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神雾蓄热式电石制乙炔技术能否撑起行业万亿市场?
编者按:近期网上传播各种先进的等离子制乙炔技术的信息和项目新闻,神雾的蓄热式电石制乙炔技术,与传统的电石制乙炔、等离子制乙炔、天然气制乙炔等工艺相比较有什么特点,特别是在生产成本上是否有优势呢?行业资深人士@bjcps为您深入分析,答疑解惑。
小二姐温馨提示:本篇文章专业性较强,建议小白们可以先通读神雾技术:8条路径改变中国?(上篇)神雾技术:8条路径改变中国?(中篇)神雾技术:8条路径改变中国?(下篇),关注神雾系和懂技术的大拿们可以任性交流!
一、技术原理
等离子体制乙炔技术:是先通过(以氢气为载体的)高温等离子体将煤炭加热到4000℃以上的,使煤炭中高附加值的挥发分(氢气+一氧化碳+甲烷+油),一步快速反应生成约10%的乙炔及90%的合成气(氢气+一氧化碳)。剩余50-60%的低附加值的固体煤粉转化为炭黑及提质煤,冷却后用于发电。说明:挥发分值钱,碳不值钱。
蓄热式电石制乙炔技术:是先将煤炭和生石灰制成的混合球团在低于950℃的蓄热式预热炉中热解,产生高附加值的合成气、人造石油和人造天然气,同时获得热解后的高温活性球团(提质煤与生石灰混合物)。之后将高温活性球团热装送入2000℃的电石反应炉中生产电石。电石喷入水雾生成乙炔。产生的高附加值合成气、人造石油和人造天然气用于生产高端能源(天然气、汽柴油、燃料乙醇等)及高端化学品(甲醇、烯烃、芳烃、乙二醇等)。
二、转化率
等离子体制乙炔技术:在该技术中,乙炔的生成源于煤结构中脂族和脂环族组分脱氢。一般来说,煤中非芳族物质的比例与煤中挥发分含量有关,这就给指定的煤设置了乙炔产率的上限,同时还受工质气体、淬冷方式等的影响较大,转化率不稳定。按碳转化率计算,乙炔收率大都在30%以下。
蓄热式电石制乙炔技术:该技术乙炔是经固定碳与生石灰反应,产生电石,进而与水反应得到。1吨煤炭+1吨生石灰生产1吨电石,3吨电石生产1吨乙炔。按碳转化率计算,煤炭到乙炔的收率为66.7%。
三、价值提升
等离子体制乙炔技术:
高附加值的挥发分,部分生产更高价值的乙炔。
低附加值的高温粉状碳,只能最低价值的燃烧发电。
蓄热式电石制乙炔技术:
高附加值的挥发分,全部生产更高价值的高端能源(天然气、汽柴油、燃料乙醇)及高端化学品(甲醇、烯烃、芳烃、乙二醇等)。
低附加值的固定碳,全部生产高价值的乙炔。
四、能源消耗
等离子体制乙炔技术:把煤炭所有组份(挥发分+固体碳)全部加热到4000℃以上。电能消耗巨大,能源浪费严重,能源转换效率低。
蓄热式电石制乙炔技术:把煤炭在950℃以下热解,将挥发分与固体碳分离。即35%的挥发分只需加热至不到950℃即可。剩下65%的含灰固体碳直接热送至2000℃电石反应炉,能源转换效率高,达76%以上。
两项技术比较:
项目
等离子体制乙炔技术
蓄热式电石制乙炔技术
转化率
收率一般小于30%(按碳转化率计算)
收率约66.7%(按碳转化率计算)
价值提升
仅将部分挥发分转化为乙炔,价值得到提升;但剩余50-60%的固定碳未得到充分利用
100%提升煤炭使用价值。挥发分转化为更高价值的高端能源及高端化学品,固定碳转化为乙炔。
能源消耗
煤炭全部加热到约4000℃以上,电耗巨大
35%的挥发分加热温度低于950℃,65%的固定碳加热到2000℃,电能消耗大幅降低。
结论:
(1)等离子体制乙炔技术:转化率过低,煤炭使用价值提升过少,副产的固体煤粉量太大,能源消耗过大,成本过高。推广前景不佳。
(2)蓄热式电石制乙炔技术:转化率很高,煤炭使用价值100%加以利用与提升,能源消耗小,成本很低。推广前景极佳。
另附神雾环保董秘在互动平台上的解答:中国成达工程公司对不同方法制备乙炔的成本进行技术经济测算。在它的计算基准下,采用等离子体法乙炔,传统电石乙炔和天然气乙炔的成本分别为6960元/吨,7946元/吨以及10338元/吨。从目前内蒙古港原化工改造项目运行数据来看,神雾蓄热式电石工艺的成本比传统电石工艺降低550元/吨电石以上,因此如果采用与他们相同的计算基准,神雾蓄热式电石工艺的吨乙炔成本应该在6000元/吨乙炔左右,同时我们还副产大量低成本的氢气、低成本低碳的水泥原料氢氧化钙,会使下游化工全产业链的综合经济效益更好。
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