普通高等教育“十一五”国家级规划教材：能源与环境
第1章 能源概论
1.1 能源的分类与评价
1.1.1 能源的定义
1.1.2 能源的分类
1.1.3 能源的评价
1.2 能源与社会经济发展的关系
1.2.1 能源的更迭与社会发展的关系
1.2.2 能源与国民经济的关系
1.2.3 能源与生活水平的关系
1.3 能源资源概况
1.3.1 能源的计量
1.3.2 能源资源
1.4 能源结构
1.4.1 能源的生产结构
1.4.2 能源的消费结构
1.5 能源利用技术经济指标
1.5.1 能耗指标
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 中国能源状况分析
1.6.2 能源政策
第2章 常规能源
2.1 煤炭
2.1.1 煤的形成及特点
2.1.2 煤的成分、质量及其分类
2.1.3 煤炭资源及开采
2.1.4 煤炭生产与消费
2.1.5 中国煤炭发展战略
2.2 石油
2.2.1 石油的形成与特性
2.2.2 石油资源与开采
2.2.3 石油生产与消费
2.2.4 石油产品
2.3 天然气
2.3.1 天然气的形成及特性
2.3.2 天然气资源
2.3.3 天然气生产与消费
2.4 电能
2.4.1 电能的生产与消费
2.4.2 电力的生产方式
2.4.3 电力工业的发展趋势
第3章 新能源
3.1 核能
3.1.1 核裂变能生成原理与特点
3.1.2 核聚变能
3.1.3 核能的优点及用途
3.1.4 核电
3.2 太阳能
3.2.1 能流密度
3.2.2 中国太阳能资源分布
3.2.3 太阳能的利用方式
3.2.4 太阳能利用的进展
3.3 地热能、风能、海洋能、潮汐能
3.3.1 地热能
3.3.2 风能
3.3.3 海洋能
3.4 生物质能、氢能和天然气水合物
3.4.1 生物质能
3.4.2 氢能
3.4.3 天然气水合物
第4章 能量转换与储存
4.1 能量的形式与性质
4.2 能量转换方式与效率
4.3 化学能热电转换
4.3.1 基本热力循环
4.3.2 化学能－热能转换设备
4.3.3 热机
4.3.4 发电机
4.3.5 热力系统
4.4 核能发电
4.4.1 核电站分类
4.4.2 压水堆核电站
4.4.3 其他堆型核电站
4.5 电、热制冷
4.5.1 蒸汽压缩式制冷
4.5.2 吸收式制冷
4.6 太阳能的转换与利用
4.6.1 太阳能的特点及其利用方式
4.6.2 太阳能光－热转换
4.6.3 太阳能制冷与空调系统
4.6.4 太阳能电池
4.6.5 太阳能制氢
4.7 燃料电池
4.7.1 燃料电池的特点
4.7.2 燃料电池的工作原理
4.7.3 燃料电池的效率
4.7.4 燃料电池分类及特性
4.8 能量储存
4.8.1 机械能的储存
4.8.2 电能的储存
4.8.3 热能的储存
第5章 能量系统分析
5.1 能量平衡与热效率
5.2 热平衡测定与热平衡分析
5.2.1 热平衡测算
5.2.2 热平衡测算实例
5.3 热力学第二定律与熵、能级、（火用）
5.4 （火用）的计算
5.4.1 热量（火用）
5.4.2 开口体系（火用）（焓（火用））
5.4.3 压力（火用）
5.4.4 气体混合物的（火用）（扩散（火用））
5.4.5 化学（火用）
5.5 （火用）损失
5.5.1 绝热节流过程（火用）损失
5.5.2 绝热燃烧过程（火用）损失
5.5.3 传热过程（火用）损失
5.5.4 散热（火用）损失
5.5.5 燃烧产物（火用）损失
5.6 （火用）效率
5.6.1 （火用）效率的定义
5.6.2 各种热工设备的（火用）效率
5.7 （火用）平衡分析
5.7.1 （火用）平衡分析实例
5.7.2 （火用）分析的意义
第6章 工业过程节能
6.1 燃烧过程节能
6.1.1 燃料与燃烧方法、燃烧装置的优化选择
6.1.2 富氧、低空气比和最佳炉膛压力燃烧
6.1.3 助燃空气的预热
6.1.4 乳化燃烧与磁化燃烧
6.1.5 水煤浆燃烧技术
6.1.6 高风温低氧弥散燃烧技术
6.2 工业余热利用的基本原理
6.2.1 工业余热资源概况
6.2.2 余热利用的基本原理
6.2.3 余热利用的一般方法
6.3 工业余热回收系统
6.3.1 工业炉烟气余热回收系统
6.3.2 冷却介质余热回收系统
6.3.3 中低温余热动力回收系统
6.3.4 热泵系统
6.3.5 余热制冷系统
6.4 热回收用换热设备简介
6.4.1 余热回收换热设备分类
6.4.2 换热器设计的制约因素
第7章 环境概论
7.1 生态与环境
7.1.1 生态圈与生态系统
7.1.2 自然环境与生态环境
7.2 环境污染
7.2.1 环境污染及其分类
7.2.2 几个重大的环境污染问题
7.2.3 能源开发利用与环境污染的关系
7.2.4 环境污染的综合防治
7.3 环境标准
7.3.1 防止公害的环境标准
7.3.2 我国几个重要的大气污染排放标准
7.3.3 防止公害的法律措施
7.3.4 环境监测与评价
7.4 环境保护与可持续发展
7.4.1 环境保护
7.4.2 我国环境保护的基本思路
7.4.3 可持续发展
第8章 燃烧污染防治
8.1 硫氧化物的生成及治理
8.1.1 硫氧化物的生成机制
8.1.2 燃烧过程脱硫
8.1.3 排烟脱硫
8.2 氮氧化物的生成及治理
8.2.1 氮氧化物的危害与生成机理
8.2.2 氮氧化物的燃烧抑制
8.2.3 排烟脱氮
8.3 烟尘的生成与控制
8.3.1 浮游粒子及其危害
8.3.2 烟尘的生成机理
8.3.3 烟尘的燃烧抑制
8.4 除尘方法与设备
8.4.1 除尘的基本原理
8.4.2 除尘设备
第9章 大气污染控制
9.1 大气污染物的产生
9.1.1 大气污染物
9.1.2 影响大气污染物生成的因素
9.1.3 大气污染的防治措施
9.2 大气污染控制技术
9.2.1 降低燃料、原料消耗
9.2.2 采用清洁燃料或原料
9.2.3 发展无害技术（或工艺）
9.2.4 高烟囱排放
9.3 臭氧层的耗损及其控制
9.3.1 臭氧层的耗损
9.3.2 臭氧层耗减的危害
9.3.3 臭氧生成与分解机理
9.3.4 臭氧层的修复
9.4 温室效应及温室气体
9.4.1 温室效应与全球气候变暖
9.4.2 温室气体
9.5 温室气体的排放与控制
9.5.1 二氧化碳的排放与控制
9.5.2 氟氯烃（CFCS）的排放与控制
9.5.3 甲烷的排放与控制
9.5.4 其他微量温室气体的排放与控制
9.6 气溶胶及其排放控制
9.6.1 气溶胶的分类及特性
9.6.2 气溶胶的来源与排放
9.6.3 气溶胶的危害
9.6.4 气溶胶对气候的影响
9.6.5 气溶胶的控制
附录
附表1 各种能源折标准煤参考系数
附表2 中国煤炭分类总表（GB5751-86）
附表3 常用热工设备的热效率
附表4 各种元素的化学
附表5 主要无机物质的化学
附表6 主要有机物质的化学
附表7 某些化学反应过程的反应
附表8 我国环境空气质量标准（GB3095-1996）
附表9 工业炉窑大气污染物排放限值（GB9078-1996）
附表10 点燃式发动机排气污染物排放限值（GB14762-2002）
附表11 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机排气污染物排放限值（GB17961-2005）
参考文献
1.1 能源的分类与评价
1.1.1 能源的定义
1.1.2 能源的分类
1.1.3 能源的评价
1.2 能源与社会经济发展的关系
1.2.1 能源的更迭与社会发展的关系
1.2.2 能源与国民经济的关系
1.2.3 能源与生活水平的关系
1.3 能源资源概况
1.3.1 能源的计量
1.3.2 能源资源
1.4 能源结构
1.4.1 能源的生产结构
1.4.2 能源的消费结构
1.5 能源利用技术经济指标
1.5.1 能耗指标
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 中国能源状况分析
1.6.2 能源政策
第2章 常规能源
2.1 煤炭
2.1.1 煤的形成及特点
2.1.2 煤的成分、质量及其分类
2.1.3 煤炭资源及开采
2.1.4 煤炭生产与消费
2.1.5 中国煤炭发展战略
2.2 石油
2.2.1 石油的形成与特性
2.2.2 石油资源与开采
2.2.3 石油生产与消费
2.2.4 石油产品
2.3 天然气
2.3.1 天然气的形成及特性
2.3.2 天然气资源
2.3.3 天然气生产与消费
2.4 电能
2.4.1 电能的生产与消费
2.4.2 电力的生产方式
2.4.3 电力工业的发展趋势
第3章 新能源
3.1 核能
3.1.1 核裂变能生成原理与特点
3.1.2 核聚变能
3.1.3 核能的优点及用途
3.1.4 核电
3.2 太阳能
3.2.1 能流密度
3.2.2 中国太阳能资源分布
3.2.3 太阳能的利用方式
3.2.4 太阳能利用的进展
3.3 地热能、风能、海洋能、潮汐能
3.3.1 地热能
3.3.2 风能
3.3.3 海洋能
3.4 生物质能、氢能和天然气水合物
3.4.1 生物质能
3.4.2 氢能
3.4.3 天然气水合物
第4章 能量转换与储存
4.1 能量的形式与性质
4.2 能量转换方式与效率
4.3 化学能热电转换
4.3.1 基本热力循环
4.3.2 化学能－热能转换设备
4.3.3 热机
4.3.4 发电机
4.3.5 热力系统
4.4 核能发电
4.4.1 核电站分类
4.4.2 压水堆核电站
4.4.3 其他堆型核电站
4.5 电、热制冷
4.5.1 蒸汽压缩式制冷
4.5.2 吸收式制冷
4.6 太阳能的转换与利用
4.6.1 太阳能的特点及其利用方式
4.6.2 太阳能光－热转换
4.6.3 太阳能制冷与空调系统
4.6.4 太阳能电池
4.6.5 太阳能制氢
4.7 燃料电池
4.7.1 燃料电池的特点
4.7.2 燃料电池的工作原理
4.7.3 燃料电池的效率
4.7.4 燃料电池分类及特性
4.8 能量储存
4.8.1 机械能的储存
4.8.2 电能的储存
4.8.3 热能的储存
第5章 能量系统分析
5.1 能量平衡与热效率
5.2 热平衡测定与热平衡分析
5.2.1 热平衡测算
5.2.2 热平衡测算实例
5.3 热力学第二定律与熵、能级、（火用）
5.4 （火用）的计算
5.4.1 热量（火用）
5.4.2 开口体系（火用）（焓（火用））
5.4.3 压力（火用）
5.4.4 气体混合物的（火用）（扩散（火用））
5.4.5 化学（火用）
5.5 （火用）损失
5.5.1 绝热节流过程（火用）损失
5.5.2 绝热燃烧过程（火用）损失
5.5.3 传热过程（火用）损失
5.5.4 散热（火用）损失
5.5.5 燃烧产物（火用）损失
5.6 （火用）效率
5.6.1 （火用）效率的定义
5.6.2 各种热工设备的（火用）效率
5.7 （火用）平衡分析
5.7.1 （火用）平衡分析实例
5.7.2 （火用）分析的意义
第6章 工业过程节能
6.1 燃烧过程节能
6.1.1 燃料与燃烧方法、燃烧装置的优化选择
6.1.2 富氧、低空气比和最佳炉膛压力燃烧
6.1.3 助燃空气的预热
6.1.4 乳化燃烧与磁化燃烧
6.1.5 水煤浆燃烧技术
6.1.6 高风温低氧弥散燃烧技术
6.2 工业余热利用的基本原理
6.2.1 工业余热资源概况
6.2.2 余热利用的基本原理
6.2.3 余热利用的一般方法
6.3 工业余热回收系统
6.3.1 工业炉烟气余热回收系统
6.3.2 冷却介质余热回收系统
6.3.3 中低温余热动力回收系统
6.3.4 热泵系统
6.3.5 余热制冷系统
6.4 热回收用换热设备简介
6.4.1 余热回收换热设备分类
6.4.2 换热器设计的制约因素
第7章 环境概论
7.1 生态与环境
7.1.1 生态圈与生态系统
7.1.2 自然环境与生态环境
7.2 环境污染
7.2.1 环境污染及其分类
7.2.2 几个重大的环境污染问题
7.2.3 能源开发利用与环境污染的关系
7.2.4 环境污染的综合防治
7.3 环境标准
7.3.1 防止公害的环境标准
7.3.2 我国几个重要的大气污染排放标准
7.3.3 防止公害的法律措施
7.3.4 环境监测与评价
7.4 环境保护与可持续发展
7.4.1 环境保护
7.4.2 我国环境保护的基本思路
7.4.3 可持续发展
第8章 燃烧污染防治
8.1 硫氧化物的生成及治理
8.1.1 硫氧化物的生成机制
8.1.2 燃烧过程脱硫
8.1.3 排烟脱硫
8.2 氮氧化物的生成及治理
8.2.1 氮氧化物的危害与生成机理
8.2.2 氮氧化物的燃烧抑制
8.2.3 排烟脱氮
8.3 烟尘的生成与控制
8.3.1 浮游粒子及其危害
8.3.2 烟尘的生成机理
8.3.3 烟尘的燃烧抑制
8.4 除尘方法与设备
8.4.1 除尘的基本原理
8.4.2 除尘设备
第9章 大气污染控制
9.1 大气污染物的产生
9.1.1 大气污染物
9.1.2 影响大气污染物生成的因素
9.1.3 大气污染的防治措施
9.2 大气污染控制技术
9.2.1 降低燃料、原料消耗
9.2.2 采用清洁燃料或原料
9.2.3 发展无害技术（或工艺）
9.2.4 高烟囱排放
9.3 臭氧层的耗损及其控制
9.3.1 臭氧层的耗损
9.3.2 臭氧层耗减的危害
9.3.3 臭氧生成与分解机理
9.3.4 臭氧层的修复
9.4 温室效应及温室气体
9.4.1 温室效应与全球气候变暖
9.4.2 温室气体
9.5 温室气体的排放与控制
9.5.1 二氧化碳的排放与控制
9.5.2 氟氯烃（CFCS）的排放与控制
9.5.3 甲烷的排放与控制
9.5.4 其他微量温室气体的排放与控制
9.6 气溶胶及其排放控制
9.6.1 气溶胶的分类及特性
9.6.2 气溶胶的来源与排放
9.6.3 气溶胶的危害
9.6.4 气溶胶对气候的影响
9.6.5 气溶胶的控制
附录
附表1 各种能源折标准煤参考系数
附表2 中国煤炭分类总表（GB5751-86）
附表3 常用热工设备的热效率
附表4 各种元素的化学
附表5 主要无机物质的化学
附表6 主要有机物质的化学
附表7 某些化学反应过程的反应
附表8 我国环境空气质量标准（GB3095-1996）
附表9 工业炉窑大气污染物排放限值（GB9078-1996）
附表10 点燃式发动机排气污染物排放限值（GB14762-2002）
附表11 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机排气污染物排放限值（GB17961-2005）
参考文献
周乃君 湖南临澧人，1963年9月出生。1986年毕业于清华大学工程热物理专业，1989年获东南大学热能工程专业硕士学位，2003年获中南大学热能工程学科博士学位；2006年赴新西兰奥克兰大学访问一年。自1989年起，历任原中南工业大学冶金系助教、讲师，应用物理与热能工程系副教授、教研室主任；现任中南大学能源科学与工程学院教授、博士生导师、副院长。长期从事热能与动力工程专业教学与科学研究，主讲过的课程主要有《工程流体力学》、《燃烧原理与设备》、《制冷原理与设备》、《有色冶金炉》、《锅炉原理》、《高等流体力学》、《能源与环境》等；主要研究方向为热工设备数值模拟、热工过程检测与控制、工业节能技术、内燃机技术。已主持完成各类科研课题40多项，获省部级科技进步奖6项、国家发明专利5项，公开发表学术论文140余篇。
《能源与环境》以能源和环境的关系为主线，内容可分为两部分。前一部分主要介绍能源的分类、能源和社会经济发展的关系，煤炭、石油、天然气和水能资源等传统能源的资源量、生产和消费状况，并介绍了核能、太阳能、地热能、风能、海洋能、潮汐能、生物质能、氢能和天然气水合物等新能源的资源状况和开发利用技术，进而重点讨论能量转换和储存的基本原理、能量系统分析方法和工业过程节能的途径与方法；后一部分则重点围绕能源转换和利用过程产生的环境污染治理问题展开讨论，详细介绍了燃烧污染防治技术和大气污染控制技术。
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