乏汽回收技术及装置

1 概述近年来，随着化工生产装置的大型化，生产过程中蒸汽凝液闪蒸产生的乏汽无组织排放对环境污染和安全生产都带来了严重的影响。

乏汽是一种温度、压力较低的低压蒸汽，属于低温热源的一种。

经过调研，目前在石化企业内，传统的能量同级利用较为充分，温位在120~200℃的余热基本已利用殆尽[1]。

由于低位温的余热利用难度较大，剩余的低温位热能被循环水带走或放空排放，散失到大气环境中，造成了极大的能源浪费。

如果对浪费的余热进行合理地优化利用，就能够提升企业低温余热资源的利用效率，实现节能减排，促进企业长期、可持续发展。

本文以某公司一氧化碳装置为例，提出以乏汽回收发电技术为主导方案，实现低温余热的有效利用，并对其产生的经济效益进行了分析。

某公司现有1套醋酸装置，2套一氧化碳装置（以下简称CO#1，CO#2装置）及一套醋酸酯装置。

本次乏汽回收利用，主要以一氧化碳CO#1装置为试点，把装置内工艺凝液、管道伴热凝液及蒸汽疏水凝液统一收集后经过闪蒸，利用闪蒸出的乏汽作热源产生动力，从而对外输出电能。

乏汽回收装置发电机组输出的电能并入现有装置供电系统，供装置使用，从而降低热电耗量、降低生产运行成本，同时提高蒸汽凝液利用率、减少二氧化碳排放，达到节能减排的目的。

 2 凝液乏汽排放现状目前CO#1装置凝液闪蒸产生的乏汽排放点主要有2个，分别是工艺凝液闪蒸罐放空排放乏汽和带脱气器的锅炉给水槽放空排放乏汽。

本次可回收利用的乏汽总量约为1.7t/h，乏汽温度为104℃，乏汽压力0.02～0.05MPa（G）。

乏汽主要来源及工艺参数见表1。

在CO#1装置凝液闪蒸产生的乏汽回收利用前，大量蒸汽通过管道放空排放，造成热量损失，且常年跑气，形成热能浪费、水资源浪费和热污染，同时也严重影响到厂区的安全文明生产。

见表１。

３ 乏汽回收方案的选择在一般化工装置中的外排乏汽，压力和温度都很低。

根据化工物性数据手册，1.0MPa（G）蒸汽和0.01MPa（G）乏汽热焓值分别为2780 kJ/kg 和2675 kJ/ kg，两者热焓性质很接近。

内蒙古伊东集团东兴化工有限责任公司氯碱化工综合利用配套锅炉房项目乏汽回收利用技术方案供方：北京中发拓源科技有限公司一．项目概况本乏汽吸收项目是为内蒙古伊东集团东兴氯碱化工动力分厂新建三台100t/h循环流化床锅炉（5.3MPa、485℃）配套的除氧器、定排和疏水扩容器的乏汽吸收利用而设，具体使用参数如下：⑵公用工程条件工作水（除盐水）温度：20℃工作水（除盐水）压力0.5MPa除氧器额定出力（110t/h）单台乏汽流量约为2t/h定排罐乏汽流量约为1t/h疏水扩容器乏汽流量约为1t/h新蒸汽价格（1.0MPa）150元/t （大概）乏汽价格80元/t （大概）冷凝水价格4元/t （大概）电价格0.38元/KWh（大概）三台锅炉的连续排污分别进入连排扩容器，（排污率为2%）其中分离出的乏汽进入除氧器作为除氧热源，而高温污水进入定排罐。

二. 技术方案1、乏汽回收的必要性：热力除氧器乏汽回收装置用途；除氧器乏汽回收装置用于热电、石化、轻工、纺织、食品、造纸、钢铁、供热等各种行业热电厂锅炉除氧器乏汽回收和定连排乏汽回收。

热力除氧器乏汽回收装置回收技术特点：（1）除氧器乏汽回收装置换热效率高，传热传质充分，回收效率达99% 以上；（2）除氧器乏汽回收装置设计新颖、结构简单，故障率低；（3）运行稳定、安全可靠、冷凝水易于回收；（4）不凝结气体排入大气，降低管道氧腐蚀，延长设备管道使用寿命；（5）消除噪声，替代原除氧器排汽消音器，美化环境；⑹乏汽回收即回收了热量又回收冷凝水，使冷凝水二次汽及用热设备所漏蒸汽全部回收，并得以综合利用，既节约了软化水资源，又节约了热能，从而降低生产运行成本。

2、乏汽回收技术方案：1、除氧器乏汽回收系统方案：⑴在锅炉除氧器附近安装1台北京中发拓源科技有限公司设备ZFTY-FQ60乏汽回收装置来回收3台除氧器产生的乏汽约总排汽量约为6T/H,首先使回收的乏汽瞬间排放并充分吸收热量同时保证锅炉除氧器系统正常运行。

除氧器乏汽回收装置华电电科刘乔兵电厂的除氧器排汽是具有较低压力和温度的饱和蒸汽和空气的混合物，由于其做工能力较低，一般都直接对空排放，未加以利用，带来较大的热量损失和高品质的洁净水损失。

在世界能源危机和水资源紧缺的大背景下，电厂节能减排的目光也投向了原来不起眼的除氧器乏汽的排放上。

目前，对于乏汽回收的方法均采用热交换方式，根据具体换热方式所不同，可分为混合式直接换热和换热器间接换热。

混合式乏汽回收，一般采用低温凝结水直接对乏汽进行雾化喷淋，以吸收乏汽热量，并回收水，由于回水压力为大气压力，必须通过热水泵将回水送回适合的加热器凝结水出（入）口加以利用。

该方法对雾化喷嘴的设计要求高，需要额外消耗电能，增加厂用电的消耗。

后有对该方法所谓改进方法，是将雾化喷嘴更换为射水抽气喷嘴（动力头），避免了喷嘴的设计难度问题，但从原理和系统上并没有变化，仍然需要额外的电能消耗，如图1所示。

大家都知道，凝结水通过凝汽器的真空除氧后，其含氧量是很低的，而上述两种方法都会使凝结水再次与氧气接触，将重新溶入氧气。

回收的高含氧量的水，将直接被泵送至加热器凝结水出（入）口，最终送至除氧器，将增加除氧器的除氧负荷。

图1 混合式直接换热乏汽回收装置系统图间接式乏汽回收，是采用低温凝结水，通过换热器与乏汽进行热交换，凝结水吸收乏汽余热温度升高，乏汽温度降低，乏汽中水蒸气凝结并被回收。

由于低温凝结水在热交换过程中不与氧气接触，不会额外带入氧气。

乏汽凝结水在换热后的温度很低，可以通过高差回水直接疏回凝汽器中，经凝汽器除氧并利用，如图2所示。

该方法系统简单，不需要增加热水泵，投资少，系统维护方便，不需要额外消耗电能，能最大限度地回收乏汽余热，并且不会给凝结水新带入氧气。

为评价除氧器乏汽回收的经济性，并对两种回收方式进行比较，以广安电厂300MW机组乏汽回收进行计算，计算结果见表1。

图2 换热器间接乏汽回收装置系统图广安电厂一期300MW机组除氧器根据运行工况不同乏汽排放所含饱和蒸汽量为1.2~2.0t/h，计算按平均排放量1.6t/h，运行压力0.745MPa，此时饱和温度为167.5℃，冷却用低温凝结水温度34.4℃，动力头回收方式的回水即为供出凝结水，温度设定为与8#低压加热器凝结水出口温度一致，为82.2℃；换热去回收方式回水温度为40℃，供出凝结水温度与8#低压加热器凝结水出口温度一致，为82.2℃。

热力除氧器、疏扩、定扩排汽热能回收装置简介南京兆泉科技有限责任公司二0一一年二月南京兆泉科技有限责任公司简介南京兆泉科技有限责任公司位于风景秀丽的紫金山南麓—南京理工大学国家大学科技园，公司秉持“专业、创新、品质、服务”的创业理念，致力于节能及环保安全工程产品的研发、生产及应用。

可为企业节能降耗提供最佳系统解决方案。

公司具有本科以上学历的员工占90%，拥有一支既有高学历又有现场务实经验的技术研发队伍。

在节能及安全系统工程方面拥有一批核心技术。

公司拥有多项余热回收利用的专利技术，如：一种含氧排汽热能回收装置，专利号：ZL 2005 2 0072109.2，证书号：第846345；一种能回收排汽热能的定排扩容器，专利号：ZL 2009 2 0072109.2，证书号：第1449853。

特别擅长对低（无）压蒸汽和凝结水热能的回收利用，如锅炉除氧器含氧排放汽、连排及定扩闪蒸汽乏汽热能回收及企业装置排放的各类工艺排放汽和凝结水的回收利用。

能为企业的创造良好的经济效益、改善企业的生产环境，为企业节能减排提供了有力的保障。

随着能源价格的上涨，蒸汽价格也在不断上升，为降低生产成本，增加市场竞争力，企业对各类低（无）压蒸汽热能和凝结水热能的回收利用显得十分迫切。

目前本公司生产的乏汽热能回收装置和凝结水利用已在石化、钢铁、电厂、轻工、造纸等企业得到广泛应用，并获得用户的一致好评。

公司乏汽回收装置，目前已被中石化镇海炼化、中石化金陵分公司、中石化齐鲁分公司、金桐石化、鞍钢集团、攀钢集团、宝钢集团梅山钢铁、南钢集团、霍煤集团、华能山东黄台电厂、江苏利港电力有限公司等几十家大型企业广泛采用，运行情况良好。

公司为中石化、中石油物资装备中心设备供应商。

公司已于2009年1月通过了ISO9001：2000国际质量体系认证，环保工程专业承包三级资质。

公司将以先进、完善的产品体系，一流的产品质量，富有竞争力的产品价格和良好的售后服务，真诚地与用户携手合作，为国家节能减排事业作出贡献。

乏汽回收装置原理
乏汽回收装置主要用于火力发电厂和其他工业蒸汽系统中，其主要功能是将生产过程中产生的低压乏汽（即失去能量、压力较低的蒸汽）重新液化为水，并将其热量回收再利用，以提高整个热力系统的效率和减少能源浪费。

乏汽回收装置的工作原理基于动态两相流理论、文丘里管原理以及微过冷度原理：
1.动态两相流原理：装置内部通过设计使低温水与低压乏汽在吸收器内形成良好的接触条件，实现汽-液两相之间的高效传热传质过程。

低温水吸收乏汽的热量，使其由气态转变为液态。

2.文丘里管原理：在某些情况下，可能会利用文丘里效应来增强乏汽与水的混合和接触效果，加速乏汽的冷凝速度。

3.微过冷度原理：通过控制乏汽与低温水接触后的温度，确保乏汽在接近饱和状态或微过冷状态下被吸收，从而最大程度地回收潜热。

具体操作流程如下：
-低压乏汽进入乏汽回收装置的吸收段，在那里与低温水相遇并发生热交换。

-低温水吸收乏汽的热量，使得乏汽迅速冷却、冷凝成水滴。

-吸收器内设置有恒压快速排出装置，可以维持常压甚至微负压环境，有利于乏汽的进一步排出和冷凝。

-被加热后的水成为高温水，通过稳压、除污、消除汽蚀等处理后，由高温水泵送回热力循环系统再次使用。

乏汽工作原理1、工作原理：（1）利用回收装置排出汽的动力压，通过内置文丘里管采用吸射进汽方法，将乏汽回收至本体内。

由于是引射方式，背压为常压，不影响乏汽的正常排放。

（2）乏汽和冷却水经特殊流程设计使乏汽与冷水相互快速而充分换热，乏汽迅速将自身的热量传给冷却水，乏汽的体积在瞬间缩小几百倍，导致回收器混合室内出现微负压，这种状况更有利于乏汽的产生和排放，因此也就不会对生产工艺产生“憋压”的危险，维护了生产工艺的安全。

（3）内置汽水分离器，如果装置用在除氧系统，乏汽中含有较高浓度O2、CO2等不凝气体，通过汽水分离器的作用分离出来排至空气中后，才能进入除氧水系统。

2、系统特点：（1）采用吸射进汽（气）方法，背压为常压，不影响工艺正常排放。

（3）操作范围广，可回收所有的和乏汽或二次闪蒸汽。

（4）一体化设计使乏汽的回收、热水的自动输送同时进行，为用户节约了投资。

（5）多重安全措施，保证了生产工艺的万无一失。

（6）系统投资小，见效快，工艺简单，操作方便简捷。

3、产品优势（1）乏汽回收装置内置负压引射器，消除除氧口因加装回收装置引起的阻力增大的问题，负压引射器产生微负压，克服回收装置的阻力降，使除氧器的工作条件不发生变化。

（2）乏汽回收装置内置气水分离器，从除氧器产出的乏汽含有大量的O2和CO2等不可凝气体，乏汽与脱盐水混合后进入气水分离器，气水混合物沿罐切线方向旋转运动，将不凝性气体从水中分离，从排气管排出。

（3）乏汽回收装置内置液位保持器，始终保持装置内存在一定液位，防止不可凝汽体顺管道溶入补水，防止除氧器重复除氧和及对管道、水箱的再次氧腐蚀。

我公司工程人员经过数据采集，提出以下技改方案：一、现有系统现状：1、（1）除氧器乏汽排放情况2台除氧器乏汽直接排入大气，除氧器压力0.13Mpa，温度130℃，排气管口径：DN50,乏汽量据估计为2×0.4t/h，凝结水温度<41℃，回水量50t/h,补水量8 t/h。

乏汽回收装置一、现状因为能源价钱的不停上升，国内的煤炭价钱也大幅爬升，节俭能源、降低公司成本成为各公司最为紧急的任务。

而公司大批的工业锅炉、电站锅炉在运转中装备除氧器及汽水系统装备的锅炉定排扩容器和疏水扩容器产生大批的低压蒸汽、闪蒸汽（乏汽）向外排放。

此外，好多公司在使用蒸汽的过程中，因为工艺的原由会产生好多排放的低压蒸汽，造成极大的能源损失及浪费，回收经济价值巨大。

如将此类有回收价值的乏汽进行合理回收利用，经济价值特别显然。

依据我们测定，一般除氧器排汽量约 1.0t/h 左右，定扩的排汽量约 1.0～1.5t/h ，疏扩、有的达到 2～3t/h 。

基于当前国家、公司对节能减排的日趋重视，南京兆泉科技有限责任公司于 2005 年开发出了拥有自主知识产权、国内当先的全自动乏汽热能回收装置，它能够宽泛用于除氧器、定连排扩容器、疏水等各种装置排放乏汽的回收，以及各种工艺排放蒸汽的回收。

能为公司的创建巨大的经济效益、改良公司的生产环境，为公司节能减排供给了有力的保障。

应用领域：石油化工、电力、冶金、造纸、轻工及其余行业中生产及使用蒸汽的场合，均可利用本装置回收：如：锅炉热力除氧器排汽锅炉定连排扩容器排汽供热设施尾端排汽工业透平排汽纸厂蒸球排汽有回收价值的工艺排汽二、排汽热能回竣工艺流程乏汽热能回竣工艺流程采纳了南京兆泉科技有限公司独有的的专利技术。

乏汽热能回竣工艺流程见图1、图 2。

图 1 除氧器乏汽回收系统工艺表示图图 2 乏汽回竣工艺表示图流程以下：从凝泵出口来的凝固水或化学除盐水在汽水混淆器内与除氧器、疏扩、定扩或工艺排放的乏汽进行传热传质混淆，排汽被水冷凝成平均的气—水混淆物，进入脱气贮水罐。

在脱气贮水罐中经过除氧设施，被分别的氧气和其余不凝气体与水分别后排放。

热水在液位控制器控制下，经加压泵加压后送到温度邻近的低加出口热水管道中或直接进除氧器。

排放乏汽的热能与冷凝水被所有回收。

减少加热用新蒸汽用量，其数目约为排放乏汽量。

除氧器乏汽回收方案一、除氧器乏汽回收的目的当今的电厂锅炉给水除氧方式大致有三种：热力除氧、真空除氧和化学除氧，目前行业内普遍采用的方式是热力除氧，即用高温蒸汽加热给水，水面上逸出的氧气和不凝结气体通过排氧门排放到大气。

在正常运行工况下，为了保证含氧量合格，需要常开排氧门，不断地排出氧气和部分不凝结气体，同时还有少量蒸汽被带出，这部分排出的气体称之为乏汽。

乏汽仍含有很高的热量，具有相当大的利用价值，直接排放不仅造成能源的浪费，而且对环境造成热污染，同时还会产生噪音。

若能将这部分热量回收并加以利用，将会产生巨大的经济效益和良好的社会效益。

二、系统现状本车间现有除氧器5台（技术参数见<表一>），其中有4台（1#、3#、4#、5#除氧器）在正常使用，另外1台（2#除氧器）因使用频率低、且阀门内漏，已经封堵停用。

除氧器的汽源采用三段抽汽，工作温度为104℃。

在正常运行时，因除氧器排氧门常开，当补水量增大、进汽量增加时，相应的排气量也会变大，出现机房顶部排汽口“冒白龙”现象，造成热浪费和热污染。

据此我们提出以下技改目标：1、将乏汽完成闭式回收利用；2、消除除氧器排气口冒汽现象，减少热浪费和热污染；3、不增加新设备的投入，利用现有设备进行技改。

表一：除氧器技术参数三、技改方案1、把2#除氧器当作一台普通的混合式换热器使用，将1#、3#、4#、5#除氧器的乏汽回收到2#除氧器，作为2#除氧器的汽源，用2#除氧器加热自来水，水温达到要求后排放到移动供热水箱，热水直接对外销售。

示意图如下：2、工作原理自来水通过2#除氧器原除盐水进口进入，经乏汽一次加热后流入除氧器水箱，因一次加热的温度达不到移动供热水温要求，需再进行二次加热。

二次加热是将水箱内经一次加热后的自来水通过加压泵打到2#除氧器原高加疏水进口，从高加疏水进口流入除氧头进行二次加热，最后回到水箱。

经过如此反复循环加热，直到水箱内的水温达到移动供热水温要求时（75—80℃），开启除氧器水箱出水门，排放至移动供热水箱。

乏汽与凝结水闭式回收技术设备的性能评估与比较随着全球经济的发展和能源消耗的增加，工业生产过程中排放的废气和废水成为环境污染的重要源头。

为了解决这一问题，工程技术人员不断努力研发新的环保技术和设备。

乏汽与凝结水闭式回收技术设备正是其中之一。

本文将对该技术设备的性能进行评估与比较。

1. 乏汽回收技术设备的性能评估与比较乏汽是工业生产过程中产生的高温高压废气，通过合理的回收利用，可以减少能源浪费并降低对环境的负面影响。

目前常见的乏汽回收技术设备有凝汽器和热交换器两种。

凝汽器是一种将乏汽冷凝为液态水的设备。

其原理是通过传热的方式，将乏汽中的热量传递给冷却介质，使乏汽中的水蒸气在冷却介质的作用下冷凝为液态水。

凝汽器具有结构简单、操作方便、回收效果明显等优点。

然而，由于其需要使用大量的冷却介质，因此能源消耗较大，且冷却介质的排放可能会产生其他污染物。

热交换器是一种通过对乏汽和其他工艺流体进行热量交换的设备。

它可以将乏汽中的热量转移到其他工艺流体中，实现能量的转化和回收利用。

热交换器具有热效率高、能源消耗小等优点。

然而，其设计和操作要求较高，成本较大，需要定期维护和清洗，否则会影响换热效果。

2. 凝结水闭式回收技术设备的性能评估与比较凝结水是工业生产过程中产生的废水，其中含有大量的热量和污染物。

闭式回收技术设备可以将凝结水中的热量和有价值的物质回收利用，达到节约能源和减少废水排放的目的。

常见的凝结水闭式回收技术设备有蒸发器和膜分离设备。

蒸发器是一种将凝结水中的水分通过加热转化为水蒸气的设备。

其原理是利用污水中的热量将水分蒸发，并通过冷凝器将水蒸气重新转化为液态水。

蒸发器具有回收效果好、废水排放减少等优点。

然而，由于蒸发器需要使用大量的能源进行加热，能耗较高，且操作和维护要求较高。

膜分离设备是一种通过特殊的膜材料，将废水中的水分和有价值的物质分离并回收利用的设备。

常见的膜分离技术包括膜滤、膜蒸发和膜萃取等。

膜分离设备具有工艺简单、能耗低、净化效果好等优点。

乏汽回收技术设备在锅炉排烟中的应用研究近年来，环境保护和能源利用的重要性逐渐引起人们的关注。

锅炉排烟中产生的乏汽，是一种具有潜在能量的废气。

为了有效回收和利用乏汽中的能量，乏汽回收技术设备越来越受到人们的关注。

本文将探讨乏汽回收技术设备在锅炉排烟中的应用，包括乏汽回收技术的原理、设备的种类和应用效果等方面。

一、乏汽回收技术的原理乏汽回收技术是利用余热回收原理，将锅炉排烟中的废气中的余热能够有效回收利用。

具体而言，乏汽回收技术可以分为换热回收、蒸汽回收和烟气除尘三个方面。

1. 换热回收：乏汽回收技术中最常见的方式是通过换热器，将锅炉排烟中的热能传递给回收介质，如热水或制冷工质。

通过高效传热换热器，可以将排烟中的余热转化为可用的纯净热能。

2. 蒸汽回收：在一些工业过程中，需要产生蒸汽，而锅炉排烟中常含有大量的蒸汽。

通过锅炉排烟获得的蒸汽可以被重新利用，从而减少能源的消耗。

3. 烟气除尘：锅炉排烟中常含有大量的颗粒物和有害排放物。

通过安装除尘装置，可以有效去除烟气中的颗粒物，保护环境和人们的健康。

二、乏汽回收技术设备的种类乏汽回收技术设备的种类繁多，根据不同的应用场景和需求，可以选择适合的设备进行回收利用。

1. 热交换器：热交换器是一种常见的三通式设备，通过将锅炉排烟中的热能传递给冷却介质，实现能量的回收。

根据不同的工艺要求，可以选择不同类型的热交换器，如管壳式、板式等。

2. 蒸汽回收装置：蒸汽回收装置适用于需要产生蒸汽的工艺。

通过设计合理的系统，可以实现对蒸汽的回收和再利用，提高能源利用效率。

3. 除尘装置：除尘装置是乏汽回收技术中不可或缺的一部分。

通过过滤和净化烟气中的颗粒物和有害物质，可以保证环境的清洁和人们的健康。

三、乏汽回收技术设备的应用效果乏汽回收技术设备在锅炉排烟中的应用可为企业带来多重效益。

1. 节能减排：通过乏汽回收技术设备，可以将排烟中的余热转化为可用的能源，减少对传统能源的依赖。