等离子体技术破解乙炔生产难题,成本降40%碳排减1%
等离子体技术破解乙炔生产难题,成本降40%碳排减1%
乙炔,这种看似普通的化学物质,却是合成橡胶、塑料等日常用品以及新能源、半导体等新兴行业应用的重要原料。当前,我国年乙炔需求量达900万吨以上。然而,传统乙炔生产采用电石工艺,不仅消耗大量优质石灰石和兰炭资源,每生产1吨乙炔还会产生16.7吨二氧化碳,并会产生大量难以处置的电石渣。
近日,中国工程院院士、浙江大学衢州研究院院长任其龙带领团队研发出利用等离子体制取乙炔的新技术,为这一传统工业带来了革命性的突破。
突破性技术:等离子体乙炔制取
任其龙团队开发的等离子体乙炔制取技术,以风电、光伏等绿电为引领,以等离子体非常规反应介质为核心,将整个乙炔生产流程绿色再造。该技术具有以下显著优势:
原料利用率高:以煤、天然气为原料,通过等离子体的高温和高反应活性,实现一步转化制取乙炔气体,副产物都可二次利用。
节能减排效果显著:与传统电石工艺相比,该技术大幅降低了碳排放。据任其龙院士介绍,如果将电石工艺全部替换为等离子体制乙炔技术,全国每年至少可减排1.4亿吨二氧化碳,相当于我国二氧化碳年排放量的1%。
生产成本降低:新技术不仅环保,还具有经济优势。与传统电石工艺相比,乙炔直接生产成本可降低10%至40%。
技术创新与突破
这项技术的突破在于利用等离子体的特殊性质。等离子体是物质的第四态,具有高温和高反应活性,能够高效地将原料转化为目标产物。同时,该技术还解决了等离子体反应器的稳定性和放大难题,实现了从实验室到工业应用的跨越。
商业化应用前景
目前,该技术已通过兆瓦级中试和十兆瓦级工业示范装置的运行验证,单套装置年产能可达5000吨乙炔。任其龙团队已与多家企业达成合作意向,与知名绿电企业建立战略合作关系,为技术的商业化应用奠定了坚实基础。
推动产业链升级
这项创新技术不仅局限于乙炔生产,更将推动整个工业气体制造产业链的升级。例如,任其龙团队还开发了含氟特气制造新技术,产品纯度可达6N,能耗比传统精馏技术下降80%。在高纯气体分离领域,团队开发的变温吸附分离工艺及装备,使产品纯度从4N提升至6N,单程回收率达95%。
未来展望
随着“双碳”目标的推进,等离子体乙炔制取技术有望成为工业气体制造领域的主流工艺。它不仅解决了传统工艺的高耗能、高排放问题,更为构建零排放绿色乙炔产业链奠定了基础。这一突破性技术的应用,将为我国工业气体制造产业带来新的发展机遇,推动相关产业链向绿色、高效、可持续的方向发展。