等离子体射流共裂解煤和天然气制乙炔实验研究

摘要

本文对等离子体射流共裂解煤和天然气制乙炔进行了实验研究。文章对利用煤或天然气为原料制乙炔的技术和研究状况作了较详细的评述和总结，以及正在研究中的等离子体射流法单独裂解煤或天然气制乙炔技术发展状况，并比较了上述各种方法具有的优势和不足；讨论了热等离子体共裂解煤和天然气工艺中的几个关键问题，利用热力学平衡和能量平衡方程给出了氮等离子体的离解度、温度与输入功率和工作气体流量的关系，利用多层圆筒壁热传导模型，设计了适合实验的绝热反应器，利用鼓轮式送粉原理和气力输送原理完成了送粉器和气力输送的设计；在电源输出功率为15KW，工作氮气流量2Nm3/hr，载气流量0.6～1.0Nm3/hr典型实验条件下，进行了单独裂解煤、单独裂解天然气、共裂解煤和天然气实验。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一部分天然气和煤裂解制乙炔的现状和发展状况

1.1 天然气制乙炔技术

1.1.1天然气制乙炔的基本原理

1.1.2天然气部分氧化法制乙炔

1.1.3天然气电弧法制乙炔

1.1.4等离子体射流裂解天然气制乙炔

1.2 煤制乙炔技术

1.2.1电石法工艺和原理

1.2.2等离子体裂解煤制乙炔的研究进展

1.3 本研究问题的提出

第二部分等离子体射流法共裂解工艺的几个关键问题

2.1 反应器内温度的确定

2.1.1.等离子体射流温度和速度的确定

2.1.2.氮气解离度的计算

2.1.3.系统里的能量平衡

2.1.4.典型实验条件下发生器出口流体的温度和流速

2.1.5.反应器长度的确定

2.1.6.反应器内壁结焦状况的改善

2.1.7.反应器的改造

2.1.8.给定的输入功率下的温度

2.1.9.反应器改造后的效果

2.2 送粉系统的设计

2.2.1送粉器的设计

2.2.2气力输送设计

第三部分实验部分

3.1 实验流程

3.2 核心装置图

3.3 实验方案

3.4 原料及产品分析

3.4.1原料分析

3.4.2产品分析

3.5 裂解实验和结果

3.5.1典型实验工作条件

3.5.2氮热等离子体单独裂解天然气实验与结果

3.5.3氮热等离子体单独裂解煤实验与结果

3.5.4氮热等离子体共裂解煤和天然气实验与结果

3.5.5共裂解与单独裂解效果比较

3.6 讨论

结论

参考文献

作者在读期间科研成果简介及获奖情况

声明

致谢

附录一原料煤粉元素分析

附录二原料煤粉粒度分析