电石炉尾气、碳化硅尾气、黄磷尾气的CO含量占70%~95%,统称为煤气,经煤气净化处理、煤气变换、脱碳、甲烷化等处理后,与空分来的N2混合即可进行合成氨,这些尾气详细组成如下:
尾气名称
组成(V%)
CO
CO2
H2
N2
CH4
O2
主要杂质
电石尾气
70~90
3~10
3~8
5~15
—
0.5~1.5
粉尘、S、As
碳化硅尾气
75~90
2~3
1~5
1~3
2~4
<0.5
SiC、SiO2、CaO
黄磷尾气
85~95
2~4
3~5
0.5
P、S、F、As
    所以充分合理高效利用尾气合成目前市场前景较好的氨或甲醇项目,不仅解决了环境保护问题,实现循环经济,并可为企业带来良好的经济效益,是企业综合利用尾气理想的选择。    我公司长期从事研究煤气净化、合成甲醇以及合成氨技术,利用电石尾气、碳化硅尾气合成氨,并对全流程进行优化、改进。开发的生产技术,流程短,投资省,能耗低。主要包括:煤气净化、精脱硫、煤气变换、脱碳、甲烷化、合成氨等。利用该工艺,可处理煤气中含有大量的固体粉尘以及S、P、As、F等多种有害物质,并采用全变换技术处理超高浓度的CO,制备合成气所需的H2,用于合成氨,技术含量高,产品附加值高,环境污染小,竞争力强,生产成本低,产品质量高,是目前较理想的煤气综合利用方法。电石尾气、碳化硅尾气合成氨工艺简介及流程    从电石炉、碳化硅冶炼炉出来的尾气,压力约10kPa,经冷却降温到~260℃,进入煤气预净化工序脱除尾气中的粉尘、焦油等,送气柜,缓冲、稳压后,送往煤气压缩工段进行升压至2.15MPa,温度约140℃后送往精脱硫装置。精脱硫后的煤气进入变换工段,CO采用全低变工艺技术,变换后的混合气送往脱碳工序脱除混合气中的CO2。经脱碳后的H2送甲烷化工序,将H2中的少量CO进行甲烷化,最后与空分来的N2混合,经压缩机加压到30MPa,送合成氨工序,制得产品液氨。   (1)煤气预净化   电石炉、碳化硅冶炼炉出来的尾气温度高,含有大量的粉尘颗粒,在预处理工序需进行降温除尘,经煤气中的粉尘含量控制在20mg/Nm3以下。   (2)煤气精脱硫   除脱除煤气中无机硫外,为去除有机硫,采用加氢转化法、水解法将有机硫转化成易去除的H2S,使合成气含硫量小于0.1×10-6,以满足合成氨的要求。   (3)煤气全变换   本工程采用全低变换工艺技术,将煤气中的CO逐步分段变换,不断移除反应床层中的热,控制变换炉出口温度,有效防止“飞温”现象。    根据变换反应原理:一氧化碳与水蒸汽作用生成氢气和二氧化碳,其反应如下:    CO + H2O = CO2 + H2 + Q   (4)脱碳    经变换后的合成气中含有大量的CO2,可采用变压吸附技术干法脱碳技术,也可采用湿法脱碳技术,脱除煤气中大量的CO2。   (5)甲烷化   来自脱碳工序的净化气经换热升温至300℃左右进入甲烷化炉。在甲烷化触媒的作用下进行甲烷化反应,其反应如下:    CO + H2 = CH4 + H2O    CO2 + 2H2 = CH4 +2H2O   (5)合成氨    来自甲烷化的H2与N2混合后,经压缩至30MPa后进入合成氨工序,在催化剂作用下,进行合成氨,主要反应如下:    3H2+N2=2NH3
尾气合成氨工艺流程框图如下: