《化工原理》實(shí)施教學(xué)大綱和電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用

安徽理工大學(xué)《化工原理》課程實(shí)施教學(xué)大綱PAGEPAGE1《化工原理》實(shí)施教學(xué)大綱前言《化工原理》課程是研究化工生產(chǎn)過程中常用物理單元操作理論及典型設(shè)備的課程。是化工類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，在化工行業(yè)素有“萬金油”之美稱。通過學(xué)習(xí)本課程可使學(xué)生對(duì)相關(guān)化工單元操作的有關(guān)基本理論及典型設(shè)備有較為全面的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。為保證本課程的教學(xué)，現(xiàn)根據(jù)工科化工類專業(yè)的特點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)，本著理論夠用為度、強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)的原則，特制定本教學(xué)大綱，望各位任課老師參照?qǐng)?zhí)行。一、本課程的性質(zhì)與任務(wù)本課程是化工類專業(yè)繼高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、工程力學(xué)、化工制圖等課程的后續(xù)課程，是化工類專業(yè)的一門極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程?？善鸬交A(chǔ)課程與專業(yè)課程間的橋梁作用，也就是我們通常所說的“平臺(tái)課程”。本課程是研究化工單元操作的課程；是直接服務(wù)于化工生產(chǎn)第一線的課程。該課程強(qiáng)調(diào)工程觀念、經(jīng)濟(jì)觀念、定量運(yùn)算化工過程及設(shè)備的工藝尺寸；強(qiáng)調(diào)實(shí)際技能的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合、提高分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)單元操作設(shè)備的操作與調(diào)控能力、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)運(yùn)營管理能力、系統(tǒng)優(yōu)化及新產(chǎn)品開發(fā)能力。由于單元操作是在特定的機(jī)器或設(shè)備內(nèi)進(jìn)行的，且設(shè)備在技術(shù)上的先進(jìn)程度，對(duì)這些單元操作能否有效進(jìn)行的影響極大。研究相關(guān)單元操作的基本原理和規(guī)律，熟悉實(shí)現(xiàn)這些操作的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、操作方法、主要性能和有關(guān)技術(shù)問題，并掌握一定的運(yùn)算能力、選型及設(shè)計(jì)能力，以便于學(xué)生在工程實(shí)踐中能運(yùn)用這些知識(shí)去分析和解決實(shí)際問題，使各項(xiàng)操作在最優(yōu)化條件下進(jìn)行，并創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益，這是我們學(xué)習(xí)本課程的目的與任務(wù)。二、教學(xué)基本要求通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列基本要求：1、熟悉常見單元操作設(shè)備的構(gòu)造、工作原理；2、掌握常見單元操作設(shè)備的操作、安裝及調(diào)試方法；3、具備常見單元操作的工藝計(jì)算能力；4、了解、掌握常見單元操作設(shè)備的選型設(shè)計(jì)方法；5、了解、掌握過程強(qiáng)化及節(jié)能的基本原理和基本方法；6、具備單元操作流程的規(guī)劃、管理能力；7、具備綜合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行單元操作系統(tǒng)技改的能力。三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置原則為體現(xiàn)工科學(xué)校的教學(xué)特點(diǎn)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的應(yīng)用技能培養(yǎng)，實(shí)施目標(biāo)教學(xué)，使學(xué)生畢業(yè)后能迅速適應(yīng)工作崗位的要求，在教學(xué)內(nèi)容安排上一是要充分貫徹“三實(shí)精神”（即實(shí)踐、實(shí)際、實(shí)用），本著理論夠用為度的原則，力求深入淺出，加大應(yīng)用知識(shí)比重；二是要力求從我國的國情出發(fā)，著重介紹當(dāng)前化工生產(chǎn)過程中常用單元操作設(shè)備，并注意新知識(shí)點(diǎn)的契入，介紹國內(nèi)外單元操作的先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備。四、教學(xué)內(nèi)容（160學(xué)時(shí)）緒論（講授4學(xué)時(shí)）本課程的起源與發(fā)展；本課程的性質(zhì)與任務(wù)；基本概念（1）穩(wěn)定系統(tǒng)與不穩(wěn)定系統(tǒng)（系統(tǒng)分類、穩(wěn)定系統(tǒng)的特性—連續(xù)性、質(zhì)量守恒、能量守恒）（2）過程平衡與過程速率（3）經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式（實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)方法、對(duì)數(shù)坐標(biāo)系、特征數(shù)與因次）第一章流體力學(xué)（24學(xué)時(shí)）流體的基本物性（講授4學(xué)時(shí)）1、流體的密度、質(zhì)量體積與比重（定義、換算關(guān)系、計(jì)算方法）2、流體的靜壓強(qiáng)（定義、特性、計(jì)量與測(cè)量方法）3、流量與流速（體積流量與質(zhì)量流量、體積流速與質(zhì)量流速、換算關(guān)系）4、流體的粘度（牛頓粘性定律、粘度及粘度計(jì)算）第二節(jié)流體靜力學(xué)（講授4學(xué)時(shí)）1、流體靜力學(xué)基本方程式（靜力學(xué)方程的推導(dǎo)、討論）2、靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用（1）系統(tǒng)壓強(qiáng)差或表壓強(qiáng)的測(cè)量—液柱壓差計(jì)（液柱壓差計(jì)的特點(diǎn)與適用范圍、正U形管壓差計(jì)、倒U形管壓差計(jì)、雙液柱微差計(jì)、單管壓差計(jì)及斜管壓差計(jì)）（2）液位的測(cè)量（近程測(cè)量、遠(yuǎn)程測(cè)量）（3）液封高度的計(jì)算（液封的作用與分類、液封計(jì)算）第三節(jié)柏努利方程式及其應(yīng)用（講授4學(xué)時(shí)）1、穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中的能量類型2、柏努利方程及其討論（方程式的推導(dǎo)、討論）3、柏努利方程的應(yīng)用（1）計(jì)算截面與基準(zhǔn)面的選擇原則（2）應(yīng)用示例（高位槽供液系統(tǒng)及計(jì)算、確定流體輸送設(shè)備的有效功率、確定送液系統(tǒng)的氣體壓強(qiáng)、系統(tǒng)流量的測(cè)量）第四節(jié)管流過程（講授2學(xué)時(shí)）1、流體阻力的表現(xiàn)及形成原因2、流體的流動(dòng)型態(tài)及判定（流動(dòng)型態(tài)劃分、雷諾數(shù)與流動(dòng)型態(tài)判定）3、流動(dòng)邊界層概念（定義、形成與發(fā)展、分離）第五節(jié)管網(wǎng)基礎(chǔ)（講授2學(xué)時(shí)）1、管網(wǎng)的分類2、管網(wǎng)的基本構(gòu)成（管材、管件與閥門）3、流速與管規(guī)格選擇4、管網(wǎng)運(yùn)行第六節(jié)管流系統(tǒng)的阻力損失計(jì)算（講授4學(xué)時(shí)）1、直管阻力損失計(jì)算（計(jì)算通式的推導(dǎo)、摩擦因數(shù)及其確定）2、局部阻力損失計(jì)算（當(dāng)量長度法、阻力系數(shù)法）3、系統(tǒng)阻力損失計(jì)算第七節(jié)管路計(jì)算（講授2學(xué)時(shí)）1、簡(jiǎn)單管路計(jì)算（解決問題的類型、試差法、系統(tǒng)流量估算、配管計(jì)算）2、復(fù)雜管路計(jì)算原則（并聯(lián)管路、分支管路）第八節(jié)流量測(cè)量（講授2學(xué)時(shí)）1、測(cè)速管（構(gòu)造與裝配、測(cè)量基本原理）2、孔板流量計(jì)（構(gòu)造與裝配、測(cè)量基本原理、選用與校核）3、文氏流量計(jì)（構(gòu)造與裝配、測(cè)量原理）4、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（構(gòu)造與裝配、測(cè)量原理、校核方法）第二章流體輸送（14學(xué)時(shí)）第一節(jié)離心泵（講授8學(xué)時(shí)）1、離心泵的構(gòu)造與工作原理（1）離心泵的主要構(gòu)造與工作原理（泵體、葉輪、工作原理）（2）離心泵的配套構(gòu)造（軸封裝置、平衡裝置）2、離心泵的性能（1）離心泵的主要性能（2）離心泵的特性曲線（特性曲線及其討論、應(yīng)用）3、離心泵的吸上高度（1）離心泵的吸上高度（2）極限吸上高度與氣蝕現(xiàn)象（3）離心泵吸上高度的確定方法（允許氣蝕余量法）4、離心泵的型號(hào)與選用5、離心泵的操作與調(diào)節(jié)（1）離心泵的操作步驟（2）離心泵的工作點(diǎn)及調(diào)節(jié)（工作點(diǎn)的確定、調(diào)節(jié)方法）（3）離心泵的串、并聯(lián)操作（串聯(lián)、并聯(lián)、組合操作選擇）第二節(jié)其它生產(chǎn)用泵（講授2學(xué)時(shí)）1、往復(fù)泵（1）往復(fù)泵的構(gòu)造與工作原理（主要構(gòu)造、工作原理、空氣室）（2）往復(fù)泵的性能（3）正位移系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方法（4）比例泵（構(gòu)造、工作原理）2、旋液泵（構(gòu)造、工作原理、性能）3、軸流泵（構(gòu)造、工作原理、性能）4、混流泵（構(gòu)造、工作原理、性能、型號(hào)與選用）5、各類生產(chǎn)用泵的性能比較第三節(jié)氣體輸送設(shè)備（講授4學(xué)時(shí)）1、離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)（構(gòu)造、性能及選用）2、蘿次鼓風(fēng)機(jī)（構(gòu)造與工作原理、性能及選用）3、液環(huán)壓縮機(jī)（構(gòu)造、工作原理及選用）4、往復(fù)式壓縮機(jī)（構(gòu)造、工作原理、分類、配套設(shè)置、性能、多級(jí)壓縮及流程）5、氣體輸送設(shè)備的性能比較第三章非均相系統(tǒng)的分離（16學(xué)時(shí)）第一節(jié)重力沉降（講授4學(xué)時(shí)）1、自由沉降與自由沉降速度（1）自由沉降（2）自由沉降速度（3）阻力系數(shù)2、重力沉降設(shè)備及計(jì)算（1）基本要求（分離效率、生產(chǎn)能力、停留時(shí)間）（2）降塵室（降塵氣道、淺層沉淀原理、多層隔板式降塵室）（3）沉淀池（平流式、輻射流式、斜板式沉淀池）第二節(jié)離心沉降（講授4學(xué)時(shí)）1、離心沉降與離心沉降速度（1）離心沉降（2）離心沉降速度與分離因數(shù)2、離心沉降設(shè)備及計(jì)算（1）旋風(fēng)分離器（構(gòu)造與操作原理、分離性能、型號(hào)與選用）（2）旋流澄清器（構(gòu)造、操作原理、分離性能及適用范圍）（3）離心機(jī)（構(gòu)造、分類、操作原理、性能及適用范圍）過濾（講授6學(xué)時(shí)）1、基本概念（過濾的定義、基本原理、分類及相關(guān)名詞術(shù)語）2、過濾速率與過濾速率方程3、恒壓過濾（恒壓過濾方程、恒壓過濾計(jì)算）4、過濾設(shè)備（1）袋濾器（構(gòu)造、工作原理及流程）（2）轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)（構(gòu)造、工作原理及流程、工藝計(jì)算）（3）快濾池（構(gòu)造、工作原理及流程）第四節(jié)其它氣體凈化設(shè)備（講授2學(xué)時(shí)）1、慣性分離（構(gòu)造、工作原理及流程）2、電除塵器（構(gòu)造、工作原理及流程）3、文氏除塵器（構(gòu)造、工作原理及流程）4、泡沫除塵器（構(gòu)造、工作原理及流程）5、洗氣塔（構(gòu)造、工作原理及流程）6、非均相物系分離方案的選擇第四章傳熱（26學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述（講授2學(xué)時(shí)）1、傳熱學(xué)研究解決的問題2、傳熱的基本方式3、工業(yè)換熱設(shè)備的類型4、傳熱名詞第二節(jié)傳熱基本方程式（講授1學(xué)時(shí)）1、傳熱速率2、傳熱推動(dòng)力3、傳熱壁面積4、傳熱基本方程式第三節(jié)傳熱速率與熱負(fù)荷（講授3學(xué)時(shí)）1、熱負(fù)荷的定義2、熱負(fù)荷與傳熱速率間的關(guān)系3、熱負(fù)荷計(jì)算方法（1）焓差法（2）顯熱法（3）潛熱法（4）二步法第四節(jié)傳熱平均溫度差（講授2學(xué)時(shí)）1、恒溫傳熱2、變溫傳熱（1）傳熱壁兩側(cè)流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（2）并、逆流過程的平均溫度差計(jì)算（3）錯(cuò)、折流過程的平均溫度差計(jì)算第四節(jié)一維穩(wěn)定熱傳導(dǎo)（講授4學(xué)時(shí)）1、傳導(dǎo)的定義、基本原理及分類2、傅立葉定律3、傅立葉定律的應(yīng)用（1）平壁導(dǎo)熱計(jì)算（2）空心圓柱體導(dǎo)熱計(jì)算（3）空心球體導(dǎo)熱計(jì)算第五節(jié)對(duì)流傳熱（講授4學(xué)時(shí)）1、間壁式換熱機(jī)理2、牛頓冷卻定律3、對(duì)流傳熱系數(shù)及其影響因素4、無相變傳熱過程的對(duì)流傳熱膜系數(shù)計(jì)算。第六節(jié)傳熱系數(shù)與傳熱壁面積（講授2學(xué)時(shí)）1、傳熱系數(shù)K計(jì)算公式的推導(dǎo)2、K計(jì)算公式的簡(jiǎn)化及傳熱面積計(jì)算第七節(jié)傳熱計(jì)算示例（講授2學(xué)時(shí)）第八節(jié)換熱器（講授6學(xué)時(shí)）1、換熱器簡(jiǎn)介（1）夾套式（2）蛇管式（3）套管式（4）列管式（5）螺旋板式（6）波紋板式（7）板翅式2、換熱器的性能比較3、非標(biāo)準(zhǔn)列管式換熱器的工藝設(shè)計(jì)方法4、標(biāo)準(zhǔn)列管式換熱器的選型設(shè)計(jì)方法第五章蒸發(fā)（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述（講授2學(xué)時(shí)）1、蒸發(fā)的定義、基本原理及分類2、蒸發(fā)專用名詞3、典型蒸發(fā)流程簡(jiǎn)介第二節(jié)單效蒸發(fā)（講授6學(xué)時(shí)）1、單效蒸發(fā)器的物料衡算與熱量衡算2、單效蒸發(fā)器的沸點(diǎn)升高與Δtm計(jì)算3、管內(nèi)沸騰過程的α計(jì)算4、單效蒸發(fā)器的傳熱面積計(jì)算5、單效蒸發(fā)器的選型設(shè)計(jì)第三節(jié)多效蒸發(fā)（講授2學(xué)時(shí)）1、多效蒸發(fā)流程2、蒸發(fā)系統(tǒng)的熱效率與節(jié)能第六章蒸餾與精餾技術(shù)（24學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述（講授4學(xué)時(shí)）1、基本概念（定義、基本原理及分類）2、二元溶液的氣液相平衡（1）溶液的分類（2）理想溶液的氣液相平衡（3）非理想溶液的氣液相平衡3、蒸餾方式（簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾、精餾原理及流程）第二節(jié)二元板式連續(xù)精餾塔的物料衡算（講授4學(xué)時(shí)）1、恒摩爾流假設(shè)2、全塔物料衡算—產(chǎn)品流量的確定3、精餾段的物料衡算與精餾段操作線方程4、提餾段的物料衡算與提餾段操作線方程5、加料板的物料衡算—兩段氣液相流量的確定6、精、提餾段操作線的交點(diǎn)軌跡方程7、操作線的畫法第三節(jié)二元板式連續(xù)精餾塔的塔板數(shù)（講授4學(xué)時(shí)）1、理論塔板數(shù)（1）理論塔板的概念（2）理論塔板數(shù)的確定（逐板計(jì)算法、圖解法）2、實(shí)際塔板數(shù)（1）板效率（單板效率、塔效率）（2）實(shí)際塔板數(shù)的確定第四節(jié)操作回流比（講授2學(xué)時(shí)）1、操作回流比對(duì)精餾操作的影響2、全回流與最少理論塔板數(shù)3、最小回流比及其確定4、適宜操作回流比的確定5、進(jìn)料狀態(tài)對(duì)精餾操作的影響第五節(jié)特殊精餾（講授2學(xué)時(shí)）1、水蒸汽精餾（基本原理、流程）2、恒沸精餾（基本原理、典型流程）3、萃取精餾（基本原理、典型流程）第六節(jié)多元精餾（講授2學(xué)時(shí)）1、多元精餾的特點(diǎn)2、多元精餾系統(tǒng)的氣液相平衡3、多元精餾系統(tǒng)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法第七節(jié)板式塔（講授6學(xué)時(shí)）1、板式塔簡(jiǎn)介（1）板式塔的主要構(gòu)造（2）塔板結(jié)構(gòu)與性能（3）溢流方式（4）板式塔的非正常操作現(xiàn)象（5）板式塔的總體設(shè)計(jì)要求2、浮閥塔的工藝設(shè)計(jì)（1）初估塔徑（2）溢流裝置設(shè)計(jì)（3）浮閥數(shù)與塔板布置（4）性能校核—負(fù)荷性能圖（5）操作彈性及調(diào)整第七章氣體吸收（16學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述（講授2學(xué)時(shí)）1、基本概念（吸收的定義、基本原理、分類、流程）2、填料類型與特性（類型、特性、裝填方式）3、吸收系統(tǒng)的氣液相平衡（1）溶解度曲線（溶解度曲線及討論、亨利定律與亨利系數(shù)）（2）吸收推動(dòng)力及過程判定第二節(jié)吸收機(jī)理與吸收速率方程（講授2學(xué)時(shí)）1、擴(kuò)散方式2、雙膜理論模型3、吸收速率與吸收速率方程第三節(jié)吸收系數(shù)（講授2學(xué)時(shí)）1、吸收總系數(shù)與分系數(shù)間的關(guān)系（界面濃度的確定、總系數(shù)與分系數(shù)間的定量關(guān)系、膜控制過程）2、吸收分系數(shù)（分系數(shù)間的換算關(guān)系、分系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式及適用范圍）第四節(jié)單組分填料吸收塔的工藝設(shè)計(jì)（講授8學(xué)時(shí)）1、溶劑的選擇與用量確定（1）溶劑的選擇原則（2）填料吸收塔的物料衡算（吸收能力計(jì)算、吸收操作線方程）（3）操作液氣比的影響及其確定（4）溶劑用量與出口濃度的確定2、填料塔塔徑的確定（1）填料的選用原則（2）操作空塔氣速的確定－埃克特通用關(guān)聯(lián)圖（3）塔徑的確定與校核（包括壓力降與潤濕率校核）3、填料層高度的計(jì)算（1）填料層高度計(jì)算通式的推導(dǎo)（2）傳質(zhì)單元的概念（3）對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法（4）解吸因子法（5）圖解積分法4、附件設(shè)計(jì)（液體分布器、再分布器、捕沫器、填料支承）第五節(jié)其它吸收與解吸（講授2學(xué)時(shí)）1、高濃度氣體吸收（特點(diǎn)、簡(jiǎn)化計(jì)算方法）2、多組分吸收（特點(diǎn)、計(jì)算方法簡(jiǎn)介）3、化學(xué)吸收（特點(diǎn)、控制因素）4、解吸與解吸流程（原理、流程、工藝計(jì)算方法）第八章其它分離技術(shù)（14學(xué)時(shí)）第一節(jié)萃取分離技術(shù)（講授4學(xué)時(shí)）1、基本概念（定義、基本原理與流程、相關(guān)名詞術(shù)語）2、萃取平衡——三角相圖的應(yīng)用（1）三元溶液組成的圖示（2）萃取系統(tǒng)的杠桿規(guī)則（3）萃取系統(tǒng)的溶解度曲線（4）萃取計(jì)算3、工業(yè)萃取設(shè)備（1）混合澄清器（2）萃取塔（噴灑塔、填料萃取塔、篩板萃取塔、脈沖篩板塔、往復(fù)篩板塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔）（3）離心萃取器4、超臨界氣體萃?。?）超臨界氣體萃取基礎(chǔ)（2）典型流程及應(yīng)用第二節(jié)膜分離技術(shù)（講授6學(xué)時(shí)）1、膜分離概念與分類2、膜分離設(shè)備類型3、膜分離指標(biāo)參數(shù)及影響4、膜分離過程簡(jiǎn)介（1）電滲析（原理、典型流程及應(yīng)用）（2）反滲透（原理、典型流程及應(yīng)用）（3）微濾（原理、典型流程及應(yīng)用）（4）超濾（原理、典型流程及應(yīng)用）（5）納濾（原理、典型流程及應(yīng)用）（6）氣體膜分離（原理、典型流程及應(yīng)用）（7）液膜分離（原理、典型流程及應(yīng)用）第三節(jié)吸附分離技術(shù)（講授2學(xué)時(shí)）1、基本概念（吸附原理、吸附劑）2、吸附平衡與吸附速率3、吸附設(shè)備（固定床、移動(dòng)床、變壓吸附）4、吸附分離技術(shù)的應(yīng)用第四節(jié)離子交換技術(shù)（講授2學(xué)時(shí)）1、離子交換劑2、離子交換平衡3、離子交換設(shè)備4、離子交換技術(shù)的應(yīng)用第九章固體干燥（12學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述（講授4學(xué)時(shí)）1、去濕與干燥的分類2、干燥機(jī)理與流程3、濕空氣的性質(zhì)4、濕度圖及其應(yīng)用第二節(jié)空氣干燥器的物料衡算（講授2學(xué)時(shí)）1、空氣干燥器的物料衡算方程2、干燥產(chǎn)品流量的確定3、水分蒸發(fā)量4、干空氣的消耗量及風(fēng)機(jī)工作流量第三節(jié)空氣干燥器的熱量衡算（講授2學(xué)時(shí)）1、空氣干燥器的熱量衡算方程2、空氣干燥器的熱效率3、空氣出口狀態(tài)的確定第四節(jié)恒定干燥條件下的干燥時(shí)間計(jì)算（講授2學(xué)時(shí)）1、物料水分的性質(zhì)2、恒定干燥條件下的干燥速率曲線3、恒定干燥條件下的干燥時(shí)間計(jì)算第五節(jié)空氣干燥器簡(jiǎn)介（講授2學(xué)時(shí)）1、盤架式干燥器2、帶式干燥器3、滾筒干燥器4、氣流干燥器5、轉(zhuǎn)筒干燥器（轉(zhuǎn)窯）6、沸騰床干燥器7、噴霧干燥器8、升華干燥五、學(xué)時(shí)分配表教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)緒論4第一章流體力學(xué)24第二章流體輸送14第三章非均相系統(tǒng)的分離16第四章傳熱26第五章蒸發(fā)10第六章蒸餾與精餾技術(shù)24第七章氣體吸收16第八章其它分離技術(shù)14第九章固體干燥12合計(jì)160六、幾點(diǎn)說明1、本大綱是根據(jù)我校的辦學(xué)條件并結(jié)合工科化工類專業(yè)的專業(yè)特色制定的。2、本課程的工程性、實(shí)踐性和相關(guān)知識(shí)的綜合性較強(qiáng)，教學(xué)方法應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，重視學(xué)生智力的開發(fā)和能力的培養(yǎng)并貫串整個(gè)教學(xué)過程始終。3、在教學(xué)過程初期應(yīng)安排學(xué)生到有關(guān)廠家進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)并根據(jù)教學(xué)要求配套開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程；在課程結(jié)束前，應(yīng)安排1～2周的課程設(shè)計(jì)，以加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。4、教師在進(jìn)行課程教學(xué)的同時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)選學(xué)教學(xué)內(nèi)容。

電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來,人類就為改善生存條件和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不停地進(jìn)行奮斗.在這一過程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀來看,能源問題已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問題,能源的消耗水平已成為衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志,能源問題對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用.2.能源的種類2.能源的種類大自然賦予人類的能源是多種多樣的,一般可分為常規(guī)能源和新能源兩大類.常規(guī)能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質(zhì)能,核能,風(fēng)能,地?zé)崮?海洋能,太陽能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質(zhì)能,風(fēng)能,太陽能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲(chǔ)量不多.據(jù)2002年世界探明的化石能源的儲(chǔ)量和使用量統(tǒng)計(jì),世界上煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比分別為204,40和60年,中國的情況更為嚴(yán)峻,據(jù)2002年統(tǒng)計(jì),中國煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比只有82,15和46年.這表明在人類歷史的長河中,只有很短的一段時(shí)間能使用化石能源.隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長,對(duì)能源的需求也持續(xù)攀升.我國一次能源消費(fèi)總量從1978年的5.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,上升到2002年的14.3億噸.據(jù)估計(jì),我國在2004,2020和2050年的石油消費(fèi)量達(dá)3,4.5和6億噸,其中進(jìn)口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進(jìn)口量相當(dāng)于目前美國的石油進(jìn)口量,這不但會(huì)制約我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,而且對(duì)國家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴(yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂显斐蓢?yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂系氖褂靡鸬沫h(huán)境污染,排放的CO2會(huì)造成溫室效應(yīng),使全球氣候變暖.有關(guān)機(jī)構(gòu)已向聯(lián)合國發(fā)出警告,如再不對(duì)CO2的排放采取嚴(yán)厲措施,在10年內(nèi),世界的氣候?qū)a(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化.我國的環(huán)境污染問題更是日趨嚴(yán)重,目前,我國CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國之后位居第二,估計(jì)到2025年,將位居第一.在本世紀(jì)初聯(lián)合國關(guān)于環(huán)境污染的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)在世界上十個(gè)環(huán)境污染最嚴(yán)重的城市中,七個(gè)在中國.它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟(jì)南和石家莊.4.21世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)(1)節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能就是提高能源利用率,減少能源的浪費(fèi).目前節(jié)能技術(shù)水平已是一個(gè)國家能源利用情況的綜合性指標(biāo),也是一個(gè)國家總體科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志.許多研究報(bào)告指出,依靠節(jié)能可以將能源需求量降低2530%.我國在能源利用方面的效率很低,我國的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發(fā)達(dá)國家的5-10倍,因此更應(yīng)重視節(jié)能技術(shù),我國應(yīng)該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革據(jù)預(yù)測(cè),20世紀(jì)形成的以化石燃料為主的世界能源系統(tǒng)將在21世紀(jì)轉(zhuǎn)換成以可再生能源為主的新的世界能源系統(tǒng).在20世紀(jì)末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據(jù)世界能源委員會(huì)(WEC)和國際應(yīng)用分析系統(tǒng)研究所的研究報(bào)告認(rèn)為,在20世紀(jì)上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀(jì)下半葉,太陽能,生物質(zhì)能,風(fēng)能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過渡能源而受到重視煤炭將作為過渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲(chǔ)量較少,而煤炭儲(chǔ)量相對(duì)較多,因此煤炭將作為一種過渡能源而在21世紀(jì)上半葉受到重視.主要發(fā)展的技術(shù)是潔凈煤技術(shù),煤液化和汽化技術(shù).(4)新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化近年來發(fā)現(xiàn),在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開發(fā)已經(jīng)受到特別的關(guān)注.據(jù)估計(jì),世界甲烷水合物的儲(chǔ)量可能超過石油,天然氣和煤炭儲(chǔ)量的總和.因此,甲烷水合物作為儲(chǔ)量巨大的未開發(fā)能源開始受到世界各國的高度重視.(5)核能的利用將進(jìn)一步得到重視核能的利用將進(jìn)一步得到重視據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在20世紀(jì)末,全世界運(yùn)行的核電站有436座,總發(fā)電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個(gè)國家,近年來,由于擔(dān)心核電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性,核廢料對(duì)環(huán)境的影響和核技術(shù)擴(kuò)散對(duì)世界安全性的影響,核能的發(fā)展在發(fā)達(dá)國家已有下降趨勢(shì),但在亞洲地區(qū)仍有強(qiáng)勁的增加趨勢(shì),我國準(zhǔn)備在今后幾年內(nèi)建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關(guān)心的技術(shù),因?yàn)樵诤Ｋ写蠹s有23.4億萬噸氘,如受控核聚變技術(shù)在21世紀(jì)能得到應(yīng)用,在21世紀(jì)末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候異常,人們對(duì)新能源的開發(fā)越來越重視.其中水力能,地?zé)崮?海洋能和風(fēng)能的可利用資源有限,因此,太陽能,生物質(zhì)能和氫能的利用將倍受關(guān)注.二.生物質(zhì)能的利用1.生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn).(1)生物質(zhì)來源豐富地球上每年生長的生物質(zhì)總量約14001800億噸,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍,我國的生物質(zhì)能也極為豐富,可作為能源開發(fā)的生物質(zhì)能總量可達(dá)4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.加上生物質(zhì)能可再生.因此,生物質(zhì)能的高效,規(guī)模化利用可有效緩解世界能源供需矛盾.(2)生物質(zhì)能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發(fā)電,技術(shù)成熟,但效率低.(b)生物轉(zhuǎn)化.包括制沼氣和水解發(fā)酵制取醇類.生物質(zhì)制甲醇和乙醇技術(shù)基本成熟,但生產(chǎn)成本較高.生物質(zhì)制沼氣技術(shù)相當(dāng)成熟.2002年全國已建1300多萬個(gè)沼氣池.(c)光熱轉(zhuǎn)化.通過氣化,裂解,光催化等技術(shù),獲得氣,液體燃料來發(fā)電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經(jīng)甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn).(3)生物質(zhì)能利用的環(huán)境污染少由于生物質(zhì)利用過程中釋放的CO2是其生長過程通過光合作用從環(huán)境吸收的,所以生物質(zhì)能的利用過程不排放額外的CO2,而對(duì)環(huán)境污染少.生物質(zhì)能的利用還能降低污染.如可利用生物質(zhì)熱解汽化技術(shù)處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃?xì)?實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化,無害化,資源化.2.生物質(zhì)能利用的問題2.生物質(zhì)能利用的問題生物質(zhì)能利用的缺點(diǎn)主要是生物質(zhì)分布廣,大面積收集成本高,經(jīng)濟(jì)的收集半徑在50公里以內(nèi),只適合建立小型,分散的生物質(zhì)能利用系統(tǒng).而小型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率低,不提高生物質(zhì)能的利用效率就不能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益,這是生物質(zhì)能至今未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一.因此,如何在小型,分散體系實(shí)現(xiàn)能量的高效,清潔及規(guī)?；檬瞧惹行枰鉀Q的問題.三.太陽能的利用1.太陽能的優(yōu)點(diǎn)太陽能的優(yōu)點(diǎn)(1)太陽能來源豐富太陽能來源豐富太陽能來源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽內(nèi)部不停地進(jìn)行熱核反應(yīng),釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽能至少有6×1017千瓦小時(shí),相當(dāng)于74萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見,開發(fā)太陽能利用的潛力很大.(2)太陽能的使用沒有污染問題太陽能的使用沒有污染問題這也是眾所周知的,太陽能的使用基本上沒有污染問題.(3)太陽能可多途徑利用太陽能可多途徑利用(a)太陽能的熱利用.如太陽能熱水器,太陽灶,太陽能蓄熱池發(fā)電等.(b)太陽能發(fā)電.如太陽能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術(shù)從水或生物質(zhì)中制得氫氣.2.太陽能利用的概況太陽能利用的概況近年來,太陽能的利用發(fā)展很快,據(jù)1997年的數(shù)據(jù),全球太陽能發(fā)電量已達(dá)800兆瓦.到2000年,日本已有7萬個(gè)住宅用上太陽能電池,美國和歐盟計(jì)劃在2010年前安裝100萬套太陽能電池.特別是把太陽能電池與屋頂瓦結(jié)合成光電發(fā)電系統(tǒng),目前歐洲已有300套,年發(fā)電量為1億千瓦.這種系統(tǒng)不但可供應(yīng)清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達(dá)25年.太陽能的熱利用發(fā)展更快.特別在我國,太陽能熱水器的年產(chǎn)值已達(dá)60多億元,居世界首位.3.太陽能利用的問題太陽能利用的問題開發(fā)太陽能利用的主要問題是如何提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率,其次是降低成本,這對(duì)我國特別重要,目前我國生產(chǎn)太陽能電池的能力已達(dá)幾百兆瓦,但由于價(jià)格高,基本上都銷往國外.第三,一些技術(shù),如光催化和光電催化制氫技術(shù)還沒成熟,沒有達(dá)到實(shí)用化的階段,應(yīng)該抓緊這方面的研究和發(fā)展.四.氫能的利用1.氫能的優(yōu)點(diǎn)氫能的優(yōu)點(diǎn)(1)氫是自然界儲(chǔ)量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發(fā)熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規(guī)模生產(chǎn).(6)氫的利用形式多,可通過燃燒發(fā)電,通過燃料電池發(fā)電等.2.對(duì)氫能利用的重視2002年加拿大舉辦了以"氫行星"為主題的第14屆世界氫能源大會(huì).2003年在華盛頓召開15個(gè)國家和地區(qū)參加的"國際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會(huì)議.冰島計(jì)劃用40年時(shí)間將冰島建成"氫社會(huì)".布什將投資120億美元來促進(jìn)氫能源的發(fā)展.過去5年,工業(yè)化國家在氫能開發(fā)領(lǐng)域的投入年均遞增20.5%.氫將取代天然氣,油和煤而成為未來世界的主要能源,進(jìn)入氫能時(shí)代已成為近年來的熱門話題,21世紀(jì)將是氫能世紀(jì).布什舉著使用氫燃料的照相機(jī)我國對(duì)發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)也開始重視,參加了2003年在華盛頓召開的有15國家參加的"國際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會(huì)議.2004和2005舉辦了兩次關(guān)于氫能經(jīng)濟(jì)的中美雙邊會(huì)議.今年一月,中國科學(xué)院院士局召開了關(guān)于"石油替代能源"的研討會(huì),主要討論石油資源可持續(xù)性分析,石油的替代能源,氫能燃料和我國的石油替代能源.并要組織人員進(jìn)行軟課題研究.3.氫能的問題3.氫能的問題(1)氫的價(jià)格氫的制備,儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的價(jià)格問題,是影響走進(jìn)氫能時(shí)代的很關(guān)鍵的問題.要降低其價(jià)格,必須形成氫的制備,儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)木W(wǎng)絡(luò).(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問題(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問題目前制氫效率很低,氫的制取要消耗大量的能量,因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)是各國科學(xué)家共同關(guān)心的問題.(a)化石燃料制氫:目前,96%氫從化石燃料制備,技術(shù)成熟,但要造成環(huán)境污染.(b)電解水制氫:技術(shù)成熟,但耗能多,價(jià)格高.一般每生產(chǎn)1立方米的氫氣,需要消耗4.2-6度的電能,其能量轉(zhuǎn)化率不到32%.(c)生物質(zhì)制氫:有可再生,產(chǎn)量大,可儲(chǔ)存,碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn),從中長期看是最有前途的制氫方式.目前生物質(zhì)制氫效率低.(d)生物制氫:國內(nèi)外在選育高效產(chǎn)氫菌株工作進(jìn)展不快,制氫效率低.(e)風(fēng)能制氫:用風(fēng)能發(fā)電來電解水產(chǎn)生氫,技術(shù)上沒有問題,降低成本和風(fēng)能發(fā)電量少是主要的問題.(f)太陽能制氫:該法還處在基礎(chǔ)研究階段,離商業(yè)化還有較遠(yuǎn)的距離.(3)氫的儲(chǔ)運(yùn)問題(3)氫的儲(chǔ)運(yùn)問題氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)主要解決儲(chǔ)運(yùn)的安全性和成本,現(xiàn)在由于儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)不過關(guān),因此浪費(fèi)了許多氫.許多工業(yè)過程,如煉油,煉焦,氯堿,合成氨,合成甲醇及煤氣制造等多有大量的副產(chǎn)品氫氣,只是由于儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的問題而不能被利用.我國每年放空和燒掉的氫氣至少在1010標(biāo)立方米以上.因此解決氫的儲(chǔ)運(yùn)問題也是走進(jìn)氫能時(shí)代的一個(gè)很關(guān)鍵的問題.目前氫的儲(chǔ)運(yùn)還有很大問題.(a)高壓儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫量少,只有1%左右,還有不安全的問題.(b)液氫儲(chǔ)氫:很不方便,儲(chǔ)氫設(shè)備大,蒸發(fā)損失大.(c)吸附儲(chǔ)氫:這是目前的研究熱點(diǎn),但儲(chǔ)氫容量還較低,一般不超過2%.鎂合金儲(chǔ)氫在3%,但儲(chǔ)放不可逆.熱門一時(shí)的納米碳管儲(chǔ)氫也已沒有了希望,最終的儲(chǔ)氫量也只有1%左右.(e)化合物儲(chǔ)氫:放氫不容易.(4)燃料電池還沒有商品化用氫作燃料的燃料電池的出現(xiàn)是促進(jìn)氫能利用的重要原因.近年來,由于化石燃料資源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,各國對(duì)燃料電池的研究十分重視.美國《時(shí)代周刊》把燃料電池列為21世紀(jì)十大高新科技之首,燃料電池已被認(rèn)為是21世紀(jì)極具應(yīng)用前景的一種新型能源系統(tǒng).雖然燃料電池有很誘人的優(yōu)點(diǎn),而且燃料電池的發(fā)展已有100多年的歷史,但至今還沒有一種燃料電池已經(jīng)真正商品化,因此,燃料電池何時(shí)才能商品化是一個(gè)與氫能利用密切相關(guān)的問題.4.反對(duì)氫能的意見4.反對(duì)氫能的意見(a)氫以化合物形式存在,制氫要消耗能源.它不是一種能源,而是能源的流通手段.(b)氫的泄漏會(huì)改變氣候.氫不可避免泄漏,泄漏量可達(dá)15%.泄漏的氫會(huì)在大氣形成水霧,它會(huì)象二氧化碳一樣,使天氣變暖.(c)現(xiàn)在一般用高壓氫作燃料電池燃料,氫的泄漏會(huì)產(chǎn)生很大的不安全性,手機(jī)等的火花就會(huì)使泄漏的氫發(fā)生爆炸.(d)冰島能做的,其他國家不一定能做,冰島的氫都是電解水制得的,因該國70%的電是由地?zé)岷退娬井a(chǎn)生的.(5)氫的清潔生產(chǎn)要用風(fēng)能和太陽能.據(jù)估計(jì),如用風(fēng)能發(fā)電制氫,當(dāng)風(fēng)能發(fā)電量達(dá)到美國6%的用電量,風(fēng)能發(fā)電機(jī)要占的面積要有半個(gè)加州那么大.(6)布什承諾投資120億美元用于氫能的研究是一個(gè)微不足道的投資.美國去年用于核能和礦物質(zhì)燃料方面的研究經(jīng)費(fèi)大于氫燃料的研究經(jīng)費(fèi).美國推行"健康婚姻"的預(yù)算就有150億美元.美國用于伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)的經(jīng)費(fèi)每月390億美元.(7)氫燃料電池價(jià)格昂貴.目前內(nèi)燃機(jī)成本為每千瓦50美元,而氫燃料電池為800美元.估計(jì)大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氫站也要花費(fèi)大量的資金.五.燃料電池加速氫能利用1.燃料電池的優(yōu)點(diǎn).(1)燃料電池是一種高效清潔的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),可降低環(huán)境污染和氣候異常.(2)燃料電池能高效利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的氣,液物質(zhì)和氫作燃料,因此,能促進(jìn)氫能的利用.(3)燃料電池的發(fā)電效率不受體系規(guī)模限制,小型燃料電池同樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效發(fā)電,適合于生物質(zhì)分散性的特點(diǎn).2.燃料電池定義燃料電池是一種不經(jīng)燃燒直接以電化學(xué)反應(yīng)的方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,只要連續(xù)供應(yīng)燃料,燃料電池就能連續(xù)發(fā)電.3.原理陽極反應(yīng):H2=2H++2e陰極反應(yīng):1/2O2+2H++2e=H2O總的反應(yīng):H2+1/2O2=H2O4.燃料電池分類堿性燃料電池(AFC)(1)堿性燃料電池(AFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Ag,氧化劑:氧電解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作溫度:60-80oC用途:航天器和潛艇的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高缺點(diǎn):對(duì)CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料電池(PAFC)磷酸燃料電池(PAFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:98%磷酸工作溫度:200oC用途:家庭住宅能源和汽車動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性好,已有商品生產(chǎn)缺點(diǎn):用貴金屬作催化劑,價(jià)格高.(3)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含水的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:汽車和潛艇等的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高,壽命長,應(yīng)用范圍廣缺點(diǎn):對(duì)CO敏感,價(jià)格高,800美元/千瓦,而內(nèi)燃機(jī)50美元/千瓦.氫源問題.(4)直接甲醇燃料電池(DMFC)直接甲醇燃料電池(DMFC)陽極:催化劑:Pt合金,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含硫酸的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:可移動(dòng)的小型電子儀器設(shè)備動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量高,體積小問題:Pt對(duì)甲醇氧化電催化效率低,易被甲醇氧化中間產(chǎn)物毒化,甲醇會(huì)透過質(zhì)子交換膜.(5)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)陽極:催化劑:Ni,燃料:氫陰極:催化劑:NiO,氧化劑:氧電解液:熔融碳酸鹽(NaCO3-LiCO3)工作溫度:600oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)溫度高,不需貴金屬催化劑.可用含CO的燃料氣.壽命長.能量轉(zhuǎn)換率高,可達(dá)80%.問題:高溫下,電解液會(huì)腐蝕電極材料.壽命2萬小時(shí),商業(yè)上要4萬小時(shí).(6)固體氧化物燃料電池(SOFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)陽極:催化劑:NiZrO2,燃料:甲烷,氫陰極:催化劑:NaCrO4等,氧化劑:氧電解液:ZrO2,CeO2等工作溫度:900oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):不需貴金屬催化劑.壽命長.可用各種燃料氣.抗中毒能力強(qiáng).能量轉(zhuǎn)換率最高,可達(dá)80%以上.問題:高溫下,密封困難,放大困難.價(jià)格高.5.PEMFC發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀(1)世界各國對(duì)世界各國對(duì)PEMFC的重視世界各國對(duì)的重視近十年來,近十年來,PEMFC技術(shù)的研究開發(fā)受到技術(shù)的研究開發(fā)受到許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,已出現(xiàn)許多PEMFC電動(dòng)車樣車.電動(dòng)車樣車.已出現(xiàn)許多電動(dòng)車樣車我國計(jì)劃,年奧運(yùn)會(huì)期間,我國計(jì)劃,到2008年奧運(yùn)會(huì)期間,將有我年奧運(yùn)會(huì)期間國生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車會(huì)小批量,國生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車會(huì)小批量,示范性地行駛在街頭.性地行駛在街頭.年世博會(huì)期間,輛燃料電池公交到2010年世博會(huì)期間,20輛燃料電池公交年世博會(huì)期間輛燃料電池出租車,車,300輛燃料電池出租車,1000輛電動(dòng)輛燃料電池出租車輛電動(dòng)汽車以及一批燃料電池場(chǎng)地車和郵政車都將投入運(yùn)行,屆時(shí),上海將建成5座加氫將投