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等离子体煤裂解制乙炔是一项低碳、低资源消耗、低污染、流程短的洁净煤技术,所产生的固体产物产率大、价格低、碳含量高、初始孔隙率高、反应性强,是一种宝贵的碳素资源。本文等离子体裂解煤固体产物的利用研究,对提高煤制乙炔工艺的经济性,降低煤炭资源消耗具有重要的意义。首先对新疆天业5MW等离子体裂解克拉玛依煤制乙炔中试装置所产生的固体产物进行分析研究,发现固体产物颗粒细,平均粒径为45～55μm；微观上多孔,其比表面积为7.7m2·g-1,平均孔径为15.3nm；其碳元素含量高,干燥无灰基碳元素含量大于90%；有机结构中的官能团主要为羟基、醚键等以及芳香结构；固体产物灰分较高,干燥基灰分为29.5%,其中含量最多的矿物质元素为Si,其次为Al、Ca、Fe及Mg,主要存在形式为石英、方解石、铁白云石等。针对固体产物的性质,设计了粉末造粒固定床水蒸汽活化制备活性炭工艺,并考察了关键的影响因素。结果显示,碳的转化率为70～80%时制得活性炭的碘吸附值较高。较优的活化温度为800℃,水蒸汽空速为0.75h-1,活化时间为3.5h。成型物料的粒度在2.5～5mm范围内,对活化效果影响较小。采用清洁性高、价格低、添加量小的淀粉作为粘结剂,制得的活性炭碘吸附值为509-515mg·g-1,收率为36～38%,可取代污染高的煤焦油,前景较好。对固体产物活化的反应速率进行研究,发现活化反应近似为一级反应,表观活化能为84.7kJ-mol-1。结合与原煤制备活性炭的结果对比,说明固体产物属于较易活化的原料。活性炭的灰分在活化过程中不断增加,这是制约活化炭性能的主要因素之一。研究了脱灰处理对固体产物制备活性炭的影响。结果显示,对活化得到的活性炭进行酸处理脱灰,不能有效提高其吸附能力；先对固体产物进行酸处理、碱-酸处理脱灰(灰分分别降至20%、10%),再以脱灰产物为原料制备活性炭,碘吸附值可达650mg·g-1、772mg·g-1,明显优于直接活化的结果,且脱灰程度越高,活化效果越好。其中,经过碱-酸处理的原料制得活性炭的微孔容积为0.25m1·g-1,明显大于直接活化的结果(0.12ml·g-1)；中孔容积基本不变,为0.23ml·g-1；而平均孔径下降由3.26nm下降为2.68nm,且孔径分布与KOH法制备的活性炭类似。研究了不同灰分原料制备活性炭的干燥无灰基碘吸附值的规律,发现灰分对活性炭吸附性能的主要影响在于：降低活性炭中有效成分的质量,导致总体吸附性能下降,同时对孔径分布有一定的影响。对与碱-酸法结合的活性炭制备工艺进行优化,提出了一种循环碱-酸法工艺对固体产物进行脱灰,可节约NaOH40～45%,同时提取出NaCO3?10H2O,并将碱废水排量减为零。以经过该法处理的低灰固体产物为原料,以淀粉为粘结剂采用正交法对水蒸汽活化的工艺条件进行优化,发现较优的条件为：850℃活化3.5～4h,水蒸汽空速0.75h-1,所得活性炭碘吸附值可达765～789mg·g-1,收率为33～35%,活性炭灰分为20～22%。对固体产物粉末造粒固定床水蒸汽活化制备活性炭工艺进行初步的成本分析,发现该工艺具有很大的原料成本优势,活化供热所需燃料亦可由固体产物提供,成本较低,资源利用率高,且以淀粉为粘结剂,清洁性高,前景良好。