蒸发结晶是基础的化工单元,在化工生产中极为常见。常规的蒸发结晶系统需要消耗大量生蒸汽,同时产生压力低、品位低的二次蒸汽。由于达不到应用条件,这部分二次蒸汽多被直接排放进大气或被冷却系统冷凝,造成能源浪费。而热泵技术能够通过消耗电能,将低位能提升为可利用的高品位能量,已经被广泛应用于工业余热回收领域。因此本文提出将二次蒸汽作为低温热源,通过热泵生成高品位热能为结晶设备供能的蒸发结晶系统新形式。由于结晶器所需热源一般为85℃及以上,因此该系统中的热泵属于高温热泵范畴,故将此系统形式称为高温热泵蒸发结晶（High temperature heat pump evaporative crystallization,HPC）系统。HPC系统耦合了热泵子系统与导流筒-挡板（Draft Tube Baffle,DTB）结晶子系统,形成了二次蒸汽潜热的闭式循环,同时使得两个子系统产生了新的运行特性。常规DTB结晶系统中二次蒸汽参数由结晶器内部参数决定,而HPC系统中二次蒸汽能通过热泵系统影响到结晶器内部状态。相似地,常规热泵系统的蒸发温度与冷凝温度仅通过制冷剂相互关联,而HPC系统中蒸发温度与冷凝温度还可以通过二次蒸汽相互影响。由于以上特点,耦合后的HPC系统运行特性更为复杂,同时热泵与蒸发结晶领域的常规评价指标并不能全面评价HPC系统的性能。本文以盐溶液作为结晶原料,针对高温热泵蒸发结晶系统的运行特性与评价进行了以下四个方面的研究:（1）DTB结晶子系统模型分析及应用。深入分析并建立DTB结晶子系统数学模型,采用粒数衡算模型完成结晶器有效体积建模,同时结合文献研究成果完善结晶器结构模型。根据DTB结晶子系统的数学描述,完成求解程序编写,依据已知条件构建DTB结晶子系统模型应用案例。（2）HPC系统数学建模与验证。构建热泵子系统的热力模型,完成传热性能研究,选择壳管式换热器结构形式并建立结构优化模型。在完成热泵子系统与DTB结晶子系统的分别建模后,构建耦合模型,梳理得到HPC系统求解方法,并完成数学模型验证。（3）HPC系统构建与运行特性研究。为掌握不同设计参数对HPC系统设计结果的影响,利用求解程序分析关键参数对设计结果的影响规律。基于分析结论结合已知条件,构建蒸发能力为300kg/h的HPC系统应用案例,案例的COP达到5.85。为模拟不同工况下HPC系统的运行特性,采用迭代法设计仿真程序,分析四种运行参数改变对系统的影响规律。（4）HPC系统技术经济性评价方法与应用。结合热泵与结晶领域常用指标,完成HPC系统在工艺控制性、节能性、环保性以及经济性四方面的评价指标建立,基于运行数据分析各指标的影响因素及影响规律。本文提出了高温热泵蒸发结晶系统,丰富了蒸发结晶领域的节能技术选择,研究了HPC系统构建过程中关键设计参数对设计结果的影响规律、运行过程中的特性变化,并建立了全面的评价方法,为HPC系统的优化设计、工程方案比选以及运行调试提供理论和数据参考。