,余热回收,排气的再循环,热泵干燥等。
①控制过量空气,减少加热器的热负荷;②中间加热,提高热效率,减少传热温差;③废气再循环,提高热效率;④废气余热回收,减少加热器的热负荷;⑤利用热泵,回收热量。
15. 简要分析反应过程的主要节能措施(1)吸热反应:合理供热,且反应温度尽可能低。
这样可利用余热,节约高品质燃料。
可有不同供热方案。
(2)放热反应:对于放热反应,应合理利用反应热。
放热反应的温度应尽可能高,这样,所回收的热量就具有较高的品质,便于能量的更合理的利用。
但利用反应热时,要注意反应过程的特点。
16. 试比较热效率、㶲效率及实用㶲效率的区别与联系热效率=η=1-T1/T2;㶲效率=E收益/E耗费;实用㶲效率=E收益/(E耗费-INE)19. 损失功与过程的熵变有何联系?因不可逆引起的作功能力损失为:EL=T0*△S孤立20.夹点问题与阈值问题的区别是什么?阈值问题如何设计?区别:若∆T THR>∆T min,阈值问题。
反之,夹点问题设计:①阈值问题判断②依据夹点问题进行具体的网络设计21.换热网络优化设计的具体步骤有哪些?①夹点技术设计准则②初始网络的生成③热负荷回路的断开与换热单元的合并④阈值问题22.现行换热网络的改造需要哪些步骤?步骤1:按给定物流数据及费用参数计算不同∆Tmin下的能量目标及面积目标步骤2:绘出新增面积投资费用与能量节省费用的关系步骤3:分析现有网络中违反夹点原则的匹配步骤4:去掉夹点之上的冷却器和夹点之下的加热器,消除跨越夹点的匹配步骤5:换热网络的进一步调优23.减少干燥操作过程能耗的途径有哪些?①控制过量空气,减少加热器的热负荷②中间加热,提高热效率,减少传热温差③废气再循环,提高热效率④废气余热回收,减少加热器的热负荷⑤利用热泵,回收热量。
24.简述传热的节能与强化途径。
可以减少传热温差来节能。
强化传热可以增加传热面积,提高传热系数。
25.试分析夹点的意义①夹点确定了换热器设置的原则与方向②夹点限定了能量的回收率26.最优夹点温差是如何确定的?①根据经验确定,此时需综合考虑公用工程和换热器设备的价格、换热工质、传热系数、操作弹性等因素②在不同的夹点温差下,综合出不同的换热网络,而后比较各网络的总费用。
总费用最低即为最佳夹点温差③在网络综合之前,依据冷热复合温焓线,通过数学优化估算最优夹点温差。
27.简述夹点技术设计准则准则 1物流数目准则(1)夹点之上, NH≤NC(2)夹点之下,NH≥ NC准则2热容流率准则(1)夹点之上, CPH≤CPC(2)夹点之下,CPH≥CPC准则3最大换热负荷准则为保证最小数目的换热单元,每一次匹配应换完两股物流中的一股28联系日常生活,你认为生活中如何实现节能减排?穿着方面饮食方面居住方面交通方面我自己的生活节能小贴士29. 节能理论有哪些新进展?1 能量目标: 指最小加热公用工程量和最小冷却公用工程量。
由夹点最小温差来确定。
2 换热单元数目目标;欧拉通用网络理论;一个换热网络的最小单元数目min U N L S;换热单元数目目标原则;尽量消除回路,避免多余换热单元3 换热网络面积目标;物流按纯逆流垂直换热时的近似面积,等于在冷热复合温焓图上计算各区间垂直传热所需传热面积的加和分区后且垂直换热时,可保证最高输入温度的热物流与具有最高输出温度的冷物流匹配;余同。
得最小换热网络面4 经济目标;在换热网络设计中,经济目标有能量费用目标、设备投资费用目标及总年度费用目标。
5 最优夹点温差的确定-总费用最低30.节能理论的新进展1 可避免用损失与不可避免用损失2 热经济学;把热力学分析与经济优化理论相结合的技术3 有限时间热力学4 积累用理论5 能值分析6 综合考虑资源利用与环境影响的用分析。