机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法》比较系统、全面地介绍了机械蒸汽再压缩蒸发技术的理论知识和工程应用中的实际问题。内容共分九章，包括这项技术的一般概念和基本理论知识，工程设计中应考虑的要点和应掌握的原则；给出了一些实验研究数据并列举了不同领域的工业应用实例，对节能效果进行了比较分析以及讨论了生产运行中的有关问题。为了实际应用中热工计算的方便，在《机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法》后的附录中，收集了有关数据表和水蒸气的焓一熵图。这项节能技术的推广应用必将为社会带来节约能源和保护环境的显著效果，为企业和生产单位带来突出的经济效益。
　　《机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法》可供化工、石油、造纸、制药、食品、海水淡化、废水处理、核废水的净化和浓缩等部门以及科研院所科技人员、管理人员和大专院校师生参考。

作者简介

　　庞合鼎，1962年毕业于陕西工业大学化工系，同年到现中国原子能科学研究院从事放射化学、化工工作。研究员级高级工程师，主持的科研项目获1985年国家科技进步三等奖；参与的科研项目获1983年国防科技工作重要成果三等奖，论著一本，译书一本，发表论文多篇。

内页插图

目录

第1章 热泵的发展史
1．1 国外家用热泵的发展情况
1．1．1 19世纪
1．1．2 20世纪
1．2 国外工业热泵的发展史
1．3 我国热泵的发展
参考文献

第2章 热泵的基本概念
2．1 什么是热泵
2．2 热机、热泵、制冷机的特征和区别
2．2．1 热机
2．2．2 热泵
2．2．3 制冷机
2．2．4 电冰箱
2．2．5 空调机
2．3 热机和热泵效能的评价
2．3．1 热机效率
2．3．2 热泵的性能系数
2．3．3 制冷机的性能系数
2．3．4 空调机和电冰箱效能的评价
2．4 热泵的循环
2．4．1 开式热泵循环
2．4．2 闭式热泵循环
2．5 热泵的类型及其特征
2．5．1 空气压缩式热泵
2．5．2 蒸汽压缩式热泵
2．5．3 蒸汽喷射式热泵
2．5．4 吸收式热泵（化学热泵）
2．5．5 半导体热泵——帕尔特（Peltier）热泵
参考文献

第3章 热泵理论
3．1 热力学定律
3．1．1 功和热力学能
3．1．2 热和热力学能
3．1．3 热力学第一定律——能量守恒定律
3．1．4 热力学第二定律
3．2 循环过程中热和功的相互转换
3．2．1 热机、制冷机和热泵的热力循环过程
3．2．2 热泵的热力循环系统
3．3 工业生产用的热泵循环过程
3．3．1 工业用机械蒸汽压缩式热泵特点
3．3．2 循环系统的热力分析
参考文献

第4章 热泵蒸发过程中的水和水蒸气
4．1 水蒸气产生的过程
4．2 水蒸气状态参数的确定
4．2．1 水和水蒸气的比体积
4．2．2 水和水蒸气的焓
4．2．3 水和水蒸气的焓及热力学能
4．3 水和水蒸气的熵
4．3．1 熵的概念
4．3．2 水和水蒸气的熵
4．3．3 干饱和蒸汽表及其应用的举例
4．3．4 过热蒸汽表及其应用举例
4．4 水蒸气的T-s图及h-s图
4．4．1 水蒸气产生过程的T-s（温一熵）图
4．4．2 水蒸气的h-s图（焓一熵图）
4．4．3 水和水蒸气的h-s图
4．5 水蒸气h-s图中各曲线的解说和应用
4．5．1 曲线的解说
4．5．2 曲线解说中应用h-s图进行热力计算的举例
参考文献

第5章 热泵工艺参数及设备匹配的实验验证
5．1 放射性废水模拟料液的实验
5．1．1 实验流程和设备
5．1．2 主要设备及其作用
5．1．3 试验与结果
5．1．4 结论与讨论
5．2 造纸黑液的浓缩处理试验
5．2．1 造纸黑液蒸发浓缩处理流程
5．2．2 操作条件
5．2．3 蒸发器运行方式
5．2．4 净化效果
5．2．5 耗能及节能效果
5．3 无机盐类的制备
5．3．1 从废液中回收亚硫酸钠的实验
5．3．2 氯化钡的生产实验
5．3．3 氯化钙溶液的蒸发浓缩实验
5．4 甘油水溶液的蒸发浓缩
5．4．1 试验用的原料液
5．4．2第一次试验
5．4．3第二次试验
5．4．4 同厂内所用常规单效蒸发比较的节能情况
5．5 玉米浸泡液的净化和浓缩实验
5．5．1 玉米浸泡液的特性
5．5．2 实验流程
5．5．3 运行条件
5．5．4 净化效果及耗能情况
5．6 流程中设备匹配的改进及必要的说明
5．6．1 流程中设备匹配方面的改进
5．6．2 必要的说明
参考文献

第6章 热泵的工业应用
6．1 热泵技术的应用概况
6．1．1 机械蒸汽再压缩式热泵的应用范围
6．1．2 蒸汽喷射式热泵的适用范围
6．2 热泵在海水淡化及高纯水制备中的应用实例
6．2．1 舰艇上的应用实例1
6．2．2 舰艇上的应用实例2
6．2．3 热泵在高纯水制备中的应用实例
6．3 盐类的制备
6．3．1 喷射式单效热泵蒸发装置
6．3．2 机械蒸汽压缩式热泵蒸发装置
6．3．3 机械蒸汽压缩式制盐的操作流程
6．3．4 热泵蒸发法回收无水硫酸钠
6．3．5 亚硫酸盐废液的回收
6．3．6 盐卤蒸发
6．4 热泵在放射性废水处理中的应用
6．4．1 应用实例1
6．4．2 应用实例2
6．4．3 应用实例3
6．5 热泵在化肥领域合成氨工艺中的应用实例
6．5．1 泸州天然气化工厂合成一车间实例1．
6．5．2 热泵在合成氨生产工艺中应用实例2
参考文献

第7章 热泵蒸发装置的设计
7．1 设计的总体考虑
7．1．1 压缩机提供蒸发的推动力
7．1．2 沸点升高消耗压缩功
7．1．3 回收二次蒸汽冷凝液热量达到最好经济效果
7．1．4 操作压力及不凝性气体的排放
7．1．5 压缩机入口蒸汽的适当过热和出口蒸汽的消除过热
7．1．6 其他几个问题
7．2 热泵蒸发生产流程设备配置的考虑
7．2．1 热泵蒸发生产流程
7．2．2 各个设备设计的目的和用途
7．3 系统启动热源和补充热源
7．3．1 借用已有热力管网中的蒸汽
7．3．2 柴油机组
7．3．3 热泵蒸发系统自身配备小的启动电热锅炉
7．4 热泵蒸发系统热量平衡的计算
7．4．1 热量平衡计算
7．4．2 启动热源及补偿热源的考虑
7．5 选用适宜的压缩机及驱动装置
7．5．1 选用适宜的压缩机
7．5．2 选择压缩机的驱动装置
7．6 蒸发器考虑选用的要点
7．7 热泵蒸发系统的运行及控制
7．7．1 操作程序
7．7．2 监测与控制
7．7．3 控制方式
参考文献

第8章 热泵蒸发系统的主要设备
8．1 蒸汽压缩机
8．1．1 离心式水蒸气压缩机
8．1．2 罗茨式水蒸气压缩机
8．1．3 螺杆式压缩机
8．1．4 轴流式压缩机
8．2 蒸发器
8．2．1 蒸发器的类型和应用
8．2．2 选用蒸发器的考虑
8．2．3 汽液分离装置
8．3 热交换器（预热冷凝器）
8．3．1 管式换热器
8．3．2 板式换热器
8．3．3 其他类型的换热器
参考文献

第9章 节约能源及热泵的未来
9．1 节约能源的意义
9．2 我国能源资源的现状及存在问题
9．2．1 我国能源资源发展的现状
9．2．2 我国能源资源利用存在的问题
9．3 高效节能热泵技术在我国发展的广阔前景
9．3．1 节能要靠国家重视和推广要有具体政策
9．3．2 提高全民节约能源的意识
9．4 热泵蒸发技术在我国有着广阔的发展前景
参考文献
附录
附表1饱和水蒸气表（按温度排列）
附表2A饱和水蒸气表（按压力排列）
附表2B饱和水蒸气表（按压力排列）
附表3水的饱和蒸汽压（一20％至100℃）
附表4水和过热蒸汽
附表5在饱和温度下读出的过热水蒸气的平均比热容
附表6水的重要物理性质
附表7空气的重要物理性质（760mmHg压力下）
附表8无机物水溶液在大气压下的沸点
附表9单位换算表
水蒸气的h-s图

前言/序言

　　能源是人们生活在一个工业化社会的基本需求，然而许多常规能源总会有一天要用完的。由于社会、科技的不断发展，使各行各业的人们都清楚地认识到能源对人类的重要性以及人类对它的依赖性，也看到能源消耗的严重性。除此，我们又亲身感受到消耗能源的同时所带来的严重环境污染问题（如水污染及大气污染），例如2013年年底一段时间出现的大面积雾霾，使我们淹没在其中；无雨无风雾霾就要持续笼罩着，这直接影响着我们的健康，这也是耗能污染并存的问题。再来看看水资源问题，我们回顾一下已过去的40～50年的时间水资源的变化，20世纪60年代村村有水井，村民家家饮用井水，每逢雨天用手伸入井内便可从井中提上水来。路边、村边雨后的那些水坑中的蛙群叫声使人难以入眠。山间小溪流水不断，平原地区大小河流，流水滔滔向下游而去，洪水季节河水几乎要溢出两岸河堤。而现在村中井枯了，山间溪流于了，平原地区大小河流有不少没水了。这短暂的自然变化带来了这些严重而值得思考的问题。我国政府十分重视这些问题，并有了这方面的政策，由于政策的执行在节能和环保方面取得了显著的成效（第9章中有描述）。
　　现在，我们要做的就是研究新技术，利用现有的有效技术节约能源，减少污染，节约用水，保持用水的持久性。
　　本书是在庞合鼎、王守谦、阎克智于1985年合编的《高效节能的热泵技术》一书的基础上经过修改，并增加了第2章、第4章和附录的内容。该书所论述的热泵蒸发技术就是能达到既节约能源、减少污染又能节约用水的方法之一，也就是文章中所讨论的机械蒸汽再压缩式热泵蒸发技术。20世纪70年代天津大学化工系在实验室内作小型热泵试验研究。原子能研究所（即现在的中国原子能科学研究院）于1975—1979年建成一套机械蒸汽压缩式热泵蒸发装置，设计为每小时蒸发水量250kg，实际运行达到330kg。现场测量每蒸发1t水耗电68kw·h，但当时因国内没有厂家制造不锈钢蒸汽压缩机，因而这项工作搁置了下来。当时，同德国的起步时间仅差几年的时间，但这么一拖便落后了几十年。
　　2003年辽宁沈阳沈鼓集团公司可以制造压缩汽量为15t／h的离心式水蒸气压缩机以后，又生产了汽量为36t／h、46t／h的水蒸气压缩机，这便为我国热泵蒸发技术的发展创造了条件，此后又有一些生产厂家也能制造同种类和不同种类的水蒸气压缩机。目前这项节能技术在国内的化工、食品、制药及海水淡化方面都已有应用。热泵蒸发法无论生产能力大小均能节约热能80％-90％（同常规同类型蒸发装置相比较），不过生产规模越大节能效果越显著。采用热泵蒸发法可以省去冷却循环水泵房及冷却塔系统，如果用电启动又可以省去锅炉房，这便达到了节能，无污染又节约水资源的目的。
　　这项技术在我国的应用仍处在起步的初期阶段，但发展的趋势很快，不过还需要大力推广。为此，我将所做实验研究工作、生产运行经验及调研资料加以整理供有兴趣人士参阅。
　　本书的初稿经由中国原子能科学研究院罗文宗研究员（原放化所所长）审阅，于承泽研究员（原研究室主任）、廖元宗研究员和从事热泵研究的化工机械工程师秦化一阅读，他们都提出了宝贵的修改意见。
　　在编写过程中的打印、图表扫描和复制工作，得到了李秀芳等人的大力帮助。
　　出版费用得到了长沙鼓风机厂有限责任公司的赞助。
　　在此，对以上提供帮助的朋友和经费赞助单位表示衷心的感谢。
　　由于编写水平有限，请读者多加指正，并希望多提宝贵意见，谢谢！
　　作者
　　2015年11月
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