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热量回收式减压膜蒸馏研究

热量回收式减压膜蒸馏研究

作者：刘学晶天津大学

学位级别：硕士

面对淡水资源不足，分布不均，以及开采地下水资源对于地质环境的破坏，海水淡化以及工业废水、污水处理已经成为解决淡水资源的有效途径。21世纪水对人类的重要性将同20世纪石油对人类的重要性一样，水处理行业将成为21世纪最大的行业... 详细信息

面对淡水资源不足，分布不均，以及开采地下水资源对于地质环境的破坏，海水淡化以及工业废水、污水处理已经成为解决淡水资源的有效途径。21世纪水对人类的重要性将同20世纪石油对人类的重要性一样，水处理行业将成为21世纪最大的行业。减压膜蒸馏技术作为一种新兴技术，从其开发到现在已经受到极大的关注。本论文针对减压膜蒸馏系统进行了工艺改进，实现了系统的热量回收再利用，并系统研究了操作参数对透过通量以及热量回收的影响。结果表明各操作参数：进料液温度、进料液流速、真空度对一级、二级、三级热量回收式减压膜蒸馏装置透过通量的影响规律有较好的一致性。进料液温度升高，透过通量升高：进料液流速增加，透过通量升高：真空度增加，透过通量升高。针对一级、二级、三级热量回收式减压膜蒸馏装置的实验结果研究分析了此系统的热量回收效果。实验结果表明，在多数操作条件下，料液经过换热组件后温度上升，并且换热组件中可收集到大量蒸气冷凝产水。这说明本文所设计的热量回收式减压膜蒸馏装置能够回收利用减压膜蒸馏过程中的蒸气潜热。并系统研究了操作参数对热量回收利用率的影响。运用热量回收利用率评价了一级、二级、三级热量回收式减压膜蒸馏装置热量回收效果。研究结果表明，级数的增加可以提高热量回收利用率，但是随着级数的增加，总产水量增加，但是膜通量减小。膜通量与热量回收是一个相互联系又相互矛盾的统一体。本论文研究工作为膜蒸馏热量回收研究奠定了基础，初步解决了减压膜蒸馏热量回收问题，降低了减压膜蒸馏产水热耗率，为减压膜蒸馏海水淡化产业化奠定了基础。

关键词：减压膜蒸馏热量回收换热器中空纤维

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低浓度可燃废气处理系统热量回收特性研究

热力发电 2014年第6期43卷 32-40,50页

作者：王一坤雷小苗曹琪车得福西安热工研究院有限公司陕西西安710032 西安电力高等专科学校陕西西安710032 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

利用天然气和空气模拟低浓度可燃废气在自行搭建的处理系统上进行了热量回收特性的实验研究。实验研究了初始温度、换热工质流量、循环周期、浓度、空速和催化剂等因素对系统燃烧效率和热量回收率的影响。结果表明,该系统能在保持燃烧... 详细信息

利用天然气和空气模拟低浓度可燃废气在自行搭建的处理系统上进行了热量回收特性的实验研究。实验研究了初始温度、换热工质流量、循环周期、浓度、空速和催化剂等因素对系统燃烧效率和热量回收率的影响。结果表明,该系统能在保持燃烧效率大于90%的情况下,热量回收率超过50%;选择合适的运行参数,能够改善系统稳态时的温度分布曲线对称性,提高系统的燃烧效率和热量回收率;选择催化剂时,必须考虑热物性对系统的影响。

关键词：低浓度可燃废气催化燃烧燃烧效率热量回收热物性

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蒸汽冷凝水热量回收喷射系统的研究

系统工程与电子技术 1995年第3期17卷 76-80,F003页

作者：郭金基叶谋平邢浩旭肖蔡英张康治王国基陈敏健广州中山大学广东英龙水泥厂

本文阐述蒸汽冷凝水热量回收的系统框图，建立冷凝器汽——液相转换的热平衡方程、状态方程、不凝气体及喷射蒸汽质量流量的计算公式，研究喷射器在冷凝装置和冷凝水回收泵之间所起的耦合作用，建立喷射器的流体连续性方程、热平衡方程... 详细信息

本文阐述蒸汽冷凝水热量回收的系统框图，建立冷凝器汽——液相转换的热平衡方程、状态方程、不凝气体及喷射蒸汽质量流量的计算公式，研究喷射器在冷凝装置和冷凝水回收泵之间所起的耦合作用，建立喷射器的流体连续性方程、热平衡方程和效率计算的公式，指出克服冷凝后过热水再转变为汽相的技术关键。文中还导出流体在循环回路及经过泵加压后的能量方程，最后给出应用实例的示意图并讨论应解决的技术性问题。

关键词：蒸汽冷凝水热量回收喷射系统冷凝器

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离心式空压机的热量回收途径分析

棉纺织技术 2023年第12期51卷 50-53页

作者：苟永福西安纺织集团有限责任公司陕西西安710025

分析纺织厂离心式空压机热量回收的方法。介绍了离心空压机热回收的基本要求,分析了串联二三级冷却器、改造冷却器芯、重新设计冷却器这3种离心式空压机热量回收方法的原理和优缺点。探讨了热回收利用率的提升途径以及热回收系统的使用... 详细信息

分析纺织厂离心式空压机热量回收的方法。介绍了离心空压机热回收的基本要求,分析了串联二三级冷却器、改造冷却器芯、重新设计冷却器这3种离心式空压机热量回收方法的原理和优缺点。探讨了热回收利用率的提升途径以及热回收系统的使用流程。指出:纺织厂压缩热巨大,离心空压机热回收改造十分必要,企业应根据自身需要在保证空压机正常运行的基础上,选择适宜的离心式空压机热量回收方法,并合理设计整体热回收系统,确保改造达到更好效果。

关键词：离心式空压机热量回收回收方法热回收率回收换热器保障换热器

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连续排污热量回收利用方案的研讨

工业锅炉 1994年第2期 50-51页

作者：胡金堂焦建国王增河新分市锅炉检研所

连续排污也称表面排污,它是在锅筒正常水位下80～100mm处,安装一根带有分支管的排污管,经控制阀门排向炉外。因为它取水于水面附近,那里的盐碱类物质浓度最高,只要排出少量的锅水,就能有效地控制锅水碱度和蒸汽品质。这对于节水、节能... 详细信息

连续排污也称表面排污,它是在锅筒正常水位下80～100mm处,安装一根带有分支管的排污管,经控制阀门排向炉外。因为它取水于水面附近,那里的盐碱类物质浓度最高,只要排出少量的锅水,就能有效地控制锅水碱度和蒸汽品质。这对于节水、节能都有很大的实用价值。特别是装有过热器的锅炉,更应装设连续排污装置。

关键词：连续排污热量回收锅炉

基于热电转换效应的废水处理过程热量回收利用研究

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基于热电转换效应的废水处理过程热量回收利用研究

作者：姚金金南昌航空大学

学位级别：硕士

工业生产是中国能源消耗和二氧化碳排放的主要来源,2016年工业生产分别占中国终端行业能源消费总量和二氧化碳总排放量的66%和68.5%。工业生产过程中废水产生量大、处理工艺复杂、碳减排成本高昂,减少碳排放量意义重大且充满挑战,提高... 详细信息

工业生产是中国能源消耗和二氧化碳排放的主要来源,2016年工业生产分别占中国终端行业能源消费总量和二氧化碳总排放量的66%和68.5%。工业生产过程中废水产生量大、处理工艺复杂、碳减排成本高昂,减少碳排放量意义重大且充满挑战,提高能源利用率成为工业生产推动绿色和低碳发展的重点。就废水处理过程而言,会产生大量温度较低、回收难度较高的热能,诸如化学电镀,采矿等行业会产生大量的强酸性废水,借助酸碱中和工艺处理废水时,会产生大量温度较低的中和热量。若能实现这部分热能的有效回收,可减少碳排放并实现资源再利用,降低污水处理的成本。废水处理装置与能源回收体系的结合无疑是一种全新尝试。废水处理反应系统应运而生,其作为最常见的废水处理装置,能通过基于Seebeck效应的热电转换技术直接将热能转化为电能,而碲化铋(BiTe)作为商业化应用中最为成熟的热电材料,在室温环境下具有稳定的运行性能。因此,本论文将设计优化适宜强酸性废水处理反应器,选取BiTe等热电器件构建热电转换核心装置,形成自组装的强酸性废水处理—热量回收系统,实现废水处理过程中热量的回收利用。主要研究内容如下:(1)酸性废水处理反应器的设计与优化。基于废水处理膜生物反应器设计优化思路,反应器在处理酸性废水时,将温度的变化作为依据进行设计。分段式反应器的优化设计,相较最初一体式反应器,可以使得酸性废水在短时间内与碱性处理液充分反应,更快速高效的释放中和热能,实现酸性废水热源的温度达到峰值的目的;在分段式反应器基础上新增的直径为1 cm的空气槽与空气管,可以将中和余热回收段的空气挤压至其中,确保中和余热源液面与集热器充分接触,提高集热器传热效率。分段式反应器可以实现酸性废水处理与酸碱中和废热能源回收再利用同步进行。(2)酸性废水处理热量回收发电机系统的组建与优化。使用焊接方法将4片商用碲化铋(BiTe)热电器件进行串联,依次将集热器、BiTe热电器件和散热器重叠,使用螺丝进行固定,构成酸性废水热量回收发电机系统,在模拟酸碱中和反应所产生的中和热源工况下,对集热器从材料的耐腐蚀性,传热距离和样式进行优化,通过对输出电压进行监测,确定镍板厚度优化参数为2 mm,其输出电压峰值为0.92 V,同样的,对散热器的形状、传热距离以及材料进行优化,在余热源温度分别为100℃、66℃和48℃测试其输出电压,发现铝板最佳厚度数值为8 mm,其电压输出峰值分别为4.30V,1.99 V和1.04 V,将散热器设计为底板8mm厚的斗式结构,不仅完美解决与辅助热源接触不完全的问题,同时增大散热面积。在确定各组件优化参数后,使用6片BiTe热电器件组成的强酸性废水处理热量回收发电机进行模拟工况热量回收,发现优化后的热电发电机的输出电压峰值高达5.05V,输出电流达到了0.053 A,输出功率的峰值为268.00 mW,热电转化率为5.02%,相较使用未优化参数条件前,6块器件的热电转化率仅仅只有1.26%,优化后酸性废水处理热量回收发电机的性能提高将近3倍。通过改变齿轮泵参数,测试出最佳参数。当转速为600 rpm时,输出电压峰值为1.811 V,输出电流峰值为0.0415 A,运行状态稳定,并将其产生的电能进行应用,可以使得小型照明设备工作。(3)PEDOT:PSS柔性器件的制备与在酸性废水余热发电机的应用。由真空抽滤抽滤法得到的PEDOT:PSS薄膜,经过浓硫酸后处理烘干后,使用铜金属电极连接并使用聚酰亚胺包覆,制得PEDOT:PSS柔性器件。SEM表征显示,经过浓硫酸后处理过的PEDOT:PSS薄膜表面略微粗糙,断面出现些许层堆结构。AFM表征表明,经过浓硫酸后处理后,PEDOT:PSS薄膜表面粗糙度变大,膜上颗粒高度相对较高。XPS图谱指出,浓硫酸后处理PEDOT:PSS薄膜PSS含量减少,说明游离态的PSS被去除。Zeta电位分析阐明,部分PEDOT分子发生聚集,薄膜表面的负电荷带电量更高。将柔性器件与BiTe热电器件串联构成分段式热电转换器件应用于酸性废水余热回收,其输出电压提高了0.03 V,输出电流增加了0.5 m A,说明柔性器件的联用增强了酸性废水处理热量发电机的工作性能。

关键词：污水处理温差发电热量回收 Bi2Te3 PEDOT:PSS

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直接接触式膜蒸馏脱盐过程与热量回收研究

直接接触式膜蒸馏脱盐过程与热量回收研究

作者：李蕾天津大学

学位级别：硕士

膜蒸馏是一种将膜技术与蒸馏技术相结合的新型分离过程,具有广泛的应用场合。直接接触式膜蒸馏是膜蒸馏的一种,其特点决定了这种操作方式最适合于卤水脱盐、海水淡化等透过组分为水的操作。面对目前淡水资源短缺的现状,我国在提倡建设... 详细信息

膜蒸馏是一种将膜技术与蒸馏技术相结合的新型分离过程,具有广泛的应用场合。直接接触式膜蒸馏是膜蒸馏的一种,其特点决定了这种操作方式最适合于卤水脱盐、海水淡化等透过组分为水的操作。面对目前淡水资源短缺的现状,我国在提倡建设节约型社会的同时,已把发展海水淡化作为有效解决淡水问题的重要方法之一。研究直接接触式膜蒸馏的脱盐过程对于开发新的海水淡化方法与技术具有重要的理论和实际意义。本论文在选择实用性中空纤维膜的基础上研究探讨直接接触膜蒸馏的脱盐过程,初步探讨膜组件的组合工艺和热量的有效利用方式。首先测试了多种疏水性的商用中空纤维多孔膜,结合直接接触式膜蒸馏的过程要求,最终选择了一种性能优良的聚丙烯中空纤维膜进行膜蒸馏过程的实验研究。结合高温侧流体的温度极化效应对膜过程影响大这一缺点,设计了错流式的中空纤维膜组件和一套相应的直接接触式膜蒸馏实验装置。在此基础上,测试了各种实验条件下料液的盐(NaCl)浓度(0%-10%)对膜透过通量的影响,结果表明在测试的浓度范围内,料液的浓度对中空纤维直接接触式膜蒸馏的传热与传质影响很小,特别是在错流形式的膜组件内浓度极化效应被最大程度的减弱,以至于料液含盐量在0%-10%的范围内膜通量几乎没有差别。本文工作分别以冷凝液的进口温度、冷凝液流速、进料液流速和料液进口温度四个操作参数为变量,通过大量的交叉实验,系统地探讨了不同参数对单一膜组件系统的透过通量与传热的影响,结果表明直接接触式膜蒸馏的各种参数之间是交互影响的,而且在较高温度和流速范围内各因素之间的相互影响程度更大。在对错流中空纤维直接接触膜蒸馏的研究中还发现,料液高温侧的温度极化效应在较高的料液流速下得到了有效克服,但在中空纤维内侧冷凝液的温度极化效应即使在较高的流速范围内仍然较显著。实验结果显示进料液的参数对膜组件通量的影响较冷凝液的参数更显著。在所有测试实验中膜的脱盐率达到99.9%,最高产水通量在进料温度95℃,冷却水温度29℃,进料流速131 kg/h,冷却水流速87 kg/h时达到34 kg/mh。探讨了膜组件的组合工艺和热量回收的可行性,计算整个流程的组件产率,流程回收热能的效果,计算热量回收效率,结果显示与蒸馏过程的热能有效利用率相比,热能回收效果显著。

关键词：直接接触式膜蒸馏海水淡化热量回收换热器

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热量回收和调节

冷藏技术 1981年第S1期 1-9+118页

作者： Jacques Thomas 邱忠岳

在制冷系统中,其热量是通过压缩机的机械功从低能位送到高能位的。能源危机以来,对用高温或热泵来回收能量发生了很大的兴趣。因此,我们力图作到最佳地利用和节省能量。热泵系统中,冷凝器的利用是极其重要的。在通常情况下,制冷效应的... 详细信息

在制冷系统中,其热量是通过压缩机的机械功从低能位送到高能位的。能源危机以来,对用高温或热泵来回收能量发生了很大的兴趣。因此,我们力图作到最佳地利用和节省能量。热泵系统中,冷凝器的利用是极其重要的。在通常情况下,制冷效应的利用是较小的,而且没有什么意义(当然可逆泵除外)。在热量回收系统中,制冷效应的利用是极为重要的,同时设法部分或全部的利用冷凝器的热能。把这二个系统结合起来有时就能合理地利用,例如用制冷效应来冷却或冻结,用冷凝器

关键词：辅助冷凝器热量回收贮液器贮液筒冷凝温度冷凝压力制冷回路制冷系统

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热量回收的最佳经济限度

河南化工 1984年第2期 35-42页

作者：张庆忠

一、问题的提出随着能源问题的日益突出,热量的回收利用受到人们的普遍重视。但是,热量回收是越多越好?还是有一个最佳的回收限度?如果热量回收有限度的话,它取决于哪些因素?怎样找到它?这是我们在进行热量回收

关键词：热量回收最佳经济使用寿命传热面积函数曲线