摘要：在工业生产中，精馏塔塔釜的凝结水在排放时会产生大量的闪蒸蒸汽，若直接排放掉，会造成能量与物料的浪费。为充分回收这股物料中的能量与有机原料，本文提出了高温废水闪蒸技术，对该技术的原理及工艺流程进行了简要的分析，并介绍了它在工业生产中的应用。

化工行业是能耗大户，其中精馏又是能耗极高的单元操作，而传统的精馏方式热力学效率很低，能量浪费很大。在今天能源价格不断上涨的情况下如何降低精馏塔的能耗，充分利用低温热源，已成为人们普遍关注的问题。

在化工生产中，精馏塔塔釜排放的高温废水流量大、温度高，但由于是液相，能量不好利用，目前都是直接排放掉。在冬天里，所排放的液体释放出的蒸汽，能产生很大的“雾柱”，造成能量的浪费，并且在塔操作不正常或者塔板效率较低时，会有部分化工物料从塔釜“逃走”，这又造成了物料的浪费。

目前，国内外最切实可行的方法是在废液排放前利用废液喷射闪发装置——蒸汽喷射泵回收废液闪发出的蒸汽J。通过蒸汽喷射泵闪蒸技术可以回收其中的能量与物料，降低排放废液的温度，而且当物料通过蒸汽闪蒸时，率先蒸出来的是有机化工物料，其次才是水蒸气，实际上是对物料又进行了一个理论级的分离，这对提高精馏过程的能源利用率，降低能源消耗具有很重大的意义。

1、高温废水闪蒸的工艺流程

闪蒸就是高压高温的饱和水进入比较低压的容器中，由于压力的突然降低使这些饱和水变成饱和水蒸气和低温低压的饱和水。此过程中无外界热量的加入，只是由于压力降低，使部分显热转化为气化潜热，使之闪蒸出蒸汽。经过闪蒸，此部分高温高压水就变为低温低压水，达到了降温的目的，同时还可以利用闪蒸出的这部分水蒸气去换热。鉴于此，提出了废水闪蒸的方案。

图1为采用蒸汽喷射泵进行废水闪蒸的工艺流程，这种工艺不是将塔釜液排入地沟，而是送入缓冲罐，缓冲罐与真空喷射泵相连，利用原来直接加热塔釜的新鲜蒸汽，以高速射流通过真空泵，将缓冲罐造成真空，使高温废水部分蒸发，变成蒸汽，带走大量汽化潜热，与新鲜蒸汽一起，送人精馏塔中，对精馏塔进行加热。由于闪蒸蒸汽带走了大量热能，从缓冲罐排放的废水，其温度可由110℃左右降至70—80℃，甚至降至40—5O℃，并且闪蒸部分相当于一个理论级的分离，可进一步回收釜液中的物料，降低残液排放对环境的热污染和有机物料污染，保护环境质量。当原料中水的含量较大时，塔釜废水排放的流量也很大。由于这股物料流量很大，所以回收蒸汽带来的能量与物料相当可观。

该技术仅需要增加一个真空喷射泵和缓冲罐，不需要电力驱动，不需要加入外界热量，设备投资低，工艺操作稳定，经济效益十分可观。适用于化学工业中有机物料的脱水精馏过程。同样适用于化工、石化、电力等生产过程中所排放的高温热水的能量回收与再利用。

2、蒸汽喷射泵的原理

蒸汽喷射泵结构简单，投资小，运行可靠，能合理匹配蒸汽的压力等级，回收低品位蒸汽，提高蒸汽的利用效率，是节能的重要途径。

蒸汽喷射泵主要由喷嘴、吸收室、喉管、扩压室几部分组成，其结构如图2所示。蒸汽喷射泵的工作原理是：来自锅炉(或蒸汽包)的蒸汽，经过渐缩的文丘里管，形成高速射流，流量最高可达该状态下临界速度，从而最大限度地将静压能转变为动能，形成高真空，造成吸收室的真空状态。由于高速蒸汽与被抽吸蒸汽间产生的卷吸作用和紊动扩散作用，把吸收室内的蒸汽带走，使该处变为负压，从而吸入与之相连的缓冲罐内的蒸汽，造成真空状态。高温热水在低压下迅速蒸发，并以潜热形式带走大量热能，使缓冲罐内的热水温度降至与其真空度相平衡的温度上，从而回收部分热能，同时将低沸点有机物料进行一个理论级的回收，并且减少了环境的热污染与有机物料污染。

被抽吸出来的闪蒸蒸汽，随着工作蒸汽进入喉管内，并在该处进行能量交换；由于流体分子的紊动作用，工作蒸汽将一部分动能传给被吸蒸汽，这样工作蒸汽的速度逐渐减慢，被吸蒸汽的速度逐渐加快，到达喉管末端时，两股蒸汽的速度逐渐趋于一致，混合过程逐渐完成。然后混合蒸汽进入流通面积逐渐增大的扩压管，在扩压管内速度逐渐降低，压力上升，部分动能转化为静压能，最后射出喷射泵，通过管路进入精馏塔内。

3、高温废水闪蒸的工业应用

某化工厂的某化工产品从塔内排出的废热水温度为100—110℃，数量为100—120t／h。现在废热水出口处设一闪蒸罐，使闪蒸罐出来的蒸汽压为0.015MPa，废热水温度降低到80—97.8℃，并用一蒸汽喷射泵，利用新蒸汽把闪蒸出来的蒸汽再引射人塔内，以节省新蒸汽。此化工产品每吨可回收2吨蒸汽，以年产1万吨产品计，可产蒸汽2万吨，若每吨以5O元计，产值达100万元，同时还减少了排污，以排污费0.5元/t计，减少排污费1万元。

某酒厂采用发酵法生产酒精，发酵后的成熟醪糟进入粗精馏塔进行精馏，将酒精与水、醪糟分离。塔釜水蒸气直接加热，塔顶采出乙醇等物质，塔釜采出水和固形物。采用真空闪蒸技术，对废醪糟排放中的能量和含有的部分酒精进行回收，使排放温度由原来的110℃降至75℃废水中的酒精含量的质量分数由原来的0.1％降至0.05％以下。表1分别为年产1万吨和2万吨食用酒精技改前后的经济指标。

某食品厂蒸煮面丝用的0.2MPa蒸汽是利用0.9MPa新蒸汽减压减温后制得。炸面丝用0.9MPa蒸汽加热，产生的高温凝结水和闪蒸蒸汽排人地沟，热能总损耗在30％以上。对供热系统进行了改造，采用喷射泵式凝结水回收装置回收凝结水和闪蒸蒸汽，通过喷射泵用0.9MPa蒸汽引射凝结水闪蒸蒸汽，使之提高到0.2MPa，供蒸煮面丝用汽降压后的凝结水供给浴室使用。该系统投入运行后，回收凝结水量为2.00t／h，回收闪蒸汽量为1.23t／h。若蒸汽价格为87元/t，水价格为1元／t，以每年运行7000h计，年回收闪蒸蒸汽价值74.91万元，年回收凝结水热量约折合2000t蒸汽，其价值为l7.4万元，回收凝结水的水价值1.4万元，总回收价值93.71万元。工程总投资为13万元，投资回收期约2个月。

4、结论

降低能源消耗．提高能源利用效率。是降低企业生产成本．增加经济效益，提升企业竞争力的重要手段。随着各种节能技术的不断进步，节能工作也将不断向前推进。而废水闪蒸作为节能降耗的措施之一，已经得到了广泛的应用。采用该技术不仅能够回收凝结水中的能量与物料，同时还可以减少环境污染，改善环境质量，为企业带来巨大的经济效益。