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　　在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中，石油、天然氣資源匱乏，煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，在能源結(jié)構(gòu)中占比近70%，居主導(dǎo)地位。目前，我國(guó)已探明煤炭?jī)?chǔ)量10200億噸，55%以上是煤化程度低的低階煤，蘊(yùn)藏其中的揮發(fā)分相當(dāng)于1000億噸的油氣資源。但由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低，且現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法充分利用其資源價(jià)值，導(dǎo)致了煤炭資源的巨大浪費(fèi)。
　　為此，2012年2月，中科院?jiǎn)?dòng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”，依據(jù)低階煤的組成與結(jié)構(gòu)特征，提出了低階煤清潔高效梯級(jí)利用的整體解決方案。
　　把煤炭“吃干榨凈”
　　依據(jù)低階煤的組成與結(jié)構(gòu)特征，專項(xiàng)提出了低階煤清潔高效梯級(jí)利用的整體解決方案，即“以高效熱解為先導(dǎo)，提取煤中業(yè)已存在的油氣資源，剩余半焦燃燒發(fā)電或經(jīng)氣化后定向轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)品”。
　　依據(jù)整體方案，專項(xiàng)形成了三條具有代表性和典型性的工藝路線，包括“熱解—油氣提質(zhì)—半焦燃燒—發(fā)電”、“熱解—?dú)饣铣伞焙汀盁峤狻獨(dú)饣M(fèi)托合成—油品共處理”，建立了一套高能效、低污染、低排放和高值化的低階煤綜合利用技術(shù)體系，顯著降低硫、硝和重金屬等污染物排放，將低階煤“吃干榨凈”。
　　中科院山西煤化所是先導(dǎo)專項(xiàng)的牽頭單位，所長(zhǎng)王建國(guó)對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō)：“按照煤專項(xiàng)研發(fā)課題布局中工藝路線和產(chǎn)品鏈關(guān)系，我們以系統(tǒng)集成的方式進(jìn)行綜合分析評(píng)估，計(jì)算得出低溫?zé)峤?發(fā)電綜合能效達(dá)46.78%，比燃煤亞臨界發(fā)電提高能效8.78個(gè)百分點(diǎn)；加氫熱解+FT合成能源轉(zhuǎn)化效率為51.91%，相比于煤間接液化提高8.85個(gè)百分點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了低階煤先導(dǎo)專項(xiàng)的預(yù)定目標(biāo)?！?br/>　　“熱解是煤專項(xiàng)的‘龍頭技術(shù)’，重點(diǎn)是突破煤熱解制備油氣的關(guān)鍵技術(shù)。在低溫?zé)峤夥矫妫ㄟ^(guò)獨(dú)創(chuàng)的固體物料加熱、物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等手段，成功控制了固體熱載體燃燒床和熱解床的能量和物料交換，實(shí)現(xiàn)了雙床的有機(jī)耦合?！蓖踅▏?guó)說(shuō)。
　　2015年11月，240噸/天固體熱載體煤低溫?zé)峤庵性囇b置實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，這是國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)每年10萬(wàn)噸規(guī)模的循環(huán)流化床粉煤熱解裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，為后續(xù)熱解半焦的燃燒和氣化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在加氫熱解方面通過(guò)“溶劑循環(huán)自平衡”解決液化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分布難以調(diào)控的難題，2015年底在內(nèi)蒙古鄂爾多斯實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸級(jí)加氫熱解128小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
　　工程開(kāi)辟新路徑
　　對(duì)于低階煤來(lái)說(shuō)，如何“燃燒”是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。對(duì)此，專項(xiàng)開(kāi)展超臨界循環(huán)流化床燃燒發(fā)電技術(shù)和燃煤煙氣污染物脫除凈化技術(shù)研究。在半焦燃燒方面，設(shè)計(jì)了新型多邊形爐膛爐型，突破了大尺度循環(huán)流化床燃燒均勻性核心技術(shù)，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　眾所周知，烯烴、芳烴等大宗化學(xué)品以及汽油柴油等大宗液體燃料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法主要是采用各種不同工藝對(duì)石油或者其衍生品進(jìn)行煉制，而煤專項(xiàng)著重開(kāi)展合成氣和甲醇制大宗化學(xué)品和燃料技術(shù)的攻關(guān)。
　　王建國(guó)說(shuō)：“2017年1月11日，每年10萬(wàn)噸合成氣制乙醇裝置成功打通全流程，產(chǎn)出分析純級(jí)無(wú)水乙醇（99.71%），標(biāo)志著全球首套煤經(jīng)二甲醚制乙醇工業(yè)示范項(xiàng)目一次試車成功?！?br/>　　在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，專項(xiàng)遇上了“原定的建設(shè)示范裝置的地點(diǎn)和規(guī)模發(fā)生變化”的問(wèn)題，這直接影響示范工程的進(jìn)度。
　　2013年8月，“多段分級(jí)轉(zhuǎn)化流化床煤氣化技術(shù)及工業(yè)示范”課題與某企業(yè)簽訂工業(yè)裝置示范工程合作協(xié)議，但由于煤化工行業(yè)整體處于較低迷狀態(tài)，企業(yè)運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)困難，工程未能按時(shí)實(shí)施。隨后，課題組與多家企業(yè)積極交流，最終與陜西煤業(yè)化工新型能源有限公司簽訂了合作協(xié)議。
　　產(chǎn)業(yè)化帶動(dòng)企業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型
　　經(jīng)過(guò)近5年的努力，煤專項(xiàng)許多關(guān)鍵技術(shù)已具備示范或產(chǎn)業(yè)化的條件，部分技術(shù)已同企業(yè)建設(shè)示范，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)，為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　王建國(guó)說(shuō)：“煤炭企業(yè)想要真正實(shí)現(xiàn)脫困突圍和轉(zhuǎn)型升級(jí)，就必須大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，項(xiàng)目與多家大中型煤炭企業(yè)合作，不僅能加快科技成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，還可以推進(jìn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。”
　　在專項(xiàng)實(shí)施期間，多家煤炭企業(yè)積極參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，大中型企業(yè)投入約100億元。王建國(guó)說(shuō)：“預(yù)計(jì)‘十三五’期間將有400億元投資，這將為企業(yè)的轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)的提升以及我國(guó)煤炭清潔高效利用起到重要的技術(shù)保障作用，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培育了新動(dòng)力、拓展了新空間?！?br/>　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2017-10-26 第1版 要聞)