化工節(jié)能技術(shù)課程教學(xué)大綱

1、目錄化工節(jié)能技術(shù) 1分離過程選論 3化工流程機(jī)械 5高等化工熱力學(xué) 7化學(xué)反應(yīng)工程選論 9化工節(jié)能技術(shù)課程教學(xué)大綱課程名稱 （ 中文） ：化工節(jié)能技術(shù)學(xué)分?jǐn)?shù)： 2 學(xué)分課程名稱 （ 英文 ） ： Energy-saving Technology in Chemical Engineering課學(xué)時(shí)數(shù)： 32（最低要求）上機(jī)（實(shí)驗(yàn)）時(shí)數(shù)： 2 小時(shí)課外學(xué)時(shí)數(shù)： 4 （最低要求 ）教學(xué)方式： 課堂授課 + （上機(jī)）教學(xué)要求：學(xué)生學(xué)完本課程后，應(yīng)達(dá)到下列要求1. 掌握可逆過程、火用、夾點(diǎn)等重要的基本概念。2. 掌握能量轉(zhuǎn)換遵循的基本定律。3. 掌握單元過程和能量系統(tǒng)用能狀況的基本分析及計(jì)算方法， 以

2、及提高能量利用經(jīng)濟(jì)性的 基本原則和主要途徑。4. 逐步樹立工程觀點(diǎn)，具有對(duì)實(shí)際問題建立能量系統(tǒng)模型的能力, 并能用理論分析解決與化工節(jié)能有關(guān)的實(shí)際問題。課程容簡(jiǎn)介 （ 500 字以 ） ： 化工節(jié)能技術(shù)是研究節(jié)能的原理以及化學(xué)工程中常用的節(jié)能技術(shù)的一門課程。 主要包括 熱力學(xué)第一定律和第二定律， 能量的 火用計(jì)算，火用損失與火用衡算方程式， 裝置的 火用效率與火 用損失系數(shù)；流體流動(dòng)與流體輸送機(jī)械、換熱、蒸發(fā)、精餾、干燥、反應(yīng)等化工單元過程與 設(shè)備的節(jié)能；過程系統(tǒng)節(jié)能中的夾點(diǎn)技術(shù)，夾點(diǎn)的形成及其意義， 換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)， 換熱 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化綜合，蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化綜合。課程大綱（具體到章、節(jié)、小節(jié)）

3、 ：第1章總論1.1能源與能源的分類1.2節(jié)能的途徑第2章節(jié)能的熱力學(xué)原理2.1基本概念2.2能量與熱力學(xué)第一定律2.3火用與熱力學(xué)第二定律2.4能量的火用計(jì)算2.5火用損失與火用衡算方程式2.6裝置的火用效率與火用損失系數(shù)2.7節(jié)能理論的新進(jìn)展第3章化工單元過程與設(shè)備的節(jié)能3.1流體流動(dòng)與流體輸送機(jī)械3.2 換熱3.3 蒸發(fā)3.4 精餾3.5 干燥3.6 反應(yīng)第4章過程系統(tǒng)節(jié)能夾點(diǎn)技術(shù)4.1夾點(diǎn)的形成及其意義4.2換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)4.3換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)4.4換熱網(wǎng)絡(luò)改造綜合4.5蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化綜合4.6分離系統(tǒng)優(yōu)化綜合4.7反應(yīng)器的熱集成參考教材名稱： 霄，化工節(jié)能原理與技術(shù) ，第 2 版

4、，化學(xué)工業(yè)， 2004。 主要參考書：1）冠春、錢立倫， 火用分析及其應(yīng)用 ，高等教育， 1984。2）Smith, R., Chemical Process Design , McGraw-Hill, Inc., 19943）平田光穗等， 實(shí)用化工節(jié)能技術(shù) ，化學(xué)工業(yè)， 1988。 預(yù)修課程（最低要求） ： 化工熱力學(xué)或工程熱力學(xué)、化工原理 適用專業(yè) ：化學(xué)工程、化工機(jī)械傳熱傳質(zhì)與分離過程選論課程教學(xué)大綱課程名稱：傳熱傳質(zhì)與分離過程選論 學(xué)分?jǐn)?shù)： 2 學(xué)分課程名稱：Selections of Heat and Mass Transfer and Chemical Separation pro

5、cesses課學(xué)時(shí)數(shù)：32 上機(jī)（實(shí)驗(yàn)）時(shí)數(shù)：課外學(xué)時(shí)數(shù)：4教學(xué)方式：課堂授課教學(xué)要求：使學(xué)生掌握本課程的基本特征和所涉及的基本容，正確理解有關(guān)傳熱傳質(zhì)及分離工程的 基本概念和理論，理解各個(gè)概念之間的聯(lián)系和應(yīng)用，掌握基本計(jì)算方法。能理論聯(lián)系實(shí)際， 靈活分析和解決實(shí)際化工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題。課程容簡(jiǎn)介： 該課程利用物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過程等課程中有關(guān)相平衡熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)機(jī)理、 傳熱、 傳質(zhì)理論來研究化工生產(chǎn)實(shí)際中復(fù)雜物系的分離提純過程，闡述熱量和質(zhì)量傳遞過程和分離過程中的現(xiàn)象、基本概念、基本規(guī)律和計(jì)算方法，為分離過程的選擇、 特性分析和計(jì)算奠定基礎(chǔ)， 并從分離過程的共性出發(fā)，

6、 討論各種分離方法的熱量質(zhì)量的傳遞 特征。 強(qiáng)調(diào)工程和工藝的相結(jié)合，進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。通過本 課程學(xué)習(xí)， 使學(xué)生掌握常見分離過程的基本原理、 特點(diǎn)及適用性、 簡(jiǎn)捷和嚴(yán)格計(jì)算法等，通 過對(duì)不同分離過程和方法的對(duì)比， 了解其不同的適用性， 并通過了解前沿研究熱點(diǎn)來強(qiáng)化啟 發(fā)改進(jìn)途徑和思路。課程大綱：第 1 章 緒論 了解分離過程在化工生產(chǎn)中的重要性；分離過程的分類；常用的化工分離操作過程。1.1 分離過程在化工生產(chǎn)中的重要性1.2 分離過程的分類和特點(diǎn)1.2.1 平衡分離過程和速率分離過程1.2.2 分離媒介；1.2.3 典型應(yīng)用實(shí)例。第 2 章 單級(jí)平衡過程熟練掌握多組

7、分非理想體系平衡常數(shù)計(jì)算方法； 泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算； 等溫閃蒸和部分冷凝 過程的計(jì)算，了解絕熱閃蒸過程的計(jì)算。2.1 相平衡2.1.1 相平衡常數(shù)概念2.1.2 多組分體系相平衡常數(shù)計(jì)算2.2 多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算2.2.1 多組分物系的泡點(diǎn)溫度和泡點(diǎn)壓力的計(jì)算2.2.2 多組分物系的露點(diǎn)溫度和露點(diǎn)壓力的計(jì)算2.3 閃蒸過程的計(jì)算2.3.1 等溫閃蒸過程和部分冷凝過程的計(jì)算第 3 章 多組分多級(jí)分離過程分析與簡(jiǎn)捷計(jì)算3.1 多組分或復(fù)雜物系設(shè)計(jì)變量3.2 多組分精餾過程3.2.1 塔的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)3.2.2 流程及簡(jiǎn)捷計(jì)算方法3.3 吸收與蒸出過程3.3.1 塔的流率、濃度和溫度

8、分布特點(diǎn)3.3.2 流程及簡(jiǎn)捷計(jì)算方法3.4 萃取過程3.4.1 塔的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)3.4.2 流程及簡(jiǎn)捷計(jì)算方法 第 4 章 多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算4.1 平衡級(jí)的理論模型建立4.2 逐級(jí)計(jì)算法4.3 三對(duì)角矩陣法4.3.1 三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法4.3.2 精餾過程的泡點(diǎn)計(jì)算法4.3.3 吸收和蒸出過程的流率加和法 第 5 章 分離過程的節(jié)能 掌握；精餾過程的節(jié)能技術(shù)和分離順序的選擇。5.1 分離的最小功和熱力學(xué)效率5.1.1 實(shí)際分離過程的有效能損失5.1.2 有效能衡算方程。5.2 精餾的節(jié)能技術(shù)5.3 分離順序的選擇參考教材名稱： 家祺主編： 分離過程 ，：化工，

9、2002 年。主要參考書：20021. J.D. Seader, E.J. Henley 編： Separation Process Principles ，：化學(xué)工業(yè)， 年；2. 賈紹義，柴誠敬主編： 化工傳質(zhì)與分離過程 ，：化學(xué)工業(yè)， 2001 年；3. 鄧修,吳俊生編：化工分離工程 ， ：科學(xué)， 2000 年；4. 芙蓉等編著： 分離過程及系統(tǒng)模擬 ，：科學(xué)， 2001。 預(yù)修課程（最低要求） ： 物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過程 適用專業(yè) ：化學(xué)工程與工藝專業(yè)化工流程機(jī)械課程教學(xué)大綱課程名稱 （ 中文） ：化工流程機(jī)械學(xué)分?jǐn)?shù)： 3 學(xué)分課程名稱 （ 英文） ：CHEMICAL

10、MACHINERY 課學(xué)時(shí)數(shù)： 64（最低要求） 課外學(xué)時(shí)數(shù)： 10 （最低要求 ） 教學(xué)方式： 課堂授課 教學(xué)要求：1、了解化工流程機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域、種類、用途、特點(diǎn)及其詳細(xì)的分類方法，了解化工 流程機(jī)械的發(fā)展歷程及其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。2、掌握容積型壓縮機(jī)的基本工作原理，熱動(dòng)力特性、調(diào)節(jié)與控制方法、數(shù)值模擬的方 法，重點(diǎn)是曲柄連桿式活塞壓縮機(jī)及常見的幾種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。要求具備這類機(jī)械 的運(yùn)行管理、故障分析，理論研究等能力。3、掌握速度型壓縮機(jī)的基本工作原理， 熱動(dòng)力特性、 調(diào)節(jié)與控制方法、 數(shù)值分析理論， 包括離心壓縮機(jī)和軸流壓縮機(jī)。要求具備這類機(jī)械的運(yùn)行管理、故障分析、理論研 究等能力。4、掌握

11、各種液體泵的基本工作原理， 熱動(dòng)力特性、 調(diào)節(jié)與控制方法、 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論等， 包括各種速度型和容積型液泵。要求具備這類機(jī)械的選型、運(yùn)行管理、故障分析等 能力。課程容簡(jiǎn)介 （ 500 字以 ） ： 介紹化工流程常用的主要機(jī)械設(shè)備的原理與工作特點(diǎn)、 典型機(jī)械工作過程的數(shù)值模擬方 法、典型流程機(jī)械的參數(shù)控制與能量調(diào)節(jié)。 主要機(jī)械設(shè)備包括空氣動(dòng)力用壓縮機(jī)及系統(tǒng)、 制 冷壓縮機(jī)及系統(tǒng)、化工流程離心壓縮機(jī)與軸流壓縮機(jī)、化工流程用循環(huán)泵。 課外自學(xué)容：典型機(jī)械與設(shè)備的數(shù)學(xué)建模、數(shù)值仿真，國外研究文獻(xiàn)綜述。課程大綱（具體到章、節(jié)、小節(jié)）第一章：緒論1、化工流程機(jī)械的定義2、化工流程機(jī)械的分類3、化工流程機(jī)械的

12、用途4、化工流程機(jī)械的特點(diǎn)5、流體機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)第二章：容積式壓縮機(jī)1、熱力學(xué)原理與熱力性能2、動(dòng)力學(xué)原理3、氣閥與工作腔密封4、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)6、附屬系統(tǒng)7、 調(diào)節(jié)、控制及選型8、真空泵簡(jiǎn)介第三章：速度式壓縮機(jī)1、葉輪機(jī)械的流體力學(xué)與熱力學(xué)基礎(chǔ)2、離心式壓縮機(jī)3、軸流式壓縮機(jī)4、性能、調(diào)節(jié)、控制與選型5、葉輪式原動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介第四章：液體泵1、泵的分類及用途2、離心泵的典型結(jié)構(gòu)與工作原理3、離心泵的工作特征與調(diào)節(jié)4、其他泵概述5、泵的選用參考教材名稱：20001培正 主編，化工流程機(jī)械， ：化學(xué)工業(yè)， 20002郁永章 主編，容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè)， ：機(jī)械工業(yè)， 主要參考書：預(yù)修課程

13、（最低要求） ： 熱工基礎(chǔ)，化工原理，化工熱力學(xué)適用專業(yè) ：化工機(jī)械高等化工熱力學(xué)課程教學(xué)大綱課程名稱 （ 中文） ：高等化工熱力學(xué)學(xué)分?jǐn)?shù)： 2 學(xué)分課程名稱 （ 英文 ） ： Chemical Engineering Thermodynamics課學(xué)時(shí)數(shù)： 32（最低要求）上機(jī)（實(shí)驗(yàn)）時(shí)數(shù)： 2 小時(shí)課外學(xué)時(shí)數(shù)： 4 （最低要求 ）教學(xué)方式： 課堂授課 + （上機(jī)、實(shí)驗(yàn)）教學(xué)要求：通過本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)， 使學(xué)生建立起以熱力學(xué)兩大定律為基礎(chǔ)發(fā)展而來的溶液熱力學(xué) 知識(shí)體系， 進(jìn)一步向相平衡和化學(xué)平衡的應(yīng)用， 掌握熱力學(xué)研究的方法和學(xué)科的特殊性， 為 產(chǎn)品的合成、分離和學(xué)術(shù)研究奠定良好的基礎(chǔ)。課程

14、容簡(jiǎn)介 （ 500 字以 ） ：本課程是面對(duì)化學(xué)工程與工藝、 石油化工、 環(huán)境工程、 能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的工程碩士研究 生開設(shè)的課程。課程以流體溶液的熱力學(xué)為主要容，通過對(duì)定組成體系、變組成體系的焓、 熵、 Gibbs 自由焓以及逸度、活度等的熱力學(xué)性質(zhì)的討論，建立起溶液熱力學(xué)的理論和實(shí)踐 應(yīng)用的主體框架。使學(xué)生能夠在所從事的專業(yè)中應(yīng)用溶液理論以及由此而建立的模型結(jié)果， 解決研究方向中的有關(guān)問題如熱力學(xué)數(shù)據(jù)、VLE 以及化學(xué)平衡等打好基礎(chǔ)。課程大綱（具體到章、節(jié)、小節(jié)） ：第1章 基礎(chǔ)知識(shí)。1112熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系；流體的 PVT關(guān)系。第2章定組成體系的熱力學(xué)性質(zhì)。21H、 S的基本計(jì)算式；2

15、2剩余性質(zhì)及其計(jì)算；23熱力學(xué)圖表及其熱力循環(huán)簡(jiǎn)介；24純組分的逸度及逸度系數(shù)。第3章變組成體系的熱力學(xué)性質(zhì)。31開系的溶液性質(zhì)關(guān)系，化學(xué)位；32偏摩爾性質(zhì)及其計(jì)算；33理想溶液和標(biāo)準(zhǔn)態(tài)；34混合性質(zhì)及其 Mm的應(yīng)用；35超額性質(zhì)及 ME 與其他熱力學(xué)性質(zhì)關(guān)系；36溶液理論簡(jiǎn)介；37活度系數(shù)方程。第 4 章 溶液熱力學(xué)的應(yīng)用。4 1 對(duì)相平衡的應(yīng)用；4 2 對(duì)化學(xué)平衡的應(yīng)用。教材名稱 ：朱自強(qiáng)，徐 汛 合編化工熱力學(xué) （ 第二版 ）to Chemical2002 年參考教材 名稱： J.M.Smith, H.C.Van Ness, M.M.Abbott, IntroductionEnginee

16、ring Thermodynamics （Sixth Edition）.化學(xué)工業(yè)，預(yù)修課程（最低要求） ： 物理化學(xué) 高等數(shù)學(xué)適用專業(yè) ：化學(xué)工程、環(huán)境工程和能源化工等專業(yè)的工程碩士?；瘜W(xué)反應(yīng)工程選論課程教學(xué)大綱課程名稱 （ 中文） ：化學(xué)反應(yīng)工程選論 學(xué)分?jǐn)?shù)： 2 學(xué)分 課程名稱 （ 英文 ） ： Selected Topics of Chemical Reaction Engineering課學(xué)時(shí)數(shù)： 32（最低要求）上機(jī)（實(shí)驗(yàn)）時(shí)數(shù)： 4 小時(shí)課外學(xué)時(shí)數(shù)： 4 （最低要求 ）教學(xué)方式： 課堂授課 + （上機(jī)、實(shí)驗(yàn)）教學(xué)要求：使學(xué)生在掌握化學(xué)反應(yīng)工程課程的基本特征、基本容， 基本理論以及基

17、本計(jì)算方法的基礎(chǔ)上， 掌握復(fù)雜反應(yīng)體系分析的思路、策略。 能理論聯(lián)系實(shí)際，靈活分析和解決實(shí)際化工生 產(chǎn)和設(shè)計(jì)中與反應(yīng)有關(guān)的問題。課程容簡(jiǎn)介： 本課程主要通過化學(xué)反應(yīng)體系的工程分析，均相反應(yīng)過程分析，非均相反應(yīng)過程分析， 化學(xué)反應(yīng)器分析， 反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型建立與解析， 新型反應(yīng)過程分析等容的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生掌握 化學(xué)反應(yīng)工程分析的理論和方法， “三傳”與反應(yīng)的在聯(lián)系規(guī)律等，從而具備各種新型反應(yīng) 過程的開發(fā)能力。課程大綱：第一章 化學(xué)反應(yīng)體系的工程分析1.1 反應(yīng)體系的化學(xué)計(jì)量學(xué)分析1.2 反應(yīng)體系的化學(xué)平衡分析1.3 工程反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其數(shù)學(xué)描述1.4 工程反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究方法第二章 理想均相反應(yīng)

18、器分析2.1 理想間歇反應(yīng)器2.2 理想連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器2.3 全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性2.4 全混流反應(yīng)器的開車第三章 化學(xué)反應(yīng)器中的混合現(xiàn)象3.1 宏觀混合與微觀混合3.2 返混及其對(duì)反應(yīng)的影響3.3 非理想連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器3.4 物系聚集狀態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響3.5 化學(xué)反應(yīng)器的預(yù)混合問題3.6 混合對(duì)聚會(huì)反應(yīng)器選型的影響第四章 氣固相反應(yīng)和反應(yīng)器分析4.1 本征動(dòng)力學(xué)與表觀動(dòng)力學(xué)4.2 外部傳遞對(duì)氣固相催化反應(yīng)過程的影響4.3 部傳遞對(duì)氣固相催化反應(yīng)過程的影響4.4 外部傳遞和部傳遞的綜合影響4.5 流固相非催化反應(yīng)過程4.6 氣固相反應(yīng)器的分類和選型 第五章 氣固相反應(yīng)器的模型化5.1 反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型方法概述5.2 固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型5.3 擬均相一維模型的求解（常微分方程模型的求解）5.4 擬均相二維模型的求解5.5 固定床反應(yīng)器的熱特性5.6 流化床反應(yīng)器的模型化 第六章 氣液相反應(yīng)和反應(yīng)器分析6.1 氣液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)6.2 氣液相反應(yīng)器的分類和選型6.3 氣液相反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 第七章 氣液固三相反應(yīng)和反應(yīng)器分析7.1 氣液固三相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)7.2 氣液固三相反應(yīng)器的分類和選型7.3 三相反應(yīng)器的計(jì)算 第八章 復(fù)雜反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)分析8.1 單分子可逆反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)分析8.2 復(fù)雜反應(yīng)體系