燃料转化研究部

燃料转化研究部

  燃料清洁转化研究部由5个课题组组成,6名研究员,共42名科研工作人员。研究部面向国家战略需求,开展固体燃料(煤炭、生物质、油页岩等)清洁高效转化、城市及农林废弃物资源化利用、催化转化及污染物控制技术基础研究及应用技术开发,和反应器设计及专属仪器开发。

  2020年研究部发表学术论文40余篇,申请发明专利21项,毕业博士、硕士研究生20余名(含联培生),承担了包括国家自然科学基金、科技部重点研发计划、科学院先导专项、国际合作及企业项目多项,并获得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖一项。在基础和应用研究方面均取得重要进展。

  重点进展一:在3000吨/年煤热解在线颗粒床除尘装置连续考核基础上,完成了6万方高温热解油气的工程方案初步设计,含尘量<1%,获得国家发明专利授权。针对散烧煤量大污染严重,开发了多级强旋流热解制备“洁净煤”工艺,替代民用散煤及高炉喷吹煤。制成洁净燃料在民用解耦燃烧炉具上完成试烧,污染物(NO、SO2、CO)排放均优于排放标准,达到预期目标,为解决散烧煤问题提供了可行途径。

  重点进展二:在高端球形活性炭制备方面取得突破。研究团队以合成的高分子聚合物为原料,经稳定化、流化床高温炭化和活化工艺,获得表面黑亮光泽、比表面积大、球形度高、强度高、吸附性能优异的聚合物基球形活性炭,可应用于化学防护、血液净化、工业催化剂、环境保护等领域。具体指标:粒度0.4~1.0mm,耐磨性好,强度高,可达24N/个以上;灰分少,低于0.1wt.%;比表面积为1000m2/g,孔容为0.9cm3/g;中大孔占比高,约60%,具有优良的中分子吸附性能。

  重点进展三:针对前期产业化的200-400℃宽温结构化烟气催化剂产品,与合作企业继续拓展行业应用,累计生产和销售近万方蜂窝催化剂。针对鞍钢、新天铁、美锦能源等大中型企业的炉窑烟气净化形成应用工程90余套。中国石油和化学工业联合会组织专家组鉴定本成果为“技术创新性强,宽温结构化脱硝催化剂制备技术达到国际领先水平”。获得2020年中国石化联合会技术发明一等奖。

  重点进展四:针对固体炸药安全性问题,研究团队与中国工程物理研究院流体物理研究所合作,开发了一种微元实时离散和替换的多尺度离散模拟技术,解决了从炸药晶粒尺度考虑装药力学响应行为所面临的巨大计算量问题,为炸药点火复杂力—热—化学反应耦合全过程模拟提供了解决思路。

  图1. 6万方高温热解煤气颗粒床除尘概念设计


  图2. 聚合物基球形活性炭

  图3. 脱硝催化剂生产及成果证书