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电石尾气、黄磷尾气、碳化硅尾气综合利用

hspace=0     我国是黄磷、电石、碳化硅的生产大国,而黄磷、电石、碳化硅的生产是高耗能大户,同时在生产中要产生大量的高含CO的尾气,以黄磷生产为例,每生产一吨黄磷,就要副产2500~3000m3尾气,尾气中CO的含量一般都在80%以上,如此巨大的尾气量,而目前在这些企业中80%以上的尾气都是直接排入大气中,造成了很大的能源、资源的浪费和严重的环境污染。节能减排,建立环境友好型的文明社会是我国的基本国策,随着环境保护政策的落实和加强,尾气回收利用势在必行,并关系到企业的生存和发展。
     多年来,黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等没有能很好的回收利用的根本原因是尾气回收净化技术比较复杂,投资较大。这类尾气中除含有大量的CO、CH4、H2、CO2等有用气体外,还含有一定量的硫化物、磷化物、砷化物、氟化物等有害物质和大量的粉尘,用简单的过滤除尘、水洗、碱洗法制得的净化尾气达不到化工合成工艺气的要求,只能用作燃料,经济效益不佳。近十多年来我国许多科研单位、高等院校、生产企业、设计公司等都在致力于尾气回收净化和综合利用的研究和开发工作,并取得了可喜的成果,技术日趋成熟,并建立起多处示范性装置,运行良好。利用尾气回收,变废为宝生产化工产品,虽然尾气回收净化需要一定的投资,但其生产成本远低于直接用煤、气、油生产的化工产品,而且解决了环境污染的大问题。
     黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等回收实施方法应包括如下步骤:
     ⑴尾气回收:对于新式的密闭电炉尾气、黄磷尾气的回收并不困难,一般需设置管道、热量回收(或气体冷却)、除尘、水洗后送入气柜,再加压送入净化系统即可;对于老的敞开式电炉,首先要对炉顶进行改装,加装集气罩,设置防空气吸入装置,再按前述的方法处理。
     ⑵尾气净化精制:主要目的是脱除粉尘和硫、磷、氯、砷、氟等有害物质,使其达到合成工艺气的要求。一般可选取过滤除尘、电除尘、碱洗、氧化、氧化催化、变温吸附、变压吸附等工艺中的几项,具体流程的设置可根据尾气中杂质的含量和后续工艺气的要求来确定。
     ⑶气体分离和工艺气的制造:根据后续化工产品生产的要求对净化气进行处理,如采用变压吸附提取纯CO;采用转化、变换、脱碳等方法制取合成氨原料气或合成甲醇和其他有机产品的合成气等。
     ⑷化工产品的合成:根据确定的项目,选取成熟先进的工艺方法,制造各类化工产品。
     适合黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等综合利用的化工项目:

尾气利用合成示意图


     ⑴甲酸:先用CO和甲醇羰基化合成甲酸甲酯,再将甲酸甲酯水解生成甲酸和甲醇,实际上是CO和水合成甲酸。这是尾气综合利用效益最好的一个产品,国内已有成熟技术,但目前国际和国内甲酸市场容量有限,只能解决小部分尾气综合利用问题。
     ⑵甲醇:先将尾气中的CH4转化成CO+H2,再用水蒸汽将部分CO变换成CO2+H2,再脱除大部分CO2,制成符合合成甲醇要求合成气,再采用成熟工艺合成甲醇。国内甲醇技术非常成熟,几万吨的装置就有较好的经济效益。甲醇不仅是化工产品,而且是重要的能源产品,国内市场容量极大,可以解决大部分尾气综合利用问题。
     ⑶醋酸:用CO和甲醇羰基化直接合成醋酸,这是当今最先进的技术,国内有成熟技术。这也是一个非常好的CO利用项目,国内醋酸市场容量很大,但目前已有多套20万吨装置即将先后投产,如要上醋酸项目,需先要落实市场,生产规模应在10万吨以上,才有较好的经济效益。
     ⑷合成氨先将尾气中的CH4用水蒸汽和空气进行转化,再用水蒸汽将CO变换成CO2+H2,再脱除CO2,制成符合合成氨要求的H2+ N2合成气,再采用成熟工艺合成氨。国内合成氨在化肥、化工、轻工等市场上应用非常广泛,一般要十万吨以上的装置才有较好的经济效益。
     ⑸甲酸甲酯系列产品先用CO和甲醇羰基化合成甲酸甲酯,国内有先进的工业成熟技术。甲酸甲酯是一种性能优良的有机合成中间体,甲酸甲酯分别与氨、一甲胺、二甲胺、吗啉等反应可合成甲酰胺、一甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲酰吗啉等酰胺类产品,国内都有成熟的工业技术。酰胺类产品是优良的高沸点溶剂,应用非常广泛,目前国内有一定的生产能力,但地区间分布不平衡,有些地区有较大缺口,如果当地有市场,是一类较好的尾气综合利用项目。
     ⑹二甲醚:二甲醚是重要的能源化工和民用燃料产品,二甲醚可以从甲醇脱水制取,也可从合成气一步合成制得。尾气综合利用具有原料成本低的优势,二甲醚是可选的好项目。
     ⑺碳酸二甲酯:碳酸二甲酯是生产聚碳酸酯的重要单体,聚碳酸酯是性能非常优良的高档塑料,具有透光性好、质轻、强度高、无毒等显著特点,是制造高档镜片、高档汽车、民用食品包装、净水桶等的材料,目前国内大部分聚碳酸酯靠进口。用CO和甲醇催化羰基化可合成碳酸二甲酯,国内已完成工业试验,引进装置也在建设中。
     ⑻乙二醇:乙二醇是聚酯生产的重要原料,国内市场容量很大,以往乙二醇都以石油原料耒制取,最近国内万吨级以合成气为原料的乙二醇工业试验装置已成功投产。合成气制乙二醇是尾气综合利用一个好的新项目。
     ⑼羰基合成产品:许多精细化工产品、药物中间体都用羰基合成来制取,都需要纯CO,在尾气综合利用中,在有条件地区也可选择这类项目。
     成都天成色偷偷有限公司多年来长期从事色偷偷、合成气化工和尾气综合利用的研究、开发、工程设计、催化剂的研发和制造等各项服务工作,有多项具有自主知识产权的技术项目。经多年研究开发的综合利用黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气制其它产品技术,有效治理了环境,也对尾气变废为宝起到了积极的作用。可为客户提供尾气综合利用的技术咨询、可行性研究、工程设计、提供专用技术和配套催化剂及各类技术服务工作。

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