利用焦炉气生产合成氨工艺路线探讨

利用焦炉气生产合成氨工艺路线探讨
焦炉气是指高炉冶金过程中产生的含有一氧化碳、二氧化碳、氮气等
成分的气体。

合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制备尿素、硝酸等
产品。

本文将探讨利用焦炉气生产合成氨的工艺路线。

合成氨工艺主要分为两个步骤：制氢和合成氨。

首先是制氢步骤。

焦炉气中的一氧化碳可通过水煤气变换反应（WGS）转化为二氧化碳和氢气。

该反应的化学方程式为：
CO+H2O⇌CO2+H2
在该反应中，需要加入一定的催化剂，常用的催化剂有铁、铬、镍等。

此步骤可以通过加热焦炉气到一定温度，然后与适量的水蒸气混合后通过
催化反应器进行反应，生成含有一定量的氢气和二氧化碳的气体。

制氢后，接下来是合成氨步骤。

合成氨的反应是一种低温高压的反应，一般需要在200-300摄氏度和高达200-350巴的压力下进行。

合成氨的化
学方程式为：
3H2+N2⇌2NH3
在该反应中，需要选择合适的催化剂。

目前常用的催化剂是铁-镁体
系或铁-钛体系。

合成氨反应是一个放热反应，通过加热实现放热反应的
平衡。

此步骤需要在固定反应器中进行，反应结束后，得到合成氨气体。

在整个合成氨工艺过程中，还需要考虑到气体的净化和循环利用。

由
于焦炉气中可能含有硫化氢、氰化氢等有毒成分，需要进行净化处理。

一
般可以采用吸收、吸附等方法去除有害成分，确保气体的纯净度。

此外，在环保方面也需要关注工艺过程中的能源利用和废物处理。

合
成氨工艺需要大量的能源供应，常用的能源供应方式包括天然气、煤炭等，需要考虑能源的有效利用和减少二氧化碳等污染物的排放。

同时，在合成
氨工艺中，也会产生一定的废水和废气，需要采取相应的处理措施。

综上所述，利用焦炉气生产合成氨工艺路线涉及到制氢和合成氨两个
步骤。

制氢通过焦炉气和水蒸气的反应产生氢气和二氧化碳；合成氨则通
过在合适的温度和压力下，氢气和氮气进行反应生成合成氨。

整个工艺过
程需要考虑到气体的净化和循环利用，以及能源利用和废物处理等方面的
问题。

通过科学的工艺设计和环保措施的采取，能够实现高效率、低污染
的焦炉气合成氨生产工艺路线。