热等离子体转化煤的研究进展.pdfVIP

第6期(总第 133期) 煤 化 工 No．6(Total No．133) 2007年 12月 Coal Chemical Industry DeC．2007 热等离子体转化煤的研究进展 申曙光1·2 王月波 鲍卫仁2 吕永康 (1．太原理工大学化学与化工学院，太原030024； 2．太原理工大学教育部与山西省煤科学与技术重点实验室，太原030024) 摘 要 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。 关键词 煤转化 热等离子体 裂解 气化 乙炔 富勒烯 碳纳米管 文章编号：1005—9598(2007)一06—0037—05 中图分类号：TQ530．2 文献标识码：A 引 言 解法．这种工艺不仅流程长、能耗高，而且环境污染严 重。这正是在有机化工领域中，石油化工的“烯烃流 世界经济强劲发展带来了对能源的巨大需求．石 程”基本取代煤化工的“乙炔流程”的主要原因。等离 油价格居高不下。煤炭需求大幅增长．仅 2006年我国 子裂解煤制乙炔具有流程短、反应和换热设备小、投 煤炭生产超过23亿 t．煤炭在我国能源消费中所占 资小和洁净转化等特点，是一种可取代传统乙炔生产 比例一直维持在70％左右，而且这一趋势较长时间不 工艺的高效洁净煤技术。 可能改变，因而实现煤的洁净高效、经济的综合利用， 等离子射流是具有高温、高焓、富含活性粒子特 对推动国民经济的可持续发展具有重要的战略意义。 点的炽热流体，煤与等离子射流相互作用后，热解所 热等离子体的显著特点是高温 (104K～105K)和高 产生的气体挥发物在混合体系中要进一步发生二次 焓，同时具有高的导电性、化学性能和热性能等特点[1_。 裂解 ，生成小分子的气体(Cfl4、c2H2、c2H4、fl2、CO、CO2 将等离子技术引入到煤化工始于 20世纪50年代末 等)，其中乙炔是主要组成气体[2-6]，为了防止乙炔分 60年代初，热等离子体在煤化工中的应用主要有：煤 解，需要对生成气体进行淬冷。 的热解、煤的气化、煤基富勒烯的制备、煤合成碳纳米 20世纪 60年代到80年代是热等离子体裂解煤 管、煤制炭黑等。由于热等离子独特的性能．使得该技 制乙炔的高潮时期，德国Chemiche Werke flU1S公司、 术应用于煤化工中有许多优势，其工艺流程简单，环 美国DuPont公司和美国AVCO公司在此方面均进行 境污染小，与传统工艺相比，具有竞争力。