近期,研究所循环流化床实验室在准东高钠煤方面的研究成果连续荣获多项学术荣誉!齐晓宾等于2015年发表在《燃料化学学报》的科技论文《准东高碱煤气化过程中碱金属迁移与结渣特性实验研究》依据文章被引频次及专家评选,荣获“《燃料化学学报》2015年优秀论文”(该年度仅4篇论文获此殊荣);宋维健等于2016年发表在《煤炭学报》的科技论文《准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律》,依据文章被引频次、下载频次、专家意见以及专业覆盖度等,荣获“《煤炭学报》2016年度影响力优秀论文”(该年度仅25篇论文获此殊荣);宋国良等于2016年发表在Energy & Fuels的科技论文《Transformation characteristics of sodium of Zhundong coal combustion/gasification in circulating fluidized bed》,依据文章被引频次,荣获“energy & fuels TOP 25 MOST CITED ARTICLES IN 2016”;宋维健等于2016年发表在《燃料化学学报》的科技论文《不同预处理方法对准东高碱煤中碱金属含量测定的影响》,经期刊推荐,成功入选“领跑者5000—中国精品科技期刊顶尖学术论文”(简称F5000,该奖项评选由国家科技部主导、我国权威科技信息研究机构—中国科学技术信息研究所负责,入选论文要求为各学科前1%高被引论文,反映所在学科领域最高学术水平);齐晓宾等于2017年投稿至中国工程热物理年会燃烧学学术会议的科技论文《新疆高钠高氯煤循环流化床燃烧过程中的钠和氯迁移转化试验研究》从280篇墙报中脱颖而出,荣获“优秀墙报奖”(该年会仅10篇论文获此殊荣)。以上荣誉表明,研究所在准东高钠煤热化学转化技术方面的研究成果得到了国内外专业同行的高度评价。
准东高钠煤具有储量丰富、反应活性好、低硫低氮、开采成本低等优势,是优质动力和气化用煤,在我国目前能源体系中占据重要位置。但是,准东煤中碱金属含量过高,煤灰中Na2O含量普遍高于2%,使该类煤在利用过程中表现出极强的结渣沾污等灰问题,极大地限制了准东煤的大规模应用。为此,循环流化床实验室提出了准东煤先气化后燃烧的梯级利用技术路线,即,先通过气化工艺促使准东高钠煤中绝大部分碱金属气态析出,再通过物理冷凝方式将煤气中碱金属脱出,得到净化煤气作为工业原料利用,而产生的气化飞灰作为燃料再进行燃烧利用。基于该技术路线,研究人员借助0.4 T/D与0.15MW循环流化床试验平台,采用实验研究和理论分析相结合的方法,以化学反应动力学和热力学等理论为指导,系统考察了碱金属在准东煤和气化飞灰中的原始赋存形态、热化学转化过程中的迁移转化规律和结渣沾污特性;提出了准确获得高碱煤及灰渣中碱金属含量的样品预处理和检测方法、准东高钠煤结渣沾污解决方案和预测模型;评估了从准东高钠煤气化飞灰中回收钠资源的可行性和经济性等。相关研究成果为深层次理解准东高钠煤诱发灰问题机理、提出有效抑制准东高钠煤灰问题解决方案、推动准东高钠煤大规模工业化应用等提供了重要理论依据。
截止目前,研究团队已在Fuel、Applied Thermal Engineering、Energy & Fuels、Journal of the Energy Institute、《煤炭学报》、《燃料化学学报》、《工程热物理学报》等国内外著名期刊发表科技论文33篇(其中,22篇SCI论文、7篇EI论文和4篇中文核心论文),在国内外学术会议上以墙报/口头报告形式汇报9次。
以上研究成果是在吕清刚研究员和宋国良正高级工程师的指导下,由宋维健、齐晓宾和杨少波三位博士研究生完成。相关研究成果获得中科院战略性先导科技专项(No.XDA07030100)、国家国际科技合作专项(No.2014DFG61680)、国家重点研发计划课题(No.2018YFB0605002和No.2018YFB0604100-04)等项目资助。