资源的高效、循环利用是解决能源危机的重要措施,与工业上传统的电石法制乙炔相比,等离子体裂解煤制乙炔技术具有更高的经济效益,可缓解我国富煤、贫油、少气的资源现状。淬冷是保证乙炔收率最为关键的工段之一,由于体系温度高,反应速度很快,淬冷过程难以直接检测,因而模型估算十分重要。本文使用最小吉布斯自由能法对等离子体裂解煤制乙炔进行了热力学模拟,分析了煤粉含水量、煤粉元素含量对乙炔理论最大产量的影响,为煤粉的前处理与煤粉的选择提供了理论依据。通过等离子体裂解煤制乙炔装置,选用新疆及江西典型煤种进行了淬冷实验,考察了操作条件对淬冷后裂解气组成的影响。并以热力学平衡模拟、淬冷时温度分布、淬冷时裂解气主要化学反应动力学为基础,建立等离子体裂解煤制乙炔淬冷工段的数学模型,模型关联结果与实验数据较符合。进一步,根据所建立的数学模型模拟研究了淬冷过程主要参数如时间常数、淬冷前温度对淬冷后裂解气组分的影响,并给出了各参数的合理范围,为淬冷过程的优化提供了重要的参考依据。本文针对原环隙式淬冷器难以长时间稳定运行、拆卸困难等缺点进行了改进。在考察防磨盖涂层耐磨性、附着力和耐高温性能的基础上,结合CFD模拟设计了适应于3000 t/a乙炔产量与6000 t/a乙炔产量的新型带涂层材料保护防磨盖的环隙式淬冷器,并以氮化硼为涂层材料,加工了环隙式淬冷器。同时通过传热的计算,得到淬冷水达到淬冷器中心位置的汽化量,提出新型圆筒式淬冷器设计思路。