煤等离子体裂解制乙炔的研究

煤在等离子体中裂解可得到以乙炔为主要成分的裂解气。本文介绍了该工艺的原理、反应器结构、主要影响因素和工艺开发中的若干问题等。到目前为止已投入运转的最大反应器，其功率已达１．２５ＭＷ，加煤量４５０ｋｇ／ｈ以上。以碳计算的乙炔转化率约３０％～４０％，个别数据更高；最低能耗为９～１０ｋＷｈ／ｋｇ乙炔。     

热等离子体裂解煤制乙炔下行反应器的研究进展

从反应器的工艺开发角度探讨了热等离子体裂解煤制乙炔下行反应器的研发进程,分析了热等离子体裂解煤制乙炔的快速连串反应特点,对比了下行及上行两种不同类型反应器对能耗及乙炔收率的影响,评述了下行床传递性能的显著优点,进而从超短接触反应、高乙炔收率与流体动力学角度出发指出了热等离子体下行床的集成工艺是裂解煤制乙炔工艺的合理选择。最后提出了制约该工艺实际连续生产的严重结焦难点与解决的方法。     

等离子体热解煤制乙炔工程化过程中的关键问题

从等离子体热解煤制乙炔的特点出发,总结了国内外的研究现状,探讨了煤种、气氛及淬冷3个因素对乙炔收率和能耗的影响,结果表明:挥发分在25%￣40%、氧含量低、H/C比较高的煤种有利于乙炔的生成;在惰性气体中引入氢气可以提高煤的转化率和乙炔的生成率;淬冷能够促进生成乙炔的反应、提高乙炔的收率、降低反应能耗,并分析了实现工业化过程中需要解决的几个关键问题。     

氧对等离子体热解煤中乙炔收率的影响

研究了煤中的氧对等离子体裂解煤制乙炔过程中乙炔收率的影响．结果发现，乙炔的收率与煤中的氧含量成反比．进一步实验验证煤中有机氧、无机氧、外来氧等不同结构形态的氧对乙炔的收率有不同影响．由CO收率与C2H2相互制约的关系得到CO与C2H2是一对相互竞争的反应，其中有机氧的影响最为明显，无机氧次之，外来氧的影响不明显．     

煤在H2/Ar电弧等离子体中的热解

煤在电弧等离子体中的化学反应极其复杂 ,受到多种因素的影响和制约 .对宝德煤在电弧等离子体射流中热解反应的研究表明 ,随着煤比焓的增加 ,煤的转化率增加 ;随着煤在射流中的浓度增加乙炔的产量增加但乙炔的收率却在减小 .提出了煤在电弧等离子体射流的化学反应机理模型 ,并进行了数学推导 ,合理解释了实验现象 ,证明了该机理模型的合理性     

等离子体裂解煤制乙炔技术与煤种适宜性研究

等离子体裂解煤制乙炔作为一种洁净和有效利用煤的现代化学工程方法,有很好的应用前景。阐述了等离子体裂解煤制乙炔的基本原理与实验流程,分析比较了几种典型煤在等离子体裂解煤制乙炔中的适宜程度,以及国内等离子体技术的研究与应用情况,提出了等离子体裂解煤制乙炔亟待解决的关键技术问题。     

热等离子体热解煤焦油制乙炔

利用热等离子高温、高焓等特性热解煤焦油制乙炔是一条清洁高效的乙炔生产技术。在实验室对热等离子体热解煤焦油反应中的原料进样温度、反应气氛、输入比焓等关键因素展开了研究。结果表明,热等离子体可将煤焦油直接转化为乙炔及其他小分子气态产品,预热煤焦油可改善其流动性从而提高煤焦油和等离子体射流的初始混合效率;氢等离子体的加入可显著提高煤焦油转化率和乙炔收率并减少结焦;随着输入比焓的增加,煤焦油转化率、乙炔收率和气态产品总收率均得到提高。在实验中得到的煤焦油转化率最高为86.3%,乙炔收率最高为24.6%,气态产品总收率最高为51.7%。煤焦油在热等离子体的热解过程中副产乙烯,乙烯收率达到7.9%。乙炔收率和乙烯收率的比值可用于预测气相体系温度。     

热等离子体热解煤焦油制乙炔

利用热等离子高温、高焓等特性热解煤焦油制乙炔是一条清洁高效的乙炔生产技术。在实验室对热等离子体热解煤焦油反应中的原料进样温度、反应气氛、输入比焓等关键因素展开了研究。结果表明,热等离子体可将煤焦油直接转化为乙炔及其他小分子气态产品,预热煤焦油可改善其流动性从而提高煤焦油和等离子体射流的初始混合效率;氢等离子体的加入可显著提高煤焦油转化率和乙炔收率并减少结焦;随着输入比焓的增加,煤焦油转化率、乙炔收率和气态产品总收率均得到提高。在实验中得到的煤焦油转化率最高为86.3%,乙炔收率最高为24.6%,气态产品总收率最高为51.7%。煤焦油在热等离子体的热解过程中副产乙烯,乙烯收率达到7.9%。乙炔收率和乙烯收率的比值可用于预测气相体系温度。     

大功率旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔

通过合理的简化计算,建立了物料与能量衡算模型,优选工艺条件,并进行了MW级旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔的实验研究,考察了碳氢比与氢气比焓对裂解反应的影响。实验中输入功率的最大值为794.2 kW,实验结果表明:在实验范围内,丙烷的转化率维持在99.8%以上,裂解气中乙炔的最高含量达到了12.65%;碳氢比增加时,乙炔收率和比能耗均存在最佳点;氢气比焓增加时,乙炔收率存在最佳点,而比能耗则逐渐增加;实验中得到的最高乙炔收率为85.4%,最低比能耗为8.85 kW·h·(kg C₂H₂)^-1。实验结果验证了物料与能量衡算模型可以用于指导工艺条件的优选。     

电弧等离子体裂解甲烷制乙炔

对C-H单相及多相热力学平衡体系进行了比较和计算,在H/C为4时,单相体系中乙炔收率最大值为98.6%,而多相体系中乙炔收率最大值为53.1%。实验考察了影响甲烷转化率、乙炔选择性、乙炔收率以及乙炔能耗的因素,分析了乙炔收率、浓度、能耗三者的关系。实验结果表明,随着甲烷进气量的增加,产品气乙炔等碳氢化合物的浓度逐渐增大,甲烷转化率、乙炔选择性以及收率呈减小趋势,乙炔能耗在出现一个最低值后开始增大。当甲烷进气量达到4.0 m3·h^-1时,得到乙炔能耗的最小值为9.68 kW·h·kg^-1,此时乙炔体积分数为11.4%,乙炔收率为86.2%。淬冷后,乙炔收率增加的最大幅度为18%,减小反应气体的停留时间使乙炔收率提高的最大幅度达到55%     

提高等离子体裂解煤制乙炔收率的方案研究

将反应体系的温度升高到升华点以上 ,是提高等离子体裂解煤制乙炔收率的必由之路 .采用最小自由能方法研究了煤的 C- H- O热力学平衡体系 ,在此基础上提出了一种以煤层气甲烷为冷却剂的等离子体裂解煤制乙炔方案 ,初始反应体系的温度在 40 0 0 K以上 .理论的计算和分析结果表明 ,这种方案可获得较高的乙炔收率 ,而单位质量乙炔的比能耗很低 ,具有很好的经济效益和环境效益 .     

煤等离子体热解法制乙炔的工艺技术现状及进展

本文论述了煤等离子体热解法制乙炔工艺技术的发展背景。综述了反应器结构、煤的性质和各种工艺参数对工艺过程的影响。重点介绍了目前对反应机理的认识，指出了需进一步深入研究的方向。     

等离子体裂解某制乙炔固相产物的研究

对等离子体裂解煤过程中生成的固体副产物——碳黑、焦炭的EMS，XRD的研究结进行了阐述，介绍了国内对结焦问题的处理方法，指出了开发利用等离子体碳黑的积极意义和决结焦问题的迫切性。     

热等离子体转化煤的研究进展

介绍了热等离子体裂解煤制乙炔、富勒烯、碳纳米管和炭黑,以及热等离子体煤气化制合成气的原理、研究现状、存在的主要问题及发展前景。指出热等离子煤转化是一种高效、洁净的技术,在煤化工等领域具有巨大的应用和发展空间,尤其是热等离子体裂解煤制乙炔联产氢与纳米碳材料工艺,值得重视和开发。     

有关煤洁净制乙炔的等离子技术的基础研究

用等离子技术生产乙炔是实现煤洁净转化的途径之一。本文在对乙炔化等离子体系的热力学、动力学分析基础上，讨论了煤等离子乙炔化过程中Ｈ含量对乙炔产率的影响、加热时间和转化率的计算方法及反应器中煤粒的温度和速度分布。     

Reaction of coals under plasma conditions: direct production of acetylene from coal

When an argon plasma jet is used for direct conversion of coal into acetylene, the feasibility and efficiency of conversion depend on such factors as coal feed rate, size range of coal particles, volatile matter in the coal, and the plasma operating conditions. Percentage efficiency increased with VM. An attempt has been made to optimize these factors and it is shown that with Assam coal having 46.6% VM (dmf), 20% conversion of the carbon in coal into acetylene can be achieved. The high mineral-matter content of Indian coals was found to have no specific adverse effect on the efficiency though it would increase the energy required per unit of acetylene produced. The nature of the soot formed as revealed by X-ray studies is discussed.