神霧蓄熱式電石制乙炔技術能否撐起行業萬億市場?

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神霧蓄熱式電石制乙炔技術能否撐起行業萬億市場?

一、技術原理

等離子體制乙炔技術:是先通過(以氫氣為載體的)高溫等離子體將煤炭加熱到4000℃以上的,使煤炭中高附加值的揮發分(氫氣+一氧化碳+甲烷+油),一步快速反應生成約10%的乙炔及90%的合成氣(氫氣+一氧化碳)。剩餘50-60%的低附加值的固體煤粉轉化為炭黑及提質煤,冷卻後用於發電。說明:揮發分值錢,碳不值錢。

蓄熱式電石制乙炔技術:是先將煤炭和生石灰製成的混合球團在低於950℃的蓄熱式預熱爐中熱解,產生高附加值的合成氣、人造石油和人造天然氣,同時獲得熱解後的高溫活性球團(提質煤與生石灰混合物)。之後將高溫活性球團熱裝送入2000℃的電石反應爐中生產電石。電石噴入水霧生成乙炔。產生的高附加值合成氣、人造石油和人造天然氣用於生產高端能源(天然氣、汽柴油、燃料乙醇等)及高端化學品(甲醇、烯烴、芳烴、乙二醇等)。

二、轉化率

等離子體制乙炔技術:在該技術中,乙炔的生成源於煤結構中脂族和脂環族組分脫氫。一般來說,煤中非芳族物質的比例與煤中揮發分含量有關,這就給指定的煤設置了乙炔產率的上限,同時還受工質氣體、淬冷方式等的影響較大,轉化率不穩定。按碳轉化率計算,乙炔收率大都在30%以下。

蓄熱式電石制乙炔技術:該技術乙炔是經固定碳與生石灰反應,產生電石,進而與水反應得到。1噸煤炭+1噸生石灰生產1噸電石,3噸電石生產1噸乙炔。按碳轉化率計算,煤炭到乙炔的收率為66.7%。

三、價值提升

等離子體制乙炔技術:

高附加值的揮發分,部分生產更高價值的乙炔。

低附加值的高溫粉狀碳,只能最低價值的燃燒發電。

蓄熱式電石制乙炔技術:

高附加值的揮發分,全部生產更高價值的高端能源(天然氣、汽柴油、燃料乙醇)及高端化學品(甲醇、烯烴、芳烴、乙二醇等)。

低附加值的固定碳,全部生產高價值的乙炔。

四、能源消耗

等離子體制乙炔技術:把煤炭所有組份(揮發分+固體碳)全部加熱到4000℃以上。電能消耗巨大,能源浪費嚴重,能源轉換效率低。

蓄熱式電石制乙炔技術:把煤炭在950℃以下熱解,將揮發分與固體碳分離。即35%的揮發分只需加熱至不到950℃即可。剩下65%的含灰固體碳直接熱送至2000℃電石反應爐,能源轉換效率高,達76%以上。

兩項技術比較:

項目

等離子體制乙炔技術

蓄熱式電石制乙炔技術

轉化率

收率一般小於30%(按碳轉化率計算)

收率約66.7%(按碳轉化率計算)

價值提升

僅將部分揮發分轉化為乙炔,價值得到提升;但剩餘50-60%的固定碳未得到充分利用

100%提升煤炭使用價值。揮發分轉化為更高價值的高端能源及高端化學品,固定碳轉化為乙炔。

能源消耗

煤炭全部加熱到約4000℃以上,電耗巨大

35%的揮發分加熱溫度低於950℃,65%的固定碳加熱到2000℃,電能消耗大幅降低。

結論:

(1)等離子體制乙炔技術:轉化率過低,煤炭使用價值提升過少,副產的固體煤粉量太大,能源消耗過大,成本過高。推廣前景不佳。

(2)蓄熱式電石制乙炔技術:轉化率很高,煤炭使用價值100%加以利用與提升,能源消耗小,成本很低。推廣前景極佳。

另附神霧環保董秘在互動平臺上的解答:中國成達工程公司對不同方法制備乙炔的成本進行技術經濟測算。在它的計算基準下,採用等離子體法乙炔,傳統電石乙炔和天然氣乙炔的成本分別為6960元/噸,7946元/噸以及10338元/噸。從目前內蒙古港原化工改造項目運行數據來看,我們神霧蓄熱式電石工藝的成本比傳統電石工藝降低550元/噸電石以上,因此如果採用與他們相同的計算基準,神霧蓄熱式電石工藝的噸乙炔成本應該在6000元/噸乙炔左右,同時我們還副產大量低成本的氫氣、低成本低碳的水泥原料氫氧化鈣,會使下游化工全產業鏈的綜合經濟效益更好。


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