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出版者:化学工业出版社

作者:李芳芹

出品人:

页数:390 页

译者:

出版时间:1997年12月1日

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787502519636

丛书系列:

图书标签:

• 煤的燃烧与气化手册
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《现代能源技术基础：转化与利用》 内容简介 《现代能源技术基础：转化与利用》是一部系统阐述当代能源转化与利用核心技术的专业著作。本书旨在为能源科学与工程领域的学生、研究人员以及相关从业者提供一个全面、深入的知识框架，理解并掌握各类能源从原始形态到最终应用的转化过程，以及高效、清洁的利用策略。全书内容严谨，理论与实践相结合，涵盖了从基础原理到前沿技术的发展脉络，重点关注能源生产、储存、分配和消耗等各个环节的关键技术和科学挑战。 第一部分：能源转化的基本原理与技术 本部分着重于能源转化的基础理论，深入剖析不同形式能源之间的转化机制。 热力学与传热传质基础：详细介绍热力学第一、第二定律在能源转化过程中的应用，包括能量守恒、熵增原理及其对过程效率的限制。深入阐述导热、对流、辐射三种传热方式及其在各类能源转化设备中的体现，例如换热器、锅炉等。同时，讲解质量传递的基本方程和扩散、对流混合等过程，这些在许多化学转化和相变过程中至关重要。 化学能转化技术：重点分析化学反应在能源转化中的作用。涵盖了燃烧反应的化学计量学、热力学与动力学，以及燃烧不完全、有害排放物生成机理。对催化反应在能源领域的应用进行了广泛介绍，包括均相与多相催化，以及在合成燃料、氢能生产等过程中的关键作用。此外，还涉及电化学能转化，如燃料电池的工作原理、材料选择和性能优化，以及电解水制氢等技术。 物理能转化技术：聚焦于物理过程驱动的能源转化。太阳能转化技术是本章的重点，包括光伏效应的工作原理、太阳能电池的材料（硅、薄膜电池、有机太阳能电池）与结构，以及集热式太阳能技术（如平板集热器、真空管集热器、太阳能热发电技术）。风能转化则深入讲解了风力发电机组的空气动力学原理、叶片设计、传动系统和控制策略。水能转化包括水力发电的原理、不同类型的水轮机（冲击式、反击式）及其应用，以及潮汐能、波浪能等海洋能源的开发潜力与技术挑战。 核能转化技术：系统介绍核裂变和核聚变的物理学原理，详细阐述核反应堆的设计、运行原理、燃料循环以及安全保障措施。对核能发电的优点、面临的挑战（如核废料处理、核不扩散）以及未来核能发展趋势（如快堆、聚变堆）进行了深入探讨。 第二部分：现代能源载体的制备与储存 本部分专注于如何将转化后的能量以高效、便捷的载体形式储存和运输。 氢能技术：将氢气作为一种清洁能源载体进行系统性介绍。详细分析了多种制氢方法，包括化石燃料重整制氢（蒸汽重整、部分氧化）、电解水制氢（碱性、PEM、SOEC）、生物质制氢以及光催化制氢等，并对其经济性、环保性进行评估。重点阐述了氢气的储存技术，包括高压气态储存、液氢储存、金属氢化物储存以及化学载氢体储存，并分析了各自的优劣势和应用场景。最后，探讨了氢气的输运、分配以及加氢站基础设施建设。 先进电池技术：深入研究各类储能电池的原理、材料和性能。详细介绍了锂离子电池的电化学体系（正负极材料、电解液、隔膜）、制造工艺、性能表征（能量密度、功率密度、循环寿命）以及安全问题。同时，对其他先进电池技术如钠离子电池、固态电池、液流电池等进行了介绍，并展望了其在电动汽车、电网储能等领域的应用前景。 热能储存技术：涵盖了显热储存、潜热储存和化学热储存等多种方式。详细讲解了不同储存介质（如水、盐类、相变材料）的特性和选择标准，以及蓄热器的设计原理和应用。特别对工业余热回收利用和季节性蓄热等技术进行了深入探讨。 其他新型储能技术：介绍了抽水蓄能、压缩空气储能（CAES）、飞轮储能等物理储能技术，以及储热、储氢等化学储能技术在电网稳定和可再生能源消纳中的作用。 第三部分：高效与清洁的能源利用 本部分关注如何以最有效、最环保的方式利用能源，减少损耗和环境影响。 工业过程中的能源优化：分析了工业生产中的能源消耗特点，提出了能量系统集成（ESI）和余热梯级利用的策略。详细介绍了先进的换热技术、热泵技术、热电联产（CHP）在提高工业能源效率中的应用。对钢铁、化工、水泥等高耗能行业的节能减排技术进行了案例分析。 建筑节能技术：系统介绍了提高建筑能效的各项技术措施，包括建筑围护结构的保温隔热设计、高性能门窗的应用、智能化空调与照明系统、自然通风与采光技术。重点阐述了绿色建筑的设计理念和评价标准，以及零能耗建筑和近零能耗建筑的实现路径。 交通运输领域的能源效率：深入探讨了电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCV）的能源效率优势和技术瓶颈。分析了提高内燃机效率的先进技术，如可变气门正时、缸内直喷、涡轮增压等。同时，关注了公共交通、共享出行以及智能交通系统对能源消耗的影响。 可再生能源的整合与并网：研究了太阳能、风能等间歇性可再生能源接入电网的技术挑战，包括电网稳定性、频率调节、电压控制等问题。详细介绍了储能技术、需求侧管理（DSM）、虚拟电厂（VPP）等在解决这些挑战中的作用。对智能电网的架构、运行模式以及发展趋势进行了展望。 碳捕获、利用与封存（CCUS）技术：作为应对气候变化的重要技术手段，本书对CCUS进行了专题介绍。详细阐述了碳捕获的化学吸附、物理吸附、膜分离等技术，以及捕获到的二氧化碳的利用途径（如化学品合成、强化采油）和地质封存的技术要求与环境风险评估。 第四部分：能源政策、经济与环境影响 本部分从宏观角度审视能源技术的发展，分析其与政策、经济和环境的相互作用。 全球能源格局与未来趋势：分析了当前全球能源供需结构，探讨了化石能源、核能、可再生能源在全球能源结构中的地位和未来演变。预测了能源技术进步对能源地缘政治、经济发展和社会稳定的影响。 能源政策与法规：介绍了各国在能源发展、气候变化应对方面的政策框架，包括碳定价机制（碳税、碳交易）、可再生能源配额制、能源效率标准等。分析了政策对能源技术研发、投资和市场推广的引导作用。 能源经济学与市场分析：探讨了能源价格形成机制、能源投资回报分析、能源市场风险管理等经济学原理。对不同能源技术的成本效益进行了比较分析，并预测了未来能源市场的竞争格局。 能源利用的环境影响评估：系统分析了能源生产和消费过程中的环境影响，包括温室气体排放、空气污染物（SO2、NOx、PM2.5）的产生、水资源消耗、土地利用变化等。重点介绍了生命周期评价（LCA）方法，用于全面评估能源技术的环境足迹。 可持续发展与能源未来：将能源技术的发展置于可持续发展的宏大框架下进行审视。强调了能源转型对于实现联合国可持续发展目标（SDGs）的重要性，并展望了构建低碳、清洁、安全、高效的未来能源体系的愿景。 《现代能源技术基础：转化与利用》通过对上述内容的深入解析，旨在为读者提供一个扎实的理论基础和广阔的视野，以应对当前及未来能源领域面临的复杂挑战，推动能源技术的创新与应用，为实现全球能源的可持续发展贡献力量。本书逻辑清晰，条理分明，图表丰富，旨在成为能源领域不可或缺的参考工具书。

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从市场定位来看，这本《手册》无疑是针对某一特定细分市场的硬核产品，它并不追求大众化，而是明确服务于那些将煤炭深加工视为核心业务的专业人士。我发现它在“煤质变化对燃烧过程的动态影响”这一块做得尤为出色。比如，当煤炭水分或灰分突然增加时，系统各项参数（如炉膛出口温度、二次风配比）应如何动态调整以维持系统稳定，书中给出了非常具体的量化参考区间。这些都是通过大量的实验数据拟合得出的，具有极高的参考价值。但与此形成鲜明对比的是，书中关于数字化、智能化控制的讨论几乎是空白的，这让我感受到了时代变迁带来的“代沟”。毕竟，在当今强调大数据分析和人工智能辅助决策的能源行业，一本完全聚焦于传统物理化学和工程原理的书籍，显得有些孤芳自赏。尽管其基础原理永远不会过时，但缺乏对现代过程控制系统如何与这些基础原理相结合的探讨，使得其在面向未来电厂和气化厂的集成化管理方面，显得力不从心。它更像是一本“黄金时代的经典”，而非“引领未来的蓝图”。

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这本书的语言风格非常纯粹，几乎没有任何文学色彩或夸张的修饰，全是严谨的科学术语和精确的量化描述，读起来像是在阅读一份经过严格同行评审的科研报告汇编。我特别欣赏其中对热力学和反应动力学部分的论述，作者似乎毫不保留地将自己在该领域积累的毕生经验倾注其中，尤其是在处理涉及硫、氮化合物的污染物生成与转化路径时，给出了极其细致的反应网络图谱。这对于理解污染物减排的化学本质大有裨益。然而，这种极度专业化的表达方式，无疑设置了较高的知识门槛。对于非化工或热能专业背景的读者，仅仅是理解每一段话中的核心概念，就需要投入大量的时间去查阅相关的物理化学背景知识。这本书的价值在于它构建了一个知识体系的闭环，让你从最基础的分子间作用力，一步步推导到宏观的炉膛效率。但这种循序渐进的过程，对于急需解决具体工程问题的现场人员来说，可能显得过于冗长和抽象。它要求读者不仅要有学习的热情，更要有扎实的理工科基础作为支撑。

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这本《手册》给我的第一印象是“百科全书”式的详尽，但同时也透露出一种久经考验的、无可替代的专业深度。我之所以购买它，是希望能解决一个在实际操作中遇到的难题：如何精确控制大型循环流化床锅炉的脱硝效率与燃烧稳定性的平衡。书中关于流化床气固两相流动力学以及颗粒物料特性的描述，简直是令人叹为观止。它不仅仅是罗列公式，而是用非常具象化的语言，解释了颗粒碰撞、返混、以及温度场分布对燃烧效率的实际影响。我花了整整一个下午仔细研读了其中关于“非均匀燃烧”导致的局部过热与结焦风险的分析，其中引用的实验数据和现场案例研究，让我对以往依赖经验的操作有了更科学的认识。然而，这种详尽也带来了另一个问题，那就是阅读的连续性被不断打断。每当试图跟进一个理论推导时，你都需要查阅前面章节提及的某个特定煤种的Proximate/Ultimate分析数据，或者回头对照附录中的标准测试方法。它更像是一套工具箱，而不是一本能流畅阅读的小说，你需要明确目标，然后精确地找到对应的工具。对于希望快速获得问题解决方案的人来说，可能需要建立自己的知识索引系统才能用得顺手。

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这本书的封面设计很有年代感，深沉的蓝色调配上烫金的书名，给人一种沉甸甸的学术气息。我原本是希望找到一本关于现代能源技术和环保型燃烧方式的综合性指南，但翻开目录才发现，这似乎更像是一本针对传统能源领域，特别是煤炭深加工和利用的“兵器谱”。内容详实得有些令人咋舌，从煤炭的物理化学性质分析到各种炉膛设计参数的优化，简直是把教科书的严谨和工程师手册的实用性融为一炉。我特别关注了关于气化过程的章节，它详细阐述了不同气化剂（如蒸汽、氧气、空气）在不同压力和温度下的反应机理，还配有大量的手绘流程图和热力学平衡计算示例。对于那些需要深入理解煤炭转化为合成气基础的读者来说，这无疑是一座宝库。不过，对于像我这样，更侧重于寻找下一代清洁能源技术，比如碳捕集或生物质协同气化的读者来说，可能需要花费大量时间去“淘金”，因为它对这些新兴领域的涉及非常有限，或者说，是以一种非常传统的视角去触碰这些前沿问题的。整体感觉，这是一本扎根于坚实工程基础，适合资深工程师或研究生进行参考的经典著作，但对于寻求快速入门或最新行业动态的读者而言，门槛稍高。

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我必须承认，这本书的排版和印刷质量是符合其专业定位的，字体清晰，图表锐利，这在处理大量化学方程式和工程图纸时至关重要。但是，从一个专注于应用和案例分析的角度来看，这本书的侧重点似乎过于偏向于理论建模和基础化学反应动力学。例如，在谈到煤粉制备环节时，它花费了大量的篇幅来讨论磨机效率与磨损的材料科学，以及粉尘爆炸的预防措施，这些固然重要，但对我们实际操作层面的设备选型和日常维护指导相对简略。我本期望能看到更多关于新型燃烧技术（比如富氧燃烧或超临界燃烧）在不同负荷变化下的实际控制策略。这本书更像是为那些需要从零开始设计一个燃煤电厂或气化装置的工程师准备的，它提供了坚实的“地基”知识。如果你的工作是运行和优化一个已有的、技术成熟的设施，这本书的价值可能更多体现在解决“为什么会这样”的深层原理上，而不是“下一步该怎么做”的即时指令上。它的学术严谨性毋庸置疑，但商业应用的前瞻性稍显不足。

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