华东理工大学项目获上海首个技术发明奖特等奖，包揽近1/8一等奖奖项 【中青在线】没人敢“吃”的劣质煤如何在中国“重获新生”？

中青在线讯（张婷 中国青年报·中青在线记者 王烨捷） “吃”进劣质黑煤，“吐”出干净气体，这是全世界煤化工研究者毕生追求的环保效果。以往，通过业已成熟的煤气化技术，已经可以很好地解决优质煤的再利用问题；但实际上，谁都知道，数量更加庞大、储量更加丰富的“劣质煤”再利用，才是真正解决问题的“王道”。

过去，中国的科学家和企业不得不紧跟欧美等发达国家的煤气化技术，花大价钱从国外引进专用设备来解决一小部分优质煤的再利用问题；现如今，有了华东理工大学牵头完成的“单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术关键装备开发及应用”（以下简称“SE气化装置”）项目，中国走在了世界相关技术的最前沿。

新的自主研发设备，可以“吃”进劣质煤，“吐”出可以用来进行油品合成、制造烯烃等化工原料的干净气体。

4月18日，在上海市科学技术奖励大会上，华东理工大学成为最大赢家。上述“SE气化装置”项目获得上海市首个技术发明奖特等奖外，这所学校在全市一等奖榜单上的49个项目中，共牵头完成了其中的6个项目，包揽全市近1/8个一等奖奖项。

30 年磨一剑 ，突破煤化工领域关键技术

你可能无法想象，华东理工大学刘海峰领衔的“SE气化装置”到底在国际上处于什么样的水平。简单来说，这种能对高灰熔点、高灰分劣质煤进行清洁高效转化的装置，老外目前还没有研究出来。

处理劣质煤，必须解决几个技术难题：一是“吃”得进，这就需要解决粉煤从制粉锅炉到气化炉的输送问题；二是高灰熔点，需要气化温度高达1400℃以上；三是“排”得出，需要顺畅排渣，高效除灰，不影响后续系统。此外，还必须保障气化装置的操作连续稳定、长周期运行。

“SE气化装置”能把上述难点一一攻克。

项目组首先以“高压密向输送”化解了供料难题：在管道中加入氮气、二氧化碳等气体，再不断加压，即可让像面粉一样颗粒稠密的粉煤“爬”过长达几十米的管道进入气化炉；通过对喷嘴和气化炉的流场进行独特设计，解决了入炉煤粉灰熔点高达1400℃的难题，并且具有顺畅排渣、高效除灰以及碳转化率高等优点；老师同学们独立发明的集“点火、开工、气化”功能为一体的长寿命复合式粉煤气化喷嘴和高性能膜式水冷壁衬里，为气化装置的操作连续稳定、长周期运行提供了保障。

据刘海峰介绍，这项发明与华东理工大学在煤化工领域近30年的研究积累和技术储备密不可分。

该校洁净煤技术研究所自1995年由于遵宏教授等人创立后，长期致力于气流床气化过程与技术的基础研究和应用技术开发，在国家科技计划支持下，通过产学研结合，于2005年成功实现了自主知识产权多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业化示范。这些年里，在研究所所长于广锁教授领衔下，该技术成功实现了大型化跨越，建成国际上最大规模的日处理3000吨煤工业装置。目前，该技术应用企业达到42家，共113台气化炉，为我国现代煤化工产业发展提供了重要技术保障。

多家企业提前锁定高校项目，才能诞生“产品”

项目第一完成人刘海峰曾在接受媒体采访时称，自己最得意的，其实并不是拿到上海首个技术发明奖特等奖，而是与一群大企业建立了战略伙伴关系。

中国青年报·中青在线记者查询发现，“SE气化装置”项目的第二到第五完成单位都是企业，其中中石化系统企业占了两席。

刘海峰尤其看重这种与企业合作的机会，他认为，高校在研发上往往具有一定前瞻和前沿性，只有在企业也有同样的意识和眼光的前提下，双方才能通过产学研合作，这也是促使科技成果实现转化并最终成为“产品”的最关键因素。

这一次，与华东理工大学合作的，包括中石化宁波工程有限公司、中国石化扬子石油化工有限公司、上海锅炉厂有限公司和西安拓沃能动科技有限公司等4家企业。这些企业，在“SE气化装置”由高校教师想法变成“产品”的过程中作用明显。

据刘海峰介绍，SE气化技术是在高温、强还原气氛条件下将粉煤经部分氧化反应生成合成气，由于气化温度高、反应充分以及碳转化率高，使得酚类和焦油等在炉内就已经裂解；其他的一些微量重金属在气渣分离时，被冷萃在废渣中，而气化炉产生的废渣和滤饼，则可以二次利用；排放的废气主要为氮气、二氧化碳，煤中的硫则被转化为硫磺副产品；排放的废水中基本不含有机物，氨氮等指标都较低，经过废水处理后，符合排放标准。

上述所有试验，没有企业支持，几乎没可能进行下去。

目前，这一项目已申请发明专利43项，其中授权19项，发表SCI/EI收录论文100余篇。它的工业应用，近3年已为化工企业、工程公司、装备制造企业、研发单位等新增销售额约30亿元，直接经济效益2.9亿元。

自主设计装置有望销往海外

2014年1月，SE气化装置在中国石化扬子石油化工有限公司开车，“吃”下了贵州煤（60℅）和神华煤（40℅）的混配煤，非但没有“消化不良”，反而创造了工业示范装置多个纪录：出合格产品时间最短(5天)，打通全流程时间最短(10天)，一次投料成功连续运行时间最长(11天11小时)，自投料3个月内连续运行时间最长(53天)，烧嘴首次使用累计时间最长(181天)。

山西晋城煤、安徽淮南煤、贵州煤……这些高灰熔点、高灰分煤，先后都被送进了SE气化装置的气化炉里。

为了防止“吃的过快引发消化不良”，项目组的龚欣教授牵头，华东理工大学教师们从工艺模拟计算、煤粉密相输送和理化特性、配煤及灰渣粘温特性、合成气激冷洗涤等全方位出发，开展了大量应用基础研究工作和现场样本及数据采集后的分析研究工作，并与扬子石化技术人员一起不断制定和优化装置运行方案，为整套气化装置“顺利吸收营养”保驾护航。

安徽是煤炭资源大省，但煤化工企业却需到外省采购煤。这是因为安徽煤的灰熔点过高，绝大部分煤只能作为燃料使用。这知道导致了成本增加，对当地的煤化工产业发展极为不利。

中安联合煤化有限责任公司经过对国内外粉煤加压气化技术的大量比较和反复论证，最终决定采用华东理工大学牵头研发的7套、日处理煤1500吨级“SE气化装置”，配套年产60万顿烯烃。长期困扰淮南煤的清洁高效气化技术，终于开始得到解决。 

中国青年报·中青在线记者了解到，除中安联合煤化有限公司、扬子石化煤制氢二期和中石化新疆能化外，国内已有大批企业拟签约使用SE气化装置。对于未来，刘海峰希望：“南亚、东南亚国家的煤矿大多产高灰熔点的劣质煤，SE气化技术很有希望出口到这些国家，为’一带一路’战略服务。”