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大功率V形炬等离子体裂解煤制乙炔实验装置建成
2004年46期 发行日期:2005-09-05
大功率V形炬等离子体裂解煤制乙炔实验装置建成
    中国科学院等离子体研究所11月3日圆满完成大功率V形炬等离
子体裂解煤制乙炔实验装置首次调试和整体运行,一次性实现了从氮
气等离子体向纯氢气等离子体平稳过渡的关键转换。该套装置的功率
目前为世界最高。首次运行过程中,反应器在
1.5atm(1atm=101.33kPa)、无煤粉负荷状态下,等离子体炬输出功率
达到1.28MW,超过1 MW的设计指标。在有煤粉负荷吸收能量的情况
下,炬的功率可提升到2MW功率。首次调试获成功证明该套装置的等
离子体炬、电源、等离子体炬启动、控制、供气及供水等各子系统状
态良好,为开展高效清洁利用煤的多联产系统的关键科学和技术问题
的各项基础研究工作奠定了坚实的基础,今后将对煤的高效、长寿命、
洁净利用等科学问题进行深入研究。
    乙炔和乙烯是目前世界上有机化工产品的最基本原料。目前,我
国乙炔的生产方法主要是电石法。电石由焦炭和石灰制成,通过水解
生成乙炔,生产过程会产生大量废水和电石渣。这种高耗能、重污染、
大量消耗资源的传统生产方法目前已被西方国家淘汰。我国是一个贫
油、少气、煤炭资源相对丰富的国家,所以煤的大规模清洁利用研究
已被列入国家能源重点研究项目,用煤炭可清洁、高效、直接生产乙
炔,乙炔生产方法因此得到改进。
    该套装置的工作原理是利用等离子体炬产生的上万度高温等离子
体对煤粉和氢气进行化学反应,产生含乙炔的混合气体,经过分离和
提浓,即可得到高质量乙炔。其大功率等离子体炬(国内目前最好是
百千瓦量级)、反应炉和氢系统等离子系统的技术和安全难度很高。由
于该实验装置直接涉及工业化技术的各项基础研究,取得的研究成果
可以直接应用于工业化装置。该套装置在碳转化率仅为20% 时就可年
产1600t乙炔,还可用于天然气(如制氢、乙炔等)、特殊废物的大规
模综合应用研究。(陈)
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