本書重點圍繞現代綠色設計、節能、環保、新能源以及智能制造等新的發展趨勢，闡釋過程裝備與控制工程對過程工業的支撐作用、過程工業新的發展及其與專業的關系、大學期間創新能力的培養等內容，以及與這些內容相關的知識結構。
21世紀，全球制造業面臨著市場需求萎縮、產值下降、客戶個性化需求增加、交貨期縮短、能源和資源緊張、“三廢”排放和碳排放要求日趨嚴格等挑戰。在新一輪技術革命和產業變革中，世界各主要經濟體紛紛提出對傳統制造業進行轉型升級的國家級戰略。在我國，黨的二十大報告更是明確提出了“加快建設制造強國”的發展要求。
過程工業是制造業的重要支撐，事關國家的經濟命脈和人民的衣、食、住、行。我國過程工業歷經數十年的發展，整體實力增長迅速，國際影響力顯著提高，已成為世界上門類齊全、規模龐大的流程制造業大國，綠色發展和智能化發展成為我國過程工業發展的必然趨勢。過程裝備是過程工業的基礎，服務和引領著工藝的創新發展，在一定程度上決定著傳統過程工業的轉型升級，決定著節能環保、生物、新能源、新材料等戰略性新興產業的發展。
人才是發展的首要資源，工程教育和產業發展緊密聯系，相互支撐。過程裝備與控制工程專業是在多個學科發展的基礎上交叉、融合出現的學科分支，也是生產需求引導和工程科技發展的產物。過程工業及相關行業的發展日新月異，了解這些新的變化（或發展趨勢）及其與過程裝備與控制工程專業的關系，有助于該專業學生（或初學者）客觀地了解專業的內涵、專業在社會發展中的作用以及專業的發展方向，有助于他們較早地找到感興趣的發展方向并制訂出自己的學習計劃，從而更好地支撐未來過程工業的發展。在此背景下，本團隊在前期教學基礎上，編寫了本書。本書亦為國家級一流本科專業——過程裝備與控制工程專業建設成果教材。
全書共分七章，第1章介紹過程裝備與控制工程專業的內涵、專業在過程工業發展中的作用以及發展現狀；第2章介紹產品的全生命周期、產品的綠色設計；第3章通過節能原理與節能基本途徑、過程強化傳熱技術與裝備、工業余熱回收技術與裝備等，介紹過程工業新的節能技術及其裝備發展；第4章分別從廢水、廢氣以及固廢等三個方面，介紹當前的典型處理技術及裝備發展；第5章介紹傳統火力發電過程、新能源技術及裝備發展；第6章介紹過程工業智能制造的必要性、過程工業智能制造的基本概念和關鍵技術，以及過程裝備智能化應用案例；第7章圍繞大學生創新能力的培養，重點介紹了專業的培養目標及基本要求、創新能力培養需要具備的基本能力以及大學生創新實踐案例。
本書是團隊教學的結晶，李俊承擔了第1章、第6章、第7章（部分內容）的編寫；陽明君承擔了第2章和第7章（部分內容）的編寫；張穎承擔了第3章和第7章（部分內容）的編寫；羅會清承擔了第4章的編寫；陳曄承擔了第5章和第7章（部分內容）的編寫；史君林承擔了第7章（部分內容）的編寫，并提供了部分素材。在編寫過程中，部分研究生參與了初稿的部分校正工作。全書由李俊統稿，陳曄負責整理和校稿。
限于編者水平，本書在內容取舍和體系架構上，都可能存在不妥之處，懇請廣大讀者提出寶貴意見和建議，我們將不斷完善。
李俊
2022年8月
第1章過程裝備與控制工程專業內涵及發展1
1.1過程工業與過程裝備1
1.2過程工業的基本過程及典型設備2
1.3過程工業的發展趨勢4
1.4過程裝備與控制工程專業發展現狀5
思考題6
參考文獻6
第2章綠色制造模式下的過程裝備設計7
2.1過程裝備傳統設計及局限性7
2.1.1主要設計方法與設計流程7
2.1.2過程裝備傳統設計實例8
2.1.3過程裝備傳統設計的局限性9
2.2產品全生命周期綠色設計基礎10
2.2.1產品全生命周期10
2.2.2綠色產品的概念11
2.2.3綠色設計的概念與原則11
2.3產品全生命周期綠色設計13
2.3.1綠色材料選擇13
2.3.2綠色制造14
2.3.3綠色包裝設計15
2.3.4綠色產品的循環利用15
2.4綠色制造模式下的產品全生命周期綠色設計案例17
2.4.1太陽能泵設計17
2.4.2博萊特空壓機設計19
2.4.3其他綠色設計案例賞析20
思考題21
參考文獻21
第3章過程工業節能及其裝備發展22
3.1節能原理與基本途徑22
3.1.1節能的定義22
3.1.2節能的原理22
3.1.3節能的途徑23
3.2強化傳熱技術與裝置23
3.2.1傳熱的基本原理23
3.2.2強化傳熱方法及典型結構24
3.3工業余熱回收技術及裝備29
3.3.1過程工業常見的余熱資源及其價值29
3.3.2典型工業余熱回收技術30
3.3.3強化傳熱換熱器在余熱回收中的應用32
3.3.4余熱（廢熱）鍋爐——高溫余熱回收的關鍵設備33
思考題35
參考文獻35
第4章現代環保技術及其裝備發展36
4.1環保設備分類36
4.1.1環保設備的分類36
4.1.2環保設備的特點36
4.2工業廢水處理技術與設備37
4.2.1工業廢水來源及水質評價指標37
4.2.2工業廢水處理方法及設備37
4.3工業廢氣處理技術與設備45
4.3.1工業廢氣處理概述45
4.3.2廢氣處理技術及裝備實例46
4.4工業固廢處理技術與設備48
4.4.1固體廢物概述48
4.4.2工業固體廢棄物處理技術49
4.4.3工業固廢處理技術及裝備實例51
思考題53
參考文獻53
第5章新能源及其裝備發展55
5.1火力發電過程與裝備55
5.1.1火力發電基本原理55
5.1.2火力發電主要設備56
5.1.3火力發電的發展趨勢58
5.2新能源發電技術與裝備59
5.2.1太陽能發電過程及裝備59
5.2.2風力發電過程與裝備65
5.2.3核能發電過程與裝備67
5.2.4生物質能利用過程與裝備68
5.2.5氫能利用過程與裝備71
5.2.6地熱發電74
5.2.7低溫余熱發電76
5.3新能源發展趨勢77
5.3.1太陽能發電發展趨勢77
5.3.2風能發展趨勢77
5.3.3核能發展趨勢78
5.3.4生物能發展趨勢78
5.3.5氫能發展趨勢78
思考題79
參考文獻79
第6章過程工業智能制造80
6.1過程工業智能制造的必要性80
6.2過程工業智能制造基礎82
6.2.1智能制造的基本內涵及特點82
6.2.2智能制造涉及的關鍵技術84
6.2.3過程工業智能控制基礎85
6.2.4智慧化單元操作與單元過程87
6.2.5過程軟測量技術88
6.3過程裝備智能化管理應用89
6.4過程裝備與控制工程人才需要具備的學科知識91
思考題91
參考文獻91
第7章專業培養目標及大學生創新能力培養93
7.1專業的培養目標及畢業基本要求93
7.2大學生創新能力培養需要具備的基礎94
7.2.1現代工具94
7.2.2實驗及數據處理95
7.2.3文獻研究方法98
7.3大學生創新實踐案例99
7.3.1白酒釀造過程熱能梯級利用方法研究99
7.3.2基于渦流效應的雙作用車用空調系統研究101
7.3.3噴涂車間VOCs廢氣高效回收裝置設計102
7.3.4撬裝式智能曲房開發103
7.3.5纖維塑化水余熱利用防堵換熱器設計105
思考題107
參考文獻107
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