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沈阳化工大学毕业证资源化工与材料教育部重点实验室在《中国科学基金》联合基金专刊发表资助成果专题文章

受国家自然科学基金委员会《中国科学基金》邀请，资源化工与材料教育部重点实验室许光文教授团队在《中国科学基金》2021年增刊“迎接党的百年华诞 持续推进多元投入机制改革——联合基金三十年回顾与展望”发表资助成果专题文章“褐煤氧化热解制备高H/C比及富甲烷合成气基础与应用” [2021, 35 (S1): 243-250. DOI: 10.16262/j.cnki.1000-8217.2021.s1.039]。

云南褐煤质软、高含水、含灰，是转化难度较大的低阶煤资源，难以通过高温气流床气化转化利用，但高挥发分特点又使其适于（流化床、固定床）中低温气化。许光文教授团队提出基于褐煤氧化热解制气的思想，创新建立了如图１所示（a）纵向和（b）横向耦合预氧化反应的两种新工艺。前者通过协同半焦气化与煤热解制备富氢富甲烷燃气或合成气，形成复合流化床联产工艺；后者通过双流化床集成褐煤预氧化，形成低焦油流化床两段气化技术，实现半焦催化焦油深度脱除和燃气/合成气清洁生产。文章从反应基础研究、工艺中试研究、工程放大与应用、结论与展望四部分阐述两种工艺在揭示反应规律、反应解耦与重构效应、以及工艺技术开发与应用方面所取得的成果。

底部耦合“高温氧化气化”的复合流化床气化技术本质上实现了“小颗粒燃料”的Lurgi炉气化反应过程，利用小颗粒原料制备富甲烷、高H/C 比合成气或燃气，有效克服Lurgi气化炉仅适合大颗粒原料的缺陷，可为利用褐煤等高挥发分低阶燃料构建“提取富氢挥发分作为化工原料气、燃烧半焦燃料支撑公用工程”的燃料资源低碳分质利用工业模式提供关键核心技术，也对升级现有基于Lurgi气化炉的煤制天然气工业技术与过程具有重要的潜在应用。

生物质气化通常只能利用固定床、流化床等反应器，最高操作在1000 ℃左右，燃料气化反应过程的焦油生成抑制和脱除一直是该方向极具挑战的技术难题。基于双流化床反应系统，创新建立耦合“燃料预氧化”的流化床两段气化技术工艺，通过反应解耦与重构，同时发挥利用了反应分级、流态化强化、半焦催化、小颗粒快速反应等技术优势，实现了生物质、褐煤等高挥发分燃料中低温气化的焦油深度脱除，保障了产品气焦油含量＜100 mg/Nm3的世界先进技术水平。而且，该流化床两段工艺过程容易放大，潜在解决了国内外两段气化低“焦油”工艺在放大其耦合的下吸式气化反应器存在的困难，为生物质等低阶燃料中低温气化领域突破“焦油”难题形成了有效可行的技术方案。该项目技术经过放大和应用推广，已形成多个产业应用工程，证明了技术和其性能的稳定性和可靠性，成为了“低阶燃料清洁转化制备合成气及燃气的先进气化技术”。该成果通过耦合“预氧化”，形成对高含水、含灰、质软燃料具有特殊适应性的气化新技术，创新性明显，有效结合了基础研究与应用开发，两方面取得了较丰硕成果。形成的低焦油气化技术最近2年还得到了加拿大、日本等国的相关企业的关注，正在推进联合升级研发及海外应用。