近日，由新疆天業自主研發的等離子體煤制乙炔技術獲得5項國家發明專利授權，其核心工藝及裝置形成了技術專利群。據悉，該項目2013年列入國家科技支撐計劃后，技術研發團隊圍繞核心裝置使用壽命進行方案優化與改進，使等離子體炬連續穩定運行時間突破了200小時。項目組十三年磨一劍，通過自主創新以及與國內外著名研究單位合作，充分利用自身優勢，調動相關行業技術資源，終于開辟了一條煤炭清潔利用的新途徑。

等離子體裂解煤制乙炔是借助氫等離子體高溫、強化學活性和煤與乙炔接近的碳氫比等特性，煤粉直接噴入溫度在3500℃以上的等離子體中迅速裂解，在1500℃高溫下迅速達到化學平衡，形成以乙炔、氫氣為主的裂解氣，再經氣體分離和提濃后，得到高純度的乙炔。該技術具有低碳、低資源消耗、低污染、流程短、潔凈高效等優勢，在煤炭清潔利用領域大有可為。

該技術項目負責人、新疆天業集團研究院副總工熊新陽說：“傳統電石水解法乙炔生產過程中，噸乙炔約消耗電12000千瓦時、2噸焦炭和3噸石灰，資源消耗大、生產成本高。等離子體裂解煤制乙炔具有資源消耗少、生產成本低的特點。同時，該工藝氣體產物中富含氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯等產品可分離提純使用，裂解后的煤粉可以做水煤漿氣化或者加工制成活性炭、電石型焦等產品，整個工藝水資源消耗低，經濟和環境效益顯著。已取得的研究進展充分證明，該技術路線具有良好的工業化應用前景，對推動煤的高效清潔轉化和等離子體技術的發展具有重大意義。”

新疆天業自2001年起，先后與復旦大學、俄羅斯科學院、中國科學院等離子體研究所等單位合作，共同開發了2MW氫等離子體煤裂解制乙炔技術，并建立了中試試驗裝置，取得了一系列重要研究成果。2007年，新疆天業與復旦大學、清華大學、浙江大學聯合，進行工業規模5MW大功率氫等離子體裂解煤制乙炔關鍵技術的研究，建成了國際首套5MW等離子體裂解煤制乙炔示范裝置，并得到了國家“863”計劃重點項目的資助。

據介紹，影響等離子體裂解煤制乙炔反應器長周期穩定操作的一個瓶頸問題是反應器壁面的結焦現象，一方面結焦生長會導致流道面積逐漸減小直至堵塞，反應器無法長時間運行；另一方面，結焦過程造成系統壓力波動，影響上游等離子體發生器工作，以致于影響反應器的穩態操作。項目組經過多年的試驗研究，采用防焦和控焦集合的創新方法解決了反應器結焦的難題。

該技術核心裝置研發負責人劉軍還告訴記者，通過建立淬冷過程的數學模型，研究淬冷設備參數對淬冷過程的影響，項目組成功研制出大尺寸新型高效淬冷設備，解決了大規模工業化裝置的裂解氣淬冷問題，確保了乙炔收率。

在2MW等離子體炬研制過程中，項目組又遇到了新難題。俄羅斯專家提供的等離子體炬電啟動方案，啟動中往往形成大電流過流，一次啟動就將啟動回路燒毀，且啟動成功率只有10%左右。洋和尚念經不靈了，怎么辦？為了解決這個問題，他們與國內有關單位繼續攻關，通過采取精確修正電源啟動電壓波形、多級單向電阻電容啟動回路、優化各回路元件參數和操作工藝等措施，實現了大功率等離子體炬的工業化應用。“目前，大功率氫等離子體炬啟動成功率達到100%、啟動電流過流量小于30%.”裝置研發專家黃崢嶸談起此事，充滿了自豪。