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冶金物料干燥等工业过程中产生大量温度为80℃左右,相对湿度为100%的尾气,经净化后为空气和低温水蒸汽的混合物。由于其能量品位较低,企业一般直接排放到大气中。然而,低温水蒸汽直接排放到大气中,从外观上看呈白色“烟雾”状,与工业上排放的废气极为相似,疑为废气排放。此外,低温水蒸汽含有大量余热,通过使空气温度升高的增温作用污染大气,既对环境造成热污染,而且造成大量能源的浪费。本文在对某冶金企业锌窑渣干燥尾气排放量、成分进行测试及分析的基础上,通过研究低温水蒸汽减排机理,开发了一种新型高效紧凑型间壁式气-液换热器及空气源热泵梯级减排工艺系统。该减排系统的工作过程为：车间排出的低温水蒸汽首先进入间壁式气-液换热器,被初步冷凝,产生生活热水；经过第一级冷却后的低温水蒸汽通过风管引入空气源热泵蒸发器,水蒸汽再次被冷凝,产热风。设计与制作了高效紧凑型间壁式气-液换热器及空气源热泵梯级减排工艺系统,在单因素实验的基础上,利用响应曲面法的中心组合设计,对低温水蒸汽余热回收工艺参数进行优化分析。选择冷却水流量、热泵蒸发器迎风面积和热泵冷凝器风速作为优化因素,研究各因素的不同水平对换热效果的影响。实验结果表明：(1)影响换热量的因素中热泵蒸发迎风面积影响较小,冷凝器风速及冷却水流量影响较显著。(2)实验因子与换热量符合二次方程模型。(3)在分析了各个因子的显著性和交互作用后,得到的最优工艺参数为：冷却水流量83.58ml/s,热泵蒸发器迎风面积为lm2,热泵冷凝器风速为3m/s。在此条件下,梯级回收系统的实际换热量为11641.27J,与预测值基本吻合。(4)经蒸发器冷凝后的水蒸汽及其它不凝性气体,通过焓湿图分析软件可计算出其在80.8kpa压强下的露点为10-11.5℃,均低于环境温度24℃,没有白色烟雾,可通过烟囱向大气中排放。对系统进行了节能效率分析,余热回收利用率为64.38%。