本發明涉及熱能回收，具體涉及一種三聚氰胺尾氣的熱能回收方法和系統。

背景技術：

1、我國工業余熱資源占到整體燃料消耗總量的17％-67％，回收率可以達到60％，特別是在鋼鐵行業、化工行業、水泥行業、建材行業以及石油行業等。但目前各個行業對余熱資源的利用未能得到優化及提升。

2、工業余熱資源可以分成多種不同的類型，比如，高溫煙氣余熱、冷卻介質余熱、廢氣余熱、化學反應余熱等。在現有的三聚氰胺尾氣裝置中如圖3所示，利用水蒸汽的熱量將解吸塔工藝液中的氨和二氧化碳解吸，塔底得到純水，塔頂得到解吸氣，解吸塔氣相中的熱量利用空冷器等設備對解吸氣降溫冷凝，使熱量散失至空氣中，無法回收，液相水需要送至外界再用。而三聚氰胺尾氣裝置中解吸塔又需要大量水蒸汽對工藝液進行解吸，兩者熱量無法匹配，造成整體裝置能耗高，空冷器利用空氣對解吸氣降溫，傳熱效率低，且空冷器體積較大，限制了裝置產能的提升。

3、因此，如何三聚氰胺尾氣的熱能回收方法和系統進行調整和優化，以提高熱能回收率，降低整體回收系統的能耗，是本領域亟需解決的技術問題。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供了一種三聚氰胺尾氣的熱能回收方法，以提高三聚氰胺尾氣的熱能回收率，降低整體回收系統的能耗。

2、相應地，本發明還提供了一種用于上述方法的三聚氰胺尾氣的熱能回收系統。

3、本發明提供一種三聚氰胺尾氣的熱能回收方法，包括如下步驟：

4、(1)將三聚氰胺尾氣經二氧化碳吸收塔和/或二氧化碳洗滌塔處理后，得到甲銨液，將所述甲銨液送入碳分離塔中進行二氧化碳分離，得到碳化氨水；

5、(2)將步驟(1)中的部分所述碳化氨水經換熱減壓送入解吸塔中，利用水蒸汽進行解吸，得到解吸氣和解吸液；

6、(3)將步驟(2)得到的所述解吸氣與步驟(1)中剩余部分所述碳化氨水混合后與第一液相工質進行第一換熱，分別得到解吸氣凝液和第一氣相工質；

7、(4)將所述第一氣相工質壓縮后與來自所述解吸塔的部分解吸液進行第二換熱，分別得到冷卻第一液相工質和換熱蒸汽；將所述換熱蒸汽部分返回步驟(2)作為解吸用水蒸汽；所述冷卻第一液相工質經減壓后返回步驟(3)進行第一換熱。

8、在一些可選的實施方式中，步驟(4)中，所述冷卻第一液相工質依次經冷凝、減壓后返回至所述第一換熱過程中；

9、在一些可選的實施方式中，步驟(4)中還包括向所述部分解吸液中補充水的步驟；

10、在一些可選的實施方式中，還包括將所述換熱蒸汽剩余部分壓縮、減溫后外送的步驟；

11、步驟(4)中，所述冷卻第一液相工質經冷凝、減壓至0.05mpa-0.5mpa、20℃-50℃后返回至所述第一換熱過程中；

12、在一些可選的實施方式中，將所述換熱蒸汽經壓縮、減溫至

13、0.25mpa-1.0mpa、127℃-180℃后外送。

14、在一些可選的實施方式中，步驟(4)中，所述冷卻第一液相工質經冷凝、減壓至0.05mpa-0.5mpa、20℃-50℃后返回至所述第一換熱過程中；

15、在一些可選的實施方式中，將所述換熱蒸汽減溫的過程還包括補水過程；

16、在一些可選的實施方式中，將所述換熱蒸汽剩余部分減溫的過程還包括補水過程中的補充水溫度為127-180℃，壓力為0.25mpa-1.0mpa。

17、在一些可選的實施方式中，步驟(2)中部分所述碳化氨水占步驟(1)中碳化氨水的質量比為70-79％；

18、在一些可選的實施方式中，步驟(2)中水蒸汽的質量與碳化氨水的質量比為(25-35)：100；

19、在一些可選的實施方式中，步驟(2)中得到的解吸氣和解吸液的質量比為(25-35)：100；

20、在一些可選的實施方式中，步驟(2)得到的所述解吸氣與步驟(3)中剩余部分所述碳化氨水的質量比為(0.8-0.9)：1；

21、在一些可選的實施方式中，步驟(3)中，解吸氣與第一液相工質的質量比為(25-35)：(230-500)；

22、在一些可選的實施方式中，步驟(3)中，所述解吸氣與剩余部分所述碳化氨水混合后的總質量與所述第一液相工質的質量比為1:(3.4-7.4)；

23、在一些可選的實施方式中，步驟(4)中，所述部分解吸液占全部解吸液的質量比為25-35％；

24、在一些可選的實施方式中，所述向部分解吸液中補充的補充水與所述部分解吸液的質量比為(1-42)：(25-35)；

25、在一些可選的實施方式中，將所述換熱蒸汽剩余部分減溫的過程補水過程中加入的補充水與換熱蒸汽剩余部分的質量比為1：(10-30)。

26、在一些可選的實施方式中，步驟(2)中，部分所述碳化氨水經換熱減壓后的溫度為93-130℃，壓力為0.22-0.6mpa；

27、在一些可選的實施方式中，步驟(3)中，所述剩余部分碳化氨水的溫度為150℃-180℃，壓力為1.5mpa-2.5mpa；

28、在一些可選的實施方式中，步驟(1)中所述碳化氨水的質量組成包括：nh3：4％-12％，co2：1％-8％，h2o：80％-95％。

29、在一些可選的實施方式中，步驟(2)中，所述解吸氣的溫度為90℃-126℃，壓力為0.15-0.55mpa；

30、在一些可選的實施方式中，所述解吸液的溫度為110℃-155℃，壓力為0.15-0.55mpa；

31、在一些可選的實施方式中，所述解吸氣的質量組成包括：nh3：35％-55％，co2：5％-20％，h2o：25％-45％；

32、在一些可選的實施方式中，向部分解吸液中補充的補充水的溫度為110℃-155℃，壓力為0.15-0.55mpa。

33、在一些可選的實施方式中，步驟(3)中，所述第一液相工質的溫度為20℃-50℃、壓力為0.05-0.5mpa；

34、在一些可選的實施方式中，所述第一氣相工質的溫度為20-95℃、0.05-0.5mpa；

35、在一些可選的實施方式中，所述解吸氣凝液的溫度為30℃-60℃，壓力為0.15-0.55mpa；

36、在一些可選的實施方式中，所述解吸氣凝液的質量組成包括：nh3：22％-40％，co2：5％-15％，h2o：45％-65％。

37、在一些可選的實施方式中，步驟(4)中，將所述第一氣相工質壓縮至210-283℃、0.8-1.9mpa后再送入第二換熱器中；

38、在一些可選的實施方式中，所述冷卻第一液相工質的溫度為115-157℃、壓力為0.8-1.9mpa；

39、在一些可選的實施方式中，送至解吸塔中的所述換熱蒸汽的溫度為110-155℃、壓力為0.15-0.55mpa。

40、本發明還提供一種用于實現上述所述的三聚氰胺尾氣的熱能回收系統，其特征在于，包括：

41、碳分離塔，所述碳分離塔包括三聚氰胺尾氣和碳化氨水第一出液口、碳化氨水第二出液口；

42、解吸塔，所述解吸塔包括碳化氨水第一進液口、解吸氣出口和解吸液出口；水蒸汽入口；其中，碳化氨水第一進液口與碳化氨水第一出液口連接；

43、第一換熱器，所述第一換熱器包括第一進料口和解吸氣凝液出口，第一液相工質進料口和第一氣相工質出料口；其中第一進料口與解吸塔的解吸氣出口和碳分離塔的碳化氨水第二出口連接；

44、第一壓縮裝置，所述第一壓縮裝置包括第一氣相工質進料口，加壓第一氣相工質出料口；其中第一氣相工質進料口和第一換熱器的第一氣相工質出料口連接；

45、第二換熱器，所述第二換熱器包括解吸液進口和第一蒸汽出口，加壓第一氣相工質進料口和冷卻第一液相工質出口；其中，解吸液進口與解吸塔的解吸液出口連接；第一蒸汽出口與解吸蒸汽入口連接；加壓第一氣相工質進料口和加壓第一氣相工質出料口連接；

46、減壓閥，包括減壓閥進料口與減壓閥出料口，所述減壓閥進料口與冷卻第一液相工質出口連接；減壓閥出料口和第一換熱器的第一液相工質進料口連接。

47、在一些可選的實施方式中，還包括：冷卻裝置，所述減壓閥進料口與冷卻第一液相工質出口通過冷卻裝置連接；冷卻裝置包括冷卻裝置進料口和冷卻裝置出料口，其中，冷卻第一液相工質出口與冷卻裝置進料口連接，冷卻裝置出料口和減壓閥進料口連接；

48、在一些可選的實施方式中，還包括，第二壓縮裝置，其中，第二壓縮裝置包括第二壓縮裝置進料口和第二壓縮裝置出料口；

49、第二換熱器包括第二蒸汽出口；其中，第二壓縮裝置進料口和第二換熱器包括第二蒸汽出口連接；

50、減溫裝置，其中減溫裝置包括減溫裝置進料口和減溫裝置出料口；所述減溫裝置包括減溫裝置進料口和第二壓縮裝置出料口連接；

51、在一些可選的實施方式中，第二換熱器解吸液進口與解吸塔的解吸液出口間還包括補水口；

52、在一些可選的實施方式中，第二壓縮裝置出料口與減溫裝置進料口間還包括補水口。

53、在一些可選的實施方式中，第一換熱器還包括初始液相工質注入口。

54、可以理解的，初始液相工質注入口用于系統啟動時注入液相工質，或當系統第一液相工質損耗時，補充加入第一液相工質。

55、在一些可選的實施方式中，所述第一換熱器為蒸發器、冷凝器中的至少一種；

56、在一些可選的實施方式中，所述第二換熱器為蒸發器、冷凝器中的至少一種；

57、在一些可選的實施方式中，所述第二壓縮裝置為蒸汽壓縮機。

58、在一些可選的實施方式中，第一氣相工質材料選自二氯甲烷、氫氟烴類化合物中的至少一種。

59、在一些可選的實施方式中，氫氟烴類化合物包括但不限于hfo-1336mzz(z)、hfc-245fa、hfc-236fa。

60、本發明的氨碳分離包括如下步驟：三聚氰胺尾氣經二氧化碳吸收塔、二氧化碳洗滌塔利用碳化氨水和濃氨水進行二氧化碳吸收處理，得到甲銨液；將甲銨液加壓至1.8mpa以上，預熱至140℃以上后進行閃蒸，得到氣相和液相，分別將氣相和液相送入碳分離塔中，在碳分離塔中部加入來自解吸塔的不高于126℃的解吸液，頂部加入降溫至不高于55℃的解吸液，在1.8mpa-4.0mpa的條件下進行二氧化碳分離處理，塔頂得到氨含量小于100ppm的二氧化碳，塔底得到氨/碳質量比為4-10：1的碳化氨水，碳化氨水與碳分離塔的進料換熱降溫至80-90℃后，分為兩股，一股進入解吸塔，另一股與解吸塔的解吸氣混合與第一液相工質換熱。

61、在本發明中，1噸的三聚氰胺尾氣產生的碳化氨水的量為4-5噸。

62、本發明的技術方案具有如下優點：

63、1、本發明提供的三聚氰胺尾氣的熱能回收方法，包括如下步驟：(1)將三聚氰胺尾氣經二氧化碳吸收塔和/或二氧化碳洗滌塔處理后，得到甲銨液，將所述甲銨液送入碳分離塔中進行二氧化碳分離，得到碳化氨水；(2)將步驟(1)中的部分所述碳化氨水經換熱減壓送入解吸塔中，利用水蒸汽進行解吸，得到解吸氣和解吸液；(3)將步驟(2)得到的所述解吸氣與步驟(1)中剩余部分所述碳化氨水混合后與第一液相工質進行第一換熱，分別得到解吸氣凝液和第一氣相工質；(4)將所述第一氣相工質壓縮后與來自所述解吸塔的部分解吸液進行第二換熱，分別得到冷卻第一液相工質和換熱蒸汽；將所述換熱蒸汽部分返回步驟(2)作為解吸用水蒸汽；所述冷卻第一液相工質經減壓后返回步驟(3)進行第一換熱。

64、本發明利用解吸塔解吸得到的解吸氣與碳化氨水混合后與第一液相工質第一換熱，可以回收解吸氣中的熱量，同時將第一液相工質由液相變為氣相，經壓縮加壓升溫后，再進行第二換熱，與解吸塔得到的解吸液換熱，將第一氣相工質中的熱量吸收，得到冷卻第一液相工質和換熱蒸汽，冷卻第一液相工質減壓后進入第一換熱過程循環利用，換熱蒸汽則部分進入解吸塔中進行循環。

65、本發明在整個熱能回收過程中，利用解吸液吸收熱量產生水蒸汽循回用于解吸塔，實現水-水蒸汽-水的循環，無需將裝置中水外送，可提高水資源的利用率；同時，利用第一液相工質、第一氣相工質、冷卻第一液相工質的相態變化，吸收熱量和釋放熱量，使傳熱效率提高，提高熱能回收率，降低整體回收系統的能耗，且產能不受設備大小影響。

66、2、本發明提供三聚氰胺尾氣的熱能回收方法，剩余部分的碳化氨水提供水以吸收解吸氣中含有的氨和二氧化碳，為維持整體裝置的水平衡。

67、3、本發明提供三聚氰胺尾氣的熱能回收方法，向第二換熱器的液相進口補充水，可以吸收更多的熱量，得到的水蒸汽可直接外送，降低整體能耗，提高經濟附加值。