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  炼焦煤是稀缺的优质煤炭资源是支撑中国钢铁工业的“粮食”更是推动煤炭由燃料向工业原料、材料、高端产品转型的战略性资源。加强炼焦煤资源的绿色开发持续放大炼焦煤的资源价值是煤炭行业转型升级和煤炭企业高水平质量的发展必须要思考和面对的问题。

  中国平煤神马控股集团有限公司以下简称“中国平煤神马集团”炼焦煤资源丰富主焦精煤品质一流。长期以来中国平煤神马集团以“炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室”为依托坚持“立足煤、延伸煤、超越煤”聚力炼焦煤资源的开发利用主动服务国家战略需求打通了煤基尼龙化工、煤基碳材料、煤基硅材料及氢能多条特色产业链形成了独具特色的炼焦煤绿色开发新方向为企业高质量转型发展奠定了坚实的基础。

  炼焦煤是钢铁工业的“粮食”是化工产品的优质原料。焦化产业的副产品苯、煤焦油、焦炉煤气等是尼龙、硅、碳、医药等高端化工产业的原料。在我国“富煤贫油少气”的能源格局下煤化工能够有效替代石油化学工业产品降低石化产品“卡脖子”风险支撑我国高端化工产业发展。

  解决资源型城市“资源减少、矿竭城衰”的问题是国家战略。以平顶山为例已开采了近70年也面临城市转型发展问题。开展炼焦煤资源绿色开发技术探讨研究有利于企业持续深化特色产业链条实现从传统能源化工企业向一流“材”“能”企业转型也将有力支撑以平顶山市代表的资源型城市的高质量转型发展。

  我国炼焦煤资源稀缺占全国煤炭储量的27%特别是炼焦煤中的焦煤、肥煤更为稀缺仅占6%、3%。同时炼焦煤开发利用面临三大难题。

  一是安全开采难。炼焦煤瓦斯含量高、地质条件复杂、埋藏较深普遍埋深在地下千米左右且高瓦斯、高地应力、高地温“三高”问题复杂突出复合动力灾害严重开采难度极大。

  二是高效洗选难。炼焦煤资源普遍为中高灰、中高硫、可选性差难选和极难选煤约占62%洗选中煤和固废产量大综合利用率低高效洗选加工面临挑战。

  三是绿色转化难。焦化过程物质流、能量流的系统匹配性、耦合程度低焦肥煤资源科用率低焦化产物能乏分子设计深加工产品单一、高端材料产品少、附加值低焦化工过程“废水”“废气”排放严重。

  基于国家战略需要、产业高质量发展需要城市转型需要以及炼焦煤开发面临的三大科学问题结合自己发展的策略中国平煤神马集团主动谋划布局建设“炼焦煤”资源开发利用专题研究机构。

  2015年9月经科技部批准依托中国平煤神马集团建设“炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室”。

  经过五年的建设2020年12月“国家重点实验室”向科技部提交建设期运行工作报告申请科技部的验收评估。

  正当“炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室“大踏步向前发展之时上级作出了重组重构国家实验室体系的战略部署这对于实验室是一个重大机遇。中国平煤神马集团联合郑州大学、中国矿业大学充分的发挥企业和高校双方在科技、人才、资源等方面的互补优势联合申报重组“炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室”并获批建设。

  重组后的“炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室”科研实力更加雄厚实验室拥有35个国家、省部级科研平合4个博士后流动站3个国家级企业技术中心3个国家一流学科。

  仪器设施与实验平台方面实验室拥有力学性质、微观结构、物质成分、瓦斯吸附解析、小试中试平台、检测分析、物探、物理模拟与数值仿线条主线余台/套仪器设备自主研发建造了31套独有大型实验平台总体达到行业先进水平。

  中试基地方面实验室先后建成矿用安全设备制造研发、深部炼焦煤资源安全高效开采、煤基硅碳材料、煤基尼龙中间体四个中试试验基地现已投入到正常的使用中并运行良好。

  制度建设方面实验室建立了《实验室主任办公会议制度》《实验室开放基金管理办法》《联合培养研究生管理办法》等16个较为完善的管理运行制度。

  实验室自2015年建设以来坚持“需求、问题、效果”三个导向先后突破了一批重要关键核心技术取得了一系列国际领先的原创性科技成果支撑了平顶山市由“中原煤仓”向“中国尼龙城”转型引领了我国炼焦煤产业发展。

  围绕深部煤矿复合动力灾害防控及资源开采技术实验室开展了深部煤矿复合动力灾害研究首次定义了“煤与瓦斯突出和冲击地压”复合动力灾害的概念形成了煤岩瓦斯复合型动力灾害防治技术体系研究成果已全面推广到全国类似矿井成为行业公认的理论体系攻克千米深井复杂条件煤矿安全高效智能开采技术实现智能化综采装备在千米深井的安全高效运行。研发了掘进工作面智能集控技术与成套装备联合开发了国内首套小转弯半径TBM硬岩智能盾构机掘进效率创造了全国纪录。率先建成河南省首个千米深井智能化综掘工作面掘进效率提升了67%。

  围绕煤炭高效洗选与洁净利用技术首创千米深井下大流量少煤多矸分选技术开发了低品质煤浮选过程强化关键技术体系设计了以梯级精选分步脱灰与重介等密度精选为特色的煤炭超纯制备新工艺被科学技术部、国家质量监督检验检疫总局等四部委授予国家重点新产品证书。研发煤炭高效干法分选和大型深度筛分拔术使我国难筛分矿物高效筛分技术达到国际领先水平完成“超大容积捣固焦炉成套技术与装备”示范工程在中国平煤神马集团建成我国乃至世界上最大的顶装焦炉改捣固焦炉填补了国内外空白达到国际领先水平。率先调整炼焦产业体系在集团形成独具特色的从煤焦到尼龙化工、碳材料、硅材料和氢能等多条特色煤基产业链建成亚洲最大的全产业链尼龙生产基地和全球最具发展活力的新能源新材料产业基地。至此“中国尼龙城”和“国家战略性新兴起的产业集群”建设已纳入国家战略。

  围绕焦化副产品高值绿色转化开发研发短流程等温合成天然气技术在中国平煤神马集团建造具有自主知识产权和工程化应用的可控移热贯流式列管单段等温甲烷化反应装置实现了高效低温甲烷化催化剂工程化制备完成了短流程等低温合成天然气工艺全流程的优化及系统集成大幅度降低了生产所带来的成本研发了苯选择加氢制环已烯催化剂及催化工艺技术在苯制环已烯催化剂、反应工艺、工程化及工业化关键设备和成套装置技术等方面取得了一系列原创性成果解决了苯选择性加氢领域的“卡脖子”问题打破了国外技术垄断且整体技术处于国际领先水平。

  在工业催化剂设计、合成、反应工艺、成套技术驶备等方面取得自主知识产权技术。发明了耐高温尼龙直接聚合生产研发技术苯选择加氢制环已烯催化剂及催化工艺技术形成了具有自主知识产权的苯制环已烯技术。建成了大直径超高功求石墨电极的万吨级生产线c;填补国内空白打破国外垄断占据国内60%市场占有率并远销国外。

  炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室作为全国唯一一家炼焦煤开发领域“国字号”科研平台承载着我国破解制约炼焦煤资源高效绿色开发关健核心技术问题、探索资源材料化一材料产品化一产品高端化资源转化路径的重大科研使命也肩负着集团深化实施创新驱动高水平质量的发展战略、提升“产学研用”一体化创新模式培育创新型人才的示范引领职责。

  未来一个时期实验室将定位于前沿技术探讨研究服务国家重大战略需求主动融入新一轮科技革命和产业变革紧紧围绕炼焦煤安全绿色开采、洁净化利用、高值化转化三大研究方向凝练部署重大科研任务持续研发出有重大影响的原创科技成果破解炼焦煤产业链相关领域的世界重大科学技术问题。

  在安全开采方面重点研发深部资源开采复合灾害防控理论、技术与装备进行深部资源开采过程中瓦斯、地应力、地热等复合灾害的“防、治、用”综合研究。

  在高效洗选方面重点研究“井下受限空间条件下煤矸全粒级水介精确分离机制”“炼焦煤全粒级深度洁净加工与协同智能控制”等技术与装备。

  在绿色转化方面重点探索智能精准配煤炼焦技术开展煤焦油先进分离与分质分级转化利用技术探讨研究形成全流程工业催化剂开发理论、复杂焦油分子设计理论。

  未来五年实验室将实质性引进1名院士作为学科带头人培养形成不少于30名高品质人才建成不少于200名技术骨干的国内一流科研团队持续提升服务国家战略能力。

  未来十年构建起以企业为主体、市场为导向、产学研结合的现代高效产业技术创新体系支撑资源型城市高质量转型发展促进集团建设变成全球一流企业。

  作者系炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室主任点赞()上一条：轩岗煤电公司迎风战雪 保安全 保稳定2023-12-20下一条：三生御坊堂多款产品获得“年度绿色健康产品”称号2023-12-20