化工机械的昨天今天和明天

化工机械的昨天今天和明天第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期日昨天今天明天基本概念学科基础化工机械报告目录领域渗透内涵拓展理论创新技术突破结束语第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期日化工机械主要是化学化工、石油化工、炼油与天然气加工、轻工、核电与火电、冶金、环境工程、食品及制药等流程性工业中处理气、液和粉体材料及化学反应过程必需的设备和机器。它是实现工艺过程的不可缺少的关键环节，同时受工艺条件的严格制约。它涉及物料特性、流动特性、传热传质、反应压力、化学反应、设备腐蚀、产物形态等化学和物理问题。教育特点是“厚基础、宽应用”。基本概念昨天第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期日科学基础昨天理论基础包括流体力学、结构力学、热力学、燃烧学、传热学、传质学、腐蚀学等专业课程包括机械制图、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计、压力容器、结构设计与计算及控制仪表等研究内容主要包括设备、材料、流动、反应、温度、压力、结构间的偶合和协同效应第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期日化工机械向生物化工、能源化工、材料化工、医疗器械、固体废弃物处理与资源化利用等领域渗透。从大尺度领域向微尺度领域渗透随着科技进步，与其它技术，如：材料技术、控制技术、测试技术、能量传递技术的偶合性越来越强。领域渗透今天第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期日各种质能转换过程设备与工艺的优化以及设计和制造，主要包括：纳米颗粒与纳米器件的构筑与表征，煤炭转化过程中产物的定向控制、污染物的定向脱除与控制，固体废弃物处理与资源化利用，环保技术与设备，材料成形技术，热化学治疗的微尺度流体输送技术，高性能光热、光伏转换技术等。研究新的应用条件下的偶合、协同效应与理论，开发共性技术。内涵拓展今天第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期日热化学治疗微热管治癌举例说明今天第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期日生物质能气化发电生物柴油第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期日生物基化学品第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期日冬季太阳光RTVO2玻璃RT夏季智能光热材料第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期日地热空调第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期日天然气水合物勘探与开采模拟系统第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期日难处理垃圾热解焚烧炉第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期日需求牵引科学问题新的发现理论创新明天化工机械和设备是根据需求而定的，新的需求催生新的机械和设备传统经典的科学理论得到突破新的发现：仿生机理的突破；新的现象发现第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期日由于化石能源利用造成的环境问题和化石能源供给问题，人类再次强调要大力发展“可再生能源”。但“可再生能源”的利用必须转换为稳定的电力或稳定的能量，而它们在转换时需要载体，载体具有转换效率、寿命、成本和资源量等因素。“可再生能源”作为自然界存在的物质是取之不尽、用之不竭、而且是清洁无污染的，而一旦通过载体转换，“可再生能源”的利用过程就变成了既消耗载体材料、又有生产过程的污染、成本、效率和废物处理等问题。需求牵引

明天第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期日以晶硅电池的太阳能光伏发电为例。光伏产业链由四个部分构成：硅材料、硅片、太阳能电池片、太阳能电池组件，而硅材料的制备又要经历开采硅矿、制备工业硅、制备晶硅等过程。为了实现独立稳定发电还需要储能系统，电池和储能器件长期使用后还需进行废物处理等。目前，太阳能电站建设的投资成本大约是煤电7-8倍，发电成本大约是煤电8-9倍，而且占地面积也比煤电大的多。由此看来，现在的太阳能发电技术不仅成本高，而且还存在消耗资源、过程污染、废物处理等问题。

明天第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期日传统的能源分类是以能源资源的形式将能源分为化石能源、可再生能源、核能和水能等，而不是以能源的利用和转换形式分的，所以它不利于能源科学体系的形成、不利于能源科学理论的发展、不利于能源技术的创新。客观上看，一些能源，包括化石能源、核能、生物质能等都是通过消耗自身提供能量的，而另一些能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等是通过载体并消耗载体提供能量的，这两种能源利用和转换的形式具有各自规律和理论基础。所以，应当将能源重新分类为以消耗自身为主的自耗型能源和以消耗载体为主的它耗型能源。明天第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期日传统的能源理论是建立在自耗型能源基础上的，这些理论已不能满足它耗型能源技术创新的需求，传统的生产生活方式和用能方式也无法牵引更合理、更科学、更高效、低成本的它耗型能源技术的诞生。因此，在大力倡导发展“可再生能源”的时代，必须建立与它耗型能源体系相适应的能源理论和技术体系，必须探索与它耗型能源转换机理相适应的新型用能方式，必须进行革命性的能源技术创新，从而推动有别于以蒸汽机为标志的产业的新产业革命。在这场革命中化工机械将担当重要角色。明天第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期日催化剂、酶理论场理论暗能量、暗物质科学问题

明天第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期日光合作用仿生其它新的发现明天第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期日

仿生化学化工场化学化工技术突破

明天第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期日基础理论技术创新高效聚能材料、涂料、装备聚变能、新型反应堆高效长寿命电池、新型太阳电池高效储能器与材料天然气水合物、海洋能源代铀核原料及其它物质能量传递机制富能材料能源生态机理光合作用仿生催化、酶机理富能生物暗能量、暗物质未来能源科学和技术前沿展望明天第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期日化工机械是基础性科学与技术，同时也是“被动性”的科学和技术；化工机械高度渗透、广泛拓展，在体现其重要性的同时也使其专业性逐渐淡化；从事化工机械工作既