黨的二十大指出,我國經濟已由高速增長階段進入高質量發展階段,推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。在能源化工領域,許多工序中的高壓流體通過減壓閥等設備降壓后進行下一步操作或直接排放處理,未經利用的壓力能被大量浪費,不僅提高了企業運行成本,還間接增加了環境污染,對能源利用與社會經濟發展造成巨大的損失。若能發展余壓回收技術,對高壓廢液、廢氣流股的余能進行回收再利用,可大幅降低能耗,促進系統節能。這符合二十大提出的“實施全面節約戰略,推進各類資源節約集約利用,加快構建廢棄物循環利用體系”。
本書立足于液體壓力能回收利用領域,以反滲透海水淡化為主要應用背景,以當前主流的旋轉容積式余壓回收設備為對象,系統闡述旋轉式壓力交換器的結構設計、內部流動機理、自驅性能、可視化實驗及流動控制技術,分析孔道內壓力波動與壓力波傳播現象,介紹新型的盤式和旋葉式壓力交換結構的構思與工作性能,開展新型余壓回收網絡及系統的方案構建與性能分析。
本書第1章介紹余壓回收設備的提出、分類、典型應用工藝和發展趨勢。第2章講述旋轉式壓力交換器的結構與工作原理,揭示孔道內部湍流流場和摻混性能。第3章探究旋轉式壓力交換器自驅性能,分析自驅特性、摻混特性和壓力交換特性。第4章介紹旋轉式壓力交換器可視化實驗,提出有限通道內分隔板流動控制技術及其在旋轉式壓力交換器中的應用。第5章揭示旋轉式壓力交換器孔道內部壓力波的傳播特性,提出基于壓力波的疊加增壓技術。第6章介紹新型的盤式和旋葉式壓力交換結構,研究內部流動特性和工作性能。第7章提出熱功耦合回收網絡集成方法,建立余壓回收設備管網系統的跨維數耦合模型,構建熱膜耦合制水系統。
本書主要基于鄧建強教授課題組十余年在容積式余壓回收設備研究方面積累的一些研究成果撰寫而成,相關研究內容受到國家自然科學面上項目“復雜工況下壓力能傳遞的壓力波動與疊加強化機制研究”(項目編號:21376187)的支持。感謝從課題組畢業的張棟博、陳志華、劉芹等在撰寫本書過程中提供素材和幫助。此外,課題組宣炳蔚、郭希健、馮義博、趙林坤等協助整理了資料,在此一并表示衷心感謝!
限于水平,書中疏漏之處敬請讀者不吝斧正。
著者
2023年5月
鄧建強,西安交通大學化工學院,教授、博導,西安交通大學化工學院過程裝備與控制工程系教授、博士生導師。曾任無錫小天鵝家電有限公司副總經理,曾在清華大學動力工程與工程熱物理系做博士后研究,曾在倫敦帝國理工學院作訪問學者,曾在榆林學院化學與化工學院掛職執行院長,曾在西交大學生就業指導中心掛職副主任。在西安交通大學,歷任講師、副教授、教授。在國內外期刊、會議發表論文140余篇,授權專利16項,主持國家自然科學面上項目4項、國家重點研發計劃子課題1項,以及博士點、陜西省科學技術研究發展計劃項目、中央高等學校基本科研經費和多項工業領域課題。國家自然科學的同行評議專家、學位中心學位論文通訊評議專家和中國博士后科學評審專家,制冷學會高*級會員。2009年作為主編曾出版“化工工藝學”教材(北京大學出版社),每年主講兩門本科生課程和一門研究生課程。曾主持2018年度校級本科實踐教學改革研究專項項目“工科課外創新實踐活動教學指導方法研究”,授課團隊承擔結題了校級教改課題“過程裝備現代制造工藝學的網絡視頻教學模式研究”等教改研究工作。2006授課至今:過程裝備現代制造工藝學,本科生,每年40、32學時不等;2007授課至今:化工工藝學,授課對象:本科生,每年48、40、32學時不等;2012授課至今:專業前沿技術講座,授課對象:本科生,每年4學時;2018授課至今:現代煤化工與高端裝備制造,授課對象:研究生,每年20學時。