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      1.“大型高效水煤漿氣化過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)

　　“大型高效水煤漿氣化過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”項(xiàng)目由充礦集團(tuán)有限公司、華東理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、靈谷化工有限公司、兗礦水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程研究中心有限公司、中國(guó)天辰工程有限公司共同完成。

　　針對(duì)清潔高效大型水煤漿氣化技術(shù)發(fā)展中存在的科學(xué)問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題和工程問(wèn)題，在國(guó)家“973”計(jì)劃(2004—2014)、國(guó)家“863”計(jì)劃、教育部長(zhǎng)江學(xué)者與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃及其他省部級(jí)重大科技計(jì)劃的支持下，相關(guān)單位的60余名科研人員通過(guò)近10年深入的基礎(chǔ)研究和系統(tǒng)的工程示范，解決了高溫、高壓、湍流多相流動(dòng)條件下氣化爐內(nèi)的多相流動(dòng)與復(fù)雜氣化反應(yīng)的交互作用等科學(xué)問(wèn)題，建立了氣流床煤氣化過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，確立了氣流床煤氣化技術(shù)的放大依據(jù)，突破了大型化、高效率、拓展煤種適應(yīng)性、長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)，使中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)水煤漿氣化技術(shù) 達(dá)到世界領(lǐng)先水平。主要技術(shù)創(chuàng)新成果包括：

　　(1)在國(guó)際上首次揭示了多噴嘴撞擊氣化爐內(nèi)三維溫度場(chǎng)及火焰結(jié)構(gòu)，形成了水煤漿氣化爐火焰結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)，確立了氣化爐放大準(zhǔn)則，解決了氣化爐拱頂耐火磚壽命短的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了水煤漿氣化技術(shù)從1000t/d向3000t/d的跨越，建成了國(guó)際上最大的水煤漿氣化裝置。

　　(2)揭示了大型水煤漿氣化爐的流場(chǎng)特征和撞擊流駐點(diǎn)的偏移規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了撞擊流流動(dòng)不穩(wěn)定性，獲得了水煤漿氣化燒嘴霧化規(guī)律，形成了水煤漿氣化爐流場(chǎng)調(diào)控和強(qiáng)化混合技術(shù)，發(fā)明了高效、長(zhǎng)壽命水煤漿氣化燒嘴，解決了燒嘴壽命短的技術(shù)難 題。

　　(3)揭示了高溫高壓下典型煤種氣化反應(yīng)機(jī)理，獲得了氣化條件下煤中礦物質(zhì) 熔融性和黏度的變化規(guī)律，形成了水煤漿氣化爐選煤配煤技術(shù)，發(fā)明了低階煤成漿技術(shù)，拓展了水煤漿氣化技術(shù)的原料適應(yīng)性，解決了大型水煤漿氣化技術(shù)選煤、配煤的技術(shù)難題。

　　(4)提出了多噴嘴氣化爐降階模型，開(kāi)發(fā)了氣化爐動(dòng)態(tài)模擬軟件，獨(dú)創(chuàng)了大型水煤漿氣化爐在線(xiàn)無(wú)波動(dòng)切換技術(shù)，發(fā)明了合成氣高效除塵技術(shù)，解決了大型水煤漿氣化裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)難題，創(chuàng)造了大型水煤漿氣化裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的世界紀(jì)錄。

　　項(xiàng)目已獲得授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利26項(xiàng)，美國(guó)專(zhuān)利1項(xiàng)，歐洲專(zhuān)利1項(xiàng)，發(fā)表SC1論文102篇，EI論文77篇。國(guó)際同行評(píng)價(jià)、國(guó)家973項(xiàng)目驗(yàn)收專(zhuān)家意見(jiàn)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)專(zhuān)家鑒定報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)考核報(bào)告及評(píng)價(jià)證明、中國(guó)化工學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)證明： 用戶(hù)應(yīng)用報(bào)告均指出，項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

　　項(xiàng)目形成的成果已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)30余家企業(yè)，推進(jìn)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣流床水煤漿與氣化技術(shù)的進(jìn)一步大型化、推進(jìn)了技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用、支撐了氣流床煤氣化的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，為中國(guó)煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化領(lǐng)域發(fā)展發(fā)揮了重要作用，三年新增產(chǎn)值超過(guò)79億元，新增利潤(rùn)超過(guò)9.56億元，節(jié)省專(zhuān)利費(fèi)1.3億元，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　2.全球單套規(guī)模最大煤制油項(xiàng)目投產(chǎn)

　　2016年12月28日，全球單套規(guī)模最大的煤制油項(xiàng)目—神華寧夏煤業(yè)(集團(tuán)) 有限責(zé)任公司年產(chǎn)4Mt煤炭間接液化示范項(xiàng)目正式投產(chǎn)。該項(xiàng)目打破了國(guó)外對(duì)煤制油化工核心技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷，探索出了科技含量高、附加值高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)的煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化率達(dá)98.5%，每年可轉(zhuǎn)化煤炭20.46Mt，年產(chǎn)油品4.05Mt。

　　作為全球單套規(guī)模最大煤制油項(xiàng)目，神華寧夏煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司煤制油示范項(xiàng)目的建成投產(chǎn)具有重大意義，習(xí)近平總書(shū)記對(duì)此作出重要指示，代表黨中央對(duì) 項(xiàng)目建成投產(chǎn)表示熱烈祝賀。習(xí)近平總書(shū)記指出，這一重大項(xiàng)目建成投產(chǎn)，對(duì)中國(guó)增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用、促進(jìn)民族地區(qū)發(fā)展具有重大意義，是對(duì)能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要成 果。該項(xiàng)目生產(chǎn)的清潔油品對(duì)于解決城市汽車(chē)尾氣污染、霧霾治理等問(wèn)題也具有重要 的現(xiàn)實(shí)意義。

　　3.煤制烯烴新工藝入選“2016年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”

　　2017年2月20日，科技部基礎(chǔ)研究司與科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心聯(lián)合召開(kāi)解讀會(huì)，發(fā)布“2016年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”評(píng)選結(jié)果，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員包信和及潘秀蓮研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的煤制烯烴新工藝成功入選。

　　烯烴是與人們?nèi)粘Ｉ�活息息相關(guān)的重要化學(xué)品。中國(guó)是烯烴消費(fèi)大國(guó)，其傳統(tǒng)的生產(chǎn)原料主要依賴(lài)石油，這不僅使烯烴的生產(chǎn)成本居高不下，同時(shí)也嚴(yán)重地危及到了我國(guó)的能源安全。20世紀(jì)初，德國(guó)科學(xué)家費(fèi)舍爾和拓普希提出了一條由煤經(jīng)水煤氣變換生產(chǎn)烯烴的費(fèi)—托(F-T)路線(xiàn)，但是該過(guò)程原理上會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，同時(shí) 還需要消耗大量的水，嚴(yán)重阻礙了該技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)物理研究所研究員包信和及潘秀蓮研究團(tuán)隊(duì)從 納米催化的基本原理入手，開(kāi)發(fā)出了一種過(guò)渡金屬氧化物和有序孔道分子篩復(fù)合催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了煤基合成氣一步法高效生產(chǎn)烯烴，C₂到C₄低碳系統(tǒng)單程選擇性突破了費(fèi)—托過(guò)程的極限，一躍超過(guò)80%。同時(shí)，反應(yīng)過(guò)程完全避免了水分子的參與，從源頭回答了李克強(qiáng)總理提出的“能不能不用水或者少用水進(jìn)行煤化工”的詰問(wèn)。該成果在納米尺度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)分別控制反應(yīng)活性和產(chǎn)物選擇性的兩類(lèi)催化活性中心的有效分離，使在氧化物催化劑表面生成的碳?xì)渲虚g 體在分子篩的納米孔道中發(fā)生受限偶聯(lián)反應(yīng)，成功實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)產(chǎn)物隨分子篩結(jié)構(gòu)的可控調(diào)變。相關(guān)研究論文發(fā)表在2016年3月4日《科學(xué)》上。《科學(xué)》同期以“令人 驚奇的選擇性”為題刊發(fā)了專(zhuān)家評(píng)論和展望，稱(chēng)贊該研究在原理上的突破將帶來(lái)在 工業(yè)上的巨大競(jìng)爭(zhēng)力。該研究并被產(chǎn)業(yè)界同行譽(yù)為“煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域里程碑式的重大突突破”。

　　4.“晉華爐”成功投運(yùn)開(kāi)創(chuàng)新型煤氣化技術(shù)改造先河

　　由清華大學(xué)山西清潔能源研究院牽頭，陽(yáng)煤豐喜集團(tuán)(肥業(yè))有限責(zé)任公司和陽(yáng)煤化工股份有限公司聯(lián)合研發(fā)的合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“晉華爐”)，在陽(yáng)煤豐喜集團(tuán)(肥業(yè))有限責(zé)任公司臨猗分公司一次點(diǎn)火、投料、送氣成功。這是世界首臺(tái)采用水煤漿+水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器的氣化爐，其科技創(chuàng)新點(diǎn)在于：核心部件輻射式蒸汽發(fā)生器借鑒了液態(tài)排渣旋風(fēng)鍋爐的進(jìn)口和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，能夠有效避免國(guó)外同類(lèi)技術(shù)存在的堵渣和積灰問(wèn)題；獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少了雙面受熱的布置比例，設(shè)備體積和投資減少。通過(guò)回收高溫合成氣的熱量，副產(chǎn)高溫高壓蒸汽等方式，提高氣化爐的氣源轉(zhuǎn)換效率，晉華爐代表了該行業(yè)技術(shù)的世界高度。

　　從投運(yùn)100多天以來(lái)的效果看，該技術(shù)具有水煤漿氣化爐穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，也具有水冷壁氣化爐煤種適應(yīng)性好的優(yōu)勢(shì)，尤其適用于高硫、高灰、高灰熔點(diǎn)“三高”煤的氣化。該技術(shù)煤種適用范圍更廣，能消耗大量劣質(zhì)煤，一座爐每年可節(jié)約煤炭成本3000多萬(wàn)元。技術(shù)推廣后，有望打破國(guó)外技術(shù)壟斷，為我國(guó)企業(yè)節(jié)省技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)10多億元，也為劣質(zhì)煤清潔利用找到了新路徑。