煤快速热解与等离子体热解制乙炔组合工艺.pdf

二、背景技术

采用等离子体反应器，由煤粉直接生产乙炔，可以从根本上解决“三废”
的污染问题。更重要的是每公斤乙炔的电耗与电石法相当，且无需焦炭和石
灰石作为原料。由于我国的煤储量相当丰富而石油资源短缺，发展煤化工对
于我国化学工业的发展有着特别的意义。但煤直接等离子体热解制乙炔由于
煤的固有特性使解决收率、能耗和长周期运行问题的难度加大。首先煤加工
成适宜粒径分布的煤粉需要一定的能耗，并且易污染环境；煤粉预热困难，
用流化床输送需要特殊的设备和能耗；其次煤粉进入等离子体高温射流中，
先要预热到高温放出挥发性物质，然后才是发生自由基反应生成乙炔等。这
其中一部分煤粉不能进入等离子体射流高温区，被旋转气流离心抛向反应器
壁，受热发粘逐渐形成积焦；一部分煤粉部分甚至全部尚未反应，离开高温
区形成高温残煤经急冷分离离开反应体系。后一部分煤粉占总原料份额较大，
约70％，从宏观上看，只是经历了先加热再冷却的热循环，白白消耗了大量
的能量，而其本身未发生变化，对制乙炔没有产生贡献。另外煤直接等离子
体热解制乙炔对煤种还有较高的要求，等离子体发生器也是成流气经电弧由
低温加到高温形成等离子体射流。

煤快速热解是煤有效利用和增值的主要手段之一，所产高温半焦活性大，
是气化的优质原料，也可作为脱硫剂和吸附剂；所产热解气热值高、含有大
量的环烃和甲烷，可作为燃气和化工原料。但现有煤快速热解工艺的热解气
一般是先冷却脱焦油，干气作为燃气，焦油在加热进行分离生产化工产品。

从煤直接等离子体热解制乙炔和快速热解工艺单独来看均存在能量有效
利用率差的缺陷，但两个工艺能量利用存在着互补性。