作者/來源:高曉新1,王嵐1,王龍耀1,魯新宇2(1.江蘇工業(yè)學(xué)院江蘇省精細石油化工重點實驗室,江蘇 常州 21 日期: 2009-02-09 點擊率:1632
0 引 言
在化工生產(chǎn)中,能量的消耗是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),它是衡量工藝過程、設(shè)備設(shè)計、操作制度是否先進合理的主要依據(jù)之一。在世界能源緊張的刺激下,能源的開發(fā)和合理利用技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和重視。作為項目產(chǎn)業(yè)化的必要環(huán)節(jié),化工設(shè)計越來越成為人們研究的熱點。
目前所倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟的核心是物質(zhì)的節(jié)約和循環(huán)利用,而能量在實用過程中是耗散的,不能循環(huán)使用。能量不僅有數(shù)量,而且有質(zhì)量(品位)。作為能量品位的判據(jù),有效能分析在社會可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的量化分析研究上得到很有意義的嘗試,并且由此還發(fā)展起了以技術(shù)和經(jīng)濟的總體優(yōu)化為目的的熱經(jīng)濟學(xué)。因此,在化工設(shè)計過程中引入和加強有效能概念,通過對化工過程的有效能分析,有助于設(shè)計人員正確理解能量的利用,從而在工程設(shè)計中樹立起科學(xué)的節(jié)能意識。
1 熱力學(xué)定律與卡諾循環(huán)
作為化學(xué)工程學(xué)的一個重要組成部分,化工熱力學(xué)是化工過程開發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)的重要理論依據(jù)。從熱力學(xué)定律出發(fā),可以研究化工過程中各種能量的相互轉(zhuǎn)化和有效利用,研究變化過程達到平衡的理論極限、條件或狀態(tài)。
1930年由福勒(R.H.Fowler)提出的熱力學(xué)第零定律指出,對于由大量分子、原子組成的物體或物體系,如果兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)狀態(tài),則它們彼此也必定處于熱平....