废油是一个双面体,具有污染性和资源性的双重特征:处理不当会造成环境污染,回收和再生利用将节省能源并缓解资源短缺的压力。针对此,本书主要介绍三个方面内容:第一,废油理化性质、检查指标及基本方法;第二,废油再生技术基本原理、方法;第三,废油再生冷凝系统研究现状与优化。“废油资源的再生利用研究-基于冷凝系统的新技术”作为专业基础技术课程,融合了基础课和专业课,本书在两者之间起着承前启后的作用,即有大量基础理论知识,又有专业性较强的机械工程。本书从废油处理的理论基础入手,按照由易到难的认识过程、紧扣先进技术成果,全面阐述了废油处理技术的应用,内容包括废油再生的基本理论、废油的物理、化学处理技术,在上述大量基础理论之上,本书还着重介绍了废油再生设备之冷凝系统最新进展情况和研究成果,全面阐述了在废油再生设备中十分重要的关键冷凝设备的作用、研究进展、及对冷凝设备型线的优化及环境经济性能。
本书着重介绍了废油再生设备之冷凝系统进展情况和研究成果, 全面阐述了在废油再生设备中十分重要的关键冷凝设备的作用、 研究进展、 及对冷凝设备型线的优化及环境经济性能.
人类赖以生存的石油资源,在地球上的储量是有限的,随着石油开采技术的进步,更多的石油被人类所获得。同时随着人类整体发展,全球石油年消耗量逐年加大。近年来,我国国民经济飞速发展,取得举世瞩目的成就,人民生活水平显著提高。伴随着国民经济的各种活动,石油主要产品燃油和机械油使用量也激剧增加,国家每年要花大量外汇从国外购买石油。当前石油资源供需矛盾突出,能源安全已经成为制约我国经济发展的重要因素。同时,我们知道工业机械用油常常因受到固体颗粒、水分、气体和其他杂质的污染而失去原有的使用价值,□后被人类丢弃。废油按国家危险废物名录规定属于危险废物,不规范处理不但会有违法风险,同时会对自然环境造成污染和生态破坏。在当前国家和社会越来越重视资源节约和保护环境的大背景下,如何对废油进行处理后资源化显得特别重要。
众所周知,目前环境污染治理技术主要集中于废水、废气、废渣等方面的处理。在废水治理方面对含油废水的处理已有较多研究,但以废油本身为处理对象的研究还较少,对工业废油的处理处置技术研究还应深入。目前,工业废油处理工艺主要是利用过滤与分离等基本原理,降低污染油液中污染物的含量,控制油中污染物的产生,从而恢复油液使用性能。根据污染油液再生净化的方法不同,可以设计制造不同的污染油液净化设备,通常简称为“滤油机”。目前国内外市场上有较多专业的废油处理技术,其中重庆工商大学科技开发公司的一系列油处理技术处于领先地位。该公司有液压油滤油机、透平油滤油机、磷酸酯抗燃油滤油机、蒽油滤油机、真空滤油机、离心滤油机等产品,这些设备能较好地实现废油的净化与再生。废油的处理程序是先将废油加热到一定温度,以此来增加油的流动性,降低黏度,再将油液注入真空室进行过滤实现废油的净化,处理后的油通过自然冷却或用自来水冷却。废油处理设备通常在温带、亚热带地区使用。如果在热带地区,面对高温、高湿的气候环境,处理后的油还用自然冷却或自来水循环冷却,就不能达到连续动态处理废油的目的,所以如果在热带地区使用滤油机,需要在设备的末端对过滤后的油进行强制、大批量、连续冷却处理。涡旋式流体机械在性能与结构上具备诸多优点,其应用领域越来越广泛,并已在制冷与空调、泵送液体、增压气体等方面获得工业化应用。采用以涡旋压缩机为核心的冷凝系统可更好实现强制冷却目的。对压缩机的优化研究既可解决滤油机的产品生产成本问题,同时也可以节约水资源、保护环境、节约能源。
“废油资源的再生利用研究——基于冷凝系统的新技术”作为专业基础技术课程,融合了基础课和专业课,本书在两者之间起着承前启后的作用,既有大量基础理论知识,又有专业性较强的机械工程知识。本书从废油处理的理论基础入手,按照由易到难的认识过程,紧扣先进技术成果,全面阐述了废油处理技术的应用,内容包括废油再生的基本理论,废油的物理、化学处理技术。在上述大量基础理论之上,本书还着重介绍了废油再生设备之冷凝系统的□新研究进展和研究成果,全面阐述了在废油再生设备中十分重要的关键冷凝设备的作用、研究进展及对冷凝设备型线的优化及环境经济性能。
牟瑛 重庆资源与环境交易中心 副高级工程师;张贤明 教育部废油资源化技术与装备工程研究中心 主任 二级教授 博士后导师;,陈国强 重庆市北碚区住房和城乡建设委员会 博士 职员,王立存 重庆工商大学 博士,陈欢 重庆工商大学 博士
究方向预测 / 125
6.2 压缩机通用曲线的几何特性 / 131
6.2.1面曲线的局部特性 / 131
6.2.2面曲线的整体特性 / 134
6.2.3 涡旋型线向量形式分析 / 134
6.2.4 涡旋型线泛函表征分析 / 137
6.2.5 通用涡旋型线举例 / 140
6.3 压缩机通用型络原理研究 / 142
6.4 压缩机通用涡旋型线坐标变换分析 / 144
6.5 压缩机通用涡旋型线共轭啮合理论研究 / 146
6.5.1 通用涡旋型线构成原则 / 146
6.5.2 通用涡旋型线判定方法 / 148
7 通用涡旋型线变化规律及优化 / 149
7.1 基于 GA 算法的通用型线优化研究 / 149
7.1.1 遗传算法概述 / 149
7.1.2 实验部分 / 154
7.2 基于 NSGA-II 算法的通用型线优化研究 / 161
7.2.1 NSGA-Ⅱ 简述 / 161
7.2.2 适应度函数的确定 / 165
7.2.3 NSGA-Ⅱ 应用 / 166
7.2.4 用 NSGA-Ⅱ 方法求解 / 172
7.2.5 本节小结 / 173
7.3 基于泛函的涡旋压缩机结构参数优化 / 174
7.3.1 涡旋压缩机能效比优化 / 174目 录.5
7.3.2 遗传算法原理以及数学模型的建立 / 177
7.3.3 算例 / 178
7.3.4 本节小结 / 181
8 通用涡旋型线压缩机关键部件力学分析 / 182
8.1 泛函通用涡旋型线的特殊涡旋型线 / 182
8.2 涡旋压缩机关键部件-动涡旋盘的力学分析 / 184
8.2.1 动涡盘的切向气体作用力分析 / 185
8.2.2 动涡盘的径向气体作用力分析 / 188
8.2.3 动涡盘的轴向气体作用力分析 / 191
8.2.4 作用在动涡盘的倾覆力矩作用力分析 / 194
8.2.5 作用在动涡盘的自转力矩作用力分析 / 197
8.3 计算实例 / 201
8.4 本节小结 / 202
9 冷凝系统关键设备涡旋型线建模及有限元分析 / 204
9.1 泛函通用涡旋型线的特殊涡旋型线 / 204
9.2 利用 MATLAB 软件取得型线空间数据 / 205
9.3 Pro/ E 建模和装配 / 209
9.3.1 Pro/ E 软件简介 / 209
9.3.2 利用数据文件画涡旋型线 / 210
9.3.3 涡旋压缩机其它零部件建模 / 213
9.3.4 涡旋压缩机的装配 / 214
9.4 有限元模型建立及分析 / 2156 .废油资源的再生利用研究———基于冷凝系统的新技术
10 通用涡旋型线制冷压缩机仿真分析 / 219
10.1 涡旋制冷压缩机运动仿真检查 / 219
10.2 变频和定频两种驱动模式分析 / 220
10.2.1 变频模式研究 / 220
10.2.2 定频模式研究 / 223
10.3 本节小结 / 226
11 冷凝系统的经济与环境分析 / 228
11.1 环境分析 / 228
11.1.1 废油 (能源) 再生装备上的利用 / 228
11.1.2 涡旋压缩机制冷系统的环境问题 / 229
11.2 经济效益分析 / 230
参考文献 / 232
1>绪论
人类赖以生存的石油资源,在地球上的储量有限,随着工业技术的快速发展和开采能力的提高,石油资源紧缺现象越来越明显。人类一方面要节约石油能源,另一方面又要保护环境,避免排放废油造成环境污染。
从废油污染环境的角度来看,目前环境工程学科的治理技术主要是三废治理,即针对废水、废气、废渣的处理处置技术。虽然对含油废水的处理已有较多研究,但以废油本身为处理对象的研究还较少,对工业废油的处理处置技术研究还须深入。
1.1>工业废油的概念
通常来说,油液污染的原因有被外来杂质污损、被水分混浊、热分解、氧化和燃料油稀释几种情况。
各种油液在炼制、储存、运输和使用过程中,由于呼吸作用或者其他原因,可能会有水分和杂入;由于温度与空气的氧化作用,可能会老化、变质;油中污染物的产生会油一步劣化、分解,产生有害气体,使油液颜色、酸值、黏度等性质发生变化。从这个意义上说,油中有污染物不可避免。根据油液使用用途来分,部分油品中污染物的含量在一定比例范围以内时,对油液的使用并没有大的影响,此含量的油中污染物是可以接受的。但随着时间的推移,油中污染物含一步提升,可能降低油液的使用性能,或者在油液使用过程中产生很大的副作用。当使用性能的降低或者副作用的增大达到一定程度时,就必须停止使用污染油液。例如润滑油中的固体颗粒含量较多时,可能会破坏起润滑作用的油膜,从而增大设备零件之间的摩擦,引起机器故障。当使用含水量较多的汽油作为燃料时,可能造成较严重后果,如积炭增加、停止燃烧、爆炸等。
根据1998年7月1>日起在全国实施的《废润滑油回收与再生利用技术导则》规定了废润滑油的定义、分级、回收与管理、再生与利用。润滑油在各种机械、设备使用过程中,由于受到氧化、热分解作用和杂质污染,其理化性能达到各自的换油指标,被换下来的油统称废润滑油。其中引用润滑剂、工业用油和有关产品(L类)的分类标准(GB/T7631.1>)将废油分为以下四类:废内燃机油、废齿轮油、废液压油、废专用油(废变压器油、废压缩机油、废汽轮机油、废热处理油等)。废油按变质程度、被污染情况、水分含量及轻组分含量来划分等级,废油分为一级、二级,二级以下的废油称为废混杂油,分级指标见表1.1>