中礦大《能源與環(huán)境》課程簡介

PAGEPAGE2《能源與環(huán)境》課程簡介周乃君，能源與環(huán)境，中南大學(xué)出版社，2008，pp315本教材以能源和環(huán)境的關(guān)系為主線，內(nèi)容可分為兩部分。前一部分主要介紹能源的分類、能源和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，煤炭、石油、天然氣和水能資源等傳統(tǒng)能源的資源量、生產(chǎn)和消費狀況，并介紹了核能、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、潮汐能、生物質(zhì)能、氫能和天然氣水合物等新能源的資源狀況和開發(fā)利用技術(shù)，進(jìn)而重點討論能量轉(zhuǎn)換和儲存的基本原理、能量系統(tǒng)分析方法和工業(yè)過程節(jié)能的途徑與方法；后一部分則重點圍繞能源轉(zhuǎn)換和利用過程產(chǎn)生的環(huán)境污染治理問題展開討論，詳細(xì)介紹了燃燒污染防治技術(shù)和大氣污染控制技術(shù)。目錄第1章能源概論

1.1能源的分類與評價1.1.1能源的定義1.1.2能源的分類1.1.3能源的評價

1.2能源與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系1.2.1能源的更迭與社會發(fā)展的關(guān)系1.2.2能源與國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)系1.2.3能源與生活水平的關(guān)系

1.3能源資源概況1.3.1能源的計量1.3.2能源資源1.4能源結(jié)構(gòu)1.4.1能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)1.4.2能源的消費結(jié)構(gòu)1.5能源利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.5.1能耗指標(biāo)1.5.2能源利用效率1.5.3能量回收率

1.6能源政策1.6.1中國能源狀況分析1.6.2能源政策第2章常規(guī)能源

2.1煤炭2.1.1煤的形成及特點2.1.2煤的成分、質(zhì)量及其分類2.1.3煤炭資源及開采2.1.4煤炭生產(chǎn)與消費2.1.5中國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略

2.2石油2.2.1石油的形成與特性2.2.2石油資源與開采2.2.3石油生產(chǎn)與消費2.2.4石油產(chǎn)品

2.3天然氣2.3.1天然氣的形成及特性2.3.2天然氣資源2.3.3天然氣生產(chǎn)與消費

2.4電能2.4.1電能的生產(chǎn)與消費2.4.2電力的生產(chǎn)方式2.4.3電力工業(yè)的發(fā)展趨勢第3章新能源

3.1核能3.1.1核裂變能生成原理與特點3.1.2核聚變能3.1.3核能的優(yōu)點及用途3.1.4核電

3.2太陽能3.2.1能流密度3.2.2中國太陽能資源分布3.2.3太陽能的利用方式3.2.4太陽能利用的進(jìn)展

3.3地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、潮汐能3.3.1地?zé)崮?.3.2風(fēng)能3.3.3海洋能3.4生物質(zhì)能、氫能和天然氣水合物3.4.1生物質(zhì)能3.4.2氫能3.4.3天然氣水合物第4章能量轉(zhuǎn)換與儲存

4.1能量的形式與性質(zhì)4.2能量轉(zhuǎn)換方式與效率

4.3化學(xué)能熱電轉(zhuǎn)換4.3.1基本熱力循環(huán)4.3.2化學(xué)能－熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備4.3.3熱機(jī)4.3.4發(fā)電機(jī)4.3.5熱力系統(tǒng)

4.4核能發(fā)電4.4.1核電站分類4.4.2壓水堆核電站4.4.3其他堆型核電站4.5電、熱制冷4.5.1蒸汽壓縮式制冷4.5.2吸收式制冷

4.6太陽能的轉(zhuǎn)換與利用4.6.1太陽能的特點及其利用方式4.6.2太陽能光－熱轉(zhuǎn)換4.6.3太陽能制冷與空調(diào)系統(tǒng)4.6.4太陽能電池4.6.5太陽能制氫

4.7燃料電池4.7.1燃料電池的特點4.7.2燃料電池的工作原理4.7.3燃料電池的效率4.7.4燃料電池分類及特性

4.8能量儲存4.8.1機(jī)械能的儲存4.8.2電能的儲存4.8.3熱能的儲存第5章能量系統(tǒng)分析

5.1能量平衡與熱效率5.2熱平衡測定與熱平衡分析5.2.1熱平衡測算5.2.2熱平衡測算實例

5.3熱力學(xué)第二定律與熵、能級、（火用）

5.4（火用）的計算5.4.1熱量（火用）5.4.2開口體系（火用）（焓（火用））5.4.3壓力（火用）

5.4.4氣體混合物的（火用）（擴(kuò)散（火用））5.4.5化學(xué)（火用）

5.5（火用）損失5.5.1絕熱節(jié)流過程（火用）損失5.5.2絕熱燃燒過程（火用）損失5.5.3傳熱過程（火用）損失5.5.4散熱（火用）損失5.5.5燃燒產(chǎn)物（火用）損失

5.6（火用）效率5.6.1（火用）效率的定義5.6.2各種熱工設(shè)備的（火用）效率

5.7（火用）平衡分析5.7.1（火用）平衡分析實例5.7.2（火用）分析的意義第6章工業(yè)過程節(jié)能

6.1燃燒過程節(jié)能6.1.1燃料與燃燒方法、燃燒裝置的優(yōu)化選擇6.1.2富氧、低空氣比和最佳爐膛壓力燃燒6.1.3助燃空氣的預(yù)熱6.1.4乳化燃燒與磁化燃燒6.1.5水煤漿燃燒技術(shù)6.1.6高風(fēng)溫低氧彌散燃燒技術(shù)

6.2工業(yè)余熱利用的基本原理6.2.1工業(yè)余熱資源概況6.2.2余熱利用的基本原理6.2.3余熱利用的一般方法

6.3工業(yè)余熱回收系統(tǒng)6.3.1工業(yè)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)6.3.2冷卻介質(zhì)余熱回收系統(tǒng)6.3.3中低溫余熱動力回收系統(tǒng)6.3.4熱泵系統(tǒng)6.3.5余熱制冷系統(tǒng)

6.4熱回收用換熱設(shè)備簡介6.4.1余熱回收換熱設(shè)備分類6.4.2換熱器設(shè)計的制約因素第7章環(huán)境概論

7.1生態(tài)與環(huán)境7.1.1生態(tài)圈與生態(tài)系統(tǒng)7.1.2自然環(huán)境與生態(tài)環(huán)境

7.2環(huán)境污染7.2.1環(huán)境污染及其分類7.2.2幾個重大的環(huán)境污染問題7.2.3能源開發(fā)利用與環(huán)境污染的關(guān)系7.2.4環(huán)境污染的綜合防治

7.3環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)7.3.1防止公害的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)7.3.2我國幾個重要的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)7.3.3防止公害的法律措施7.3.4環(huán)境監(jiān)測與評價

7.4環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展7.4.1環(huán)境保護(hù)7.4.2我國環(huán)境保護(hù)的基本思路7.4.3可持續(xù)發(fā)展第8章燃燒污染防治

8.1硫氧化物的生成及治理8.1.1硫氧化物的生成機(jī)制8.1.2燃燒過程脫硫8.1.3排煙脫硫

8.2氮氧化物的生成及治理8.2.1氮氧化物的危害與生成機(jī)理8.2.2氮氧化物的燃燒抑制8.2.3排煙脫氮

8.3煙塵的生成與控制8.3.1浮游粒子及其危害8.3.2煙塵的生成機(jī)理8.3.3煙塵的燃燒抑制

8.4除塵方法與設(shè)備8.4.1除塵的基本原理8.4.2除塵設(shè)備第9章大氣污染控制

9.1大氣污染物的產(chǎn)生9.1.1大氣污染物9.1.2影響大氣污染物生成的因素9.1.3大氣污染的防治措施

9.2大氣污染控制技術(shù)9.2.1降低燃料、原料消耗9.2.2采用清潔燃料或原料9.2.3發(fā)展無害技術(shù)（或工藝）9.2.4高煙囪排放

9.3臭氧層的耗損及其控制9.3.1臭氧層的耗損9.3.2臭氧層耗減的危害9.3.3臭氧生成與分解機(jī)理9.3.4臭氧層的修復(fù)

9.4溫室效應(yīng)及溫室氣體9.4.1溫室效應(yīng)與全球氣候變暖9.4.2溫室氣體

9.5溫室氣體的排放與控制9.5.1二氧化碳的排放與控制9.5.2氟氯烴（CFCS）的排放與控制9.5.3甲烷的排放與控制9.5.4其他微量溫室氣體的排放與控制

9.6氣溶膠及其排放控制9.6.1氣溶膠的分類及特性9.6.2氣溶膠的來源與排放9.6.3氣溶膠的危害9.6.4氣溶膠對氣候的影響9.6.5氣溶膠的控制

附錄

附表1各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)

附表2中國煤炭分類總表（GB5751-86）

附表3常用熱工設(shè)備的熱效率

附表4各種元素的化學(xué)

附表5主要無機(jī)物質(zhì)的化學(xué)

附表6主要有機(jī)物質(zhì)的化學(xué)

附表7某些化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)

附表8我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）

附表9工業(yè)爐窯大氣污染物排放限值（GB9078-1996）

附表10點燃式發(fā)動機(jī)排氣污染物排放限值（GB14762-2002）

附表11車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機(jī)排氣污染物排放限值（GB17961-2005）

參考文獻(xiàn)序言能源是人類社會賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的命脈。環(huán)境問題是關(guān)系到人類生存和發(fā)展的重大問題。

當(dāng)今世界年能源消費量已達(dá)到100億噸石油當(dāng)量，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對能源的需求量仍在不斷增大。然而，在現(xiàn)階段以至今后數(shù)十年內(nèi)，煤炭、石油、天然氣等化石燃料能源仍然不得不占據(jù)能源消費的主導(dǎo)地位，人類主要利用這些能源中所貯存的化學(xué)能經(jīng)過轉(zhuǎn)換提供所需的各種能量。這就導(dǎo)致了如下兩方面問題：一是這些化石能源屬于不可再生資源，隨著大規(guī)模的開采和利用，必然會走向枯竭。有數(shù)據(jù)表明，按照現(xiàn)有開采速度，石油僅夠開采40年，天然氣僅夠開采60年，煤炭也將在200年左右枯竭。二是在化石能源的開采、運輸、加工、轉(zhuǎn)換和利用過程中，產(chǎn)生大量硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳、煙塵、廢水、重金屬元素等污染物質(zhì)，是造成環(huán)境污染的最主要因素。當(dāng)今世界環(huán)境污染已十分嚴(yán)重，而且還有進(jìn)一步惡化的趨勢，酸雨、臭氧層破壞、全球氣候變暖，已成為世界各國需要共同面對和解決的環(huán)境災(zāi)難問題。因此，世界各國必須行動起來，共同研究和解決能源與環(huán)境這兩個涉及人類社會可持續(xù)發(fā)展的重大問題。

“節(jié)約與開發(fā)并重”是現(xiàn)階段解決能源問題的重要途徑?！肮?jié)約”主要是指提高已探明儲量的化石燃料能源的采收率和提高全社會的能源利用率，讓其發(fā)揮出最大效益；“開發(fā)”則是指增加化石燃料能源的探明儲量和不斷尋找新的可替代能源及其利用方法，以滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源供應(yīng)量的不斷增大的需求。核能、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、潮汐能、生物質(zhì)能、氫能和天然氣水合物等新能源將是解決未來世界能源短缺問題的出路所在。

能源與環(huán)境污染密切相關(guān)。要解決環(huán)境問題，首先需