山西煤基低碳科技重大专项项目信息表.docx
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山西煤基低碳科技重大专项项目信息表
2016年度山西省煤基低碳科技
重大专项项目信息表
山西省科学技术厅
2016年7月
一、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤层气）
1、低渗煤层煤层气分段压裂水平井增产技术研究
2、低浓度煤层气发电机组研制及示范
二、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤电）
1、第三代超低排放循环流化床锅炉技术开发及工程示范
2、燃煤电厂大型空冷系统节能与安全运行技术及装备开发
3、氟塑钢复合管换热器关键技术研发及其在电厂排烟余热深
度回收中的工程示范
三、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤焦化）
1、炼焦化产硫、芴、菲等特色资源精细化深加工技术研发与
工业示范
2、高硫煤有机硫脱除技术研发与工程示范
3、焦炉煤气深度净化技术研发与工程示范
4、高温煤焦油制轻质芳烃技术研发与工程示范
5、萘加氢制备十氢萘技术研发与工程示范
6、煤系针状焦制备技术开发研发与工程示范
四、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤化工）
1、粉煤高效、高温、高压、快速热解技术开发与应用示范
2、水煤浆气化全热回收技术研究及工程示范
五、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤机装备）
1、矿用隔爆型永磁同步变频调速一体机研制
2、矿用外置单电机可调对旋通风机关键技术及装备
3、煤矿井下电气设备安全预控装置及系统
六、2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤基新材料）1、耐高温、耐腐蚀、耐磨金属复合板/管材料技术研发
2、燃煤灰渣与工业副产石膏耦合制备超高强功能建筑材料技术
3、煤基固废制备蓄透水材料技术开发与工程示范
4、电动汽车用煤基球形石墨锂离子电池研制及应用示范
5、煤炭伴生稀有金属锂镓提取技术研究
6、新型碳材料与铝/镁合金复合集成制备和应用技术
7、国产T1000级碳纤维工程化制备技术开发
8、煤基石墨烯及其复合材料批量化制备技术开发
2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表
项目名称
低渗煤层煤层气分段压裂水平井增产技术研究
项目编号
MQ2016-01
研究意义
山西省碎软低渗煤层分布比较广泛，在晋城、阳泉、大同等矿区，均有一定比例的分布。
该类煤层煤体破碎、渗透性低、气含量大，采煤前必须进行煤层气提前预抽，以保障煤矿安全生产。
水平井分段压裂技术是适合于煤矿区的煤层气高效增产技术，可快速降低煤层瓦斯含量和压力，提高煤矿生产安全保障。
前期在典型碎软低渗煤层煤矿区开展了抽采试验，取得了一定成效，但也发现有技术尚不能满足煤矿区煤层气高效快速抽采要求。
为此，
本项目拟在相关理论、技术与装备进行攻关，以期形成适合于我省低渗煤层的水平井分段压裂增产技术，为我省煤层气高效利用及“气化山西”的目标提供有力的技术支撑。
研究内容及关键技术
1.碎软低渗煤层水平井水平段钻井层位优选研究，确定水平井钻
井层位：
煤层或围岩
2.水平井段疋向射孔工乙技术研究，确疋射孔疋向技术及设备
3.水平井分段压裂工艺技术研究，确定水平段压裂规模、分段数、压裂技术
参考性技术指
标和经济指标
1、水平段600米以上；
2、日抽米量超过5000方；
3、形成适合于我省典型条件下的低渗煤层的水平井分段压裂增产技术体系。
示范工程及研发平台与团队
开展1组水平井分段压裂的示范工程，形成该技术的研发团队，培养技术人员5-8名。
预期效益
日抽米量超过5000方，高效利用煤层气能源，保障煤矿安全生产。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、咼校，及有产
业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助。
成果描述：
项目研究完成后，可形成一系列适合于低渗煤层的水平井分段压裂增产技术，高效利用煤层气资源，保障煤矿安全生产。
2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表
项目名称
低浓度煤层气发电机组研制及示范
项目编号
MQ2016-02
研究意义
煤层气开发利用是国家能源结构调整的重大规划内容，燃气发电机组是主要手段之一，可有效保护生态环境、缓解能源供需矛盾、头现节能与环保。
目前浓度低于25%的煤层气占总抽采量的40%，大部分排空难以利用，因此开发低浓度煤层气发电机组具有重要的意义。
研究内容及关键技术
（1）25%以下低浓度煤层气安全输送技术；
（2）25%以下低浓度煤层气增压匹配技术；
（3）稀溥气体燃烧控制技术；
（4）低浓度瓦斯发电机组关键技术，如：
增压系统、混合器、进排气系统、点火系统、安全燃控系统；
（5）工业性试验验证。
其创新点在于：
（1）低浓度煤层气双路自动控制系统；
（2）高涡流预燃室火花塞稀薄燃烧系统。
参考性技术指标和经济指标
额定功率大于900kW，电效率＞30%，NOx排放＜5g/，年运行时间大于7200小时，每标方气不低于kWh。
示范工程及研发平台与团队
建设低浓度瓦斯发电示范基地1-2个，建立煤层气发电机组研发平台和团队。
预期效益
每台机组年运行7200小时，年发电量560万度电，按每度电兀计算，年产值约281万兀，同时具有较好的环境效益。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有
产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给予疋的研发资金资助或补助。
成果描述：
突破高速燃气发动机低浓度发电关键技术难题，形成自主创新的低浓度煤层气发电机组技术和装备，建立瓦斯发电厂的工业示范装置；利用低浓度煤层气发电机组热回收效率，实现碳减排和热能有效利用。
若在全省推广应用此技术，可减排二氧化碳，将产生较大的社会效益和生态效益。
2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表
项目名称
第三代超低排放循环流化床锅炉技术开发及工程示范
项目编号
MD2016-01
研究意义
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中明确指出，能源问题是重点发展领域和优先主题的第一项。
我国以煤为主的发电结构在相当长的历史阶段不会改变。
燃煤引发的大气污染是我国社会经济可持续和谐发展的主要障碍之一。
提高发电效率，降低燃煤污染是电力行业的中心任务。
循环流化床燃烧技术煤种适应性好、燃烧效率高、污染物排放低，投资和运行费用比煤粉燃烧+FGD+SCR
低，特别适合我国国情，因此《国家中长期科学和技术发展规划纲要
（2006〜2020年）》中，将发展洁净煤技术作为我国能源发展的战略选择，并将循环流化床锅炉列为高效洁净的燃煤发电技术。
而山西是
全国最重要的能源基地之一，煤炭资源丰富，在以煤为主的发电结构阶段，如何降低污染物排放，对于全省循环经济发展、提高能源利用效率以及环保等方面具有十分重要的意义。
项目研究内容及关键技术
1）
2）
3）
4）
5）
6）
2015年国家对燃煤锅炉提出了超低排放的新要求，即所谓烟尘排放浓度w5mg/Nm3SO2排放浓度wmg/Nm3;NOx排放浓度
<50mg/Nm3，一氧化硫和氮氧化物标准即将强制实施。
无论是传统循环流化床还是第二代循环流化床必须加装SCR及FGD才能满足超
低排放。
这就使循环流化床失去了低成本污染控制的优势。
本项目通过进一步调整流化床状态，以炉内脱硫脱硝为主的方式实现35毫克二氧化硫和50毫克氮氧化物的锅炉原始排放，则会极大地降低或省掉尾部烟气脱硫脱硝的投资和运行费用，并通过简单加装袋式除尘即可不消耗水达到5毫克粉尘的排放标准。
该技术如能够在不同煤种，不同容量上得到证实并产业化，将是循环流化床技术革命性的突破。
关键技术：
1、循环流化床炉内燃烧超低NOx原始生成关键技术研究，循环流化床炉内脱硝关键技术研究；
2、循环流化床炉内脱硫关键技术研究；
3、循环流化床尾部增湿活化一体化脱硫、除尘关键技术研究；扫帚型的蓝色烟雾形成机理与控制。
4、开发改进燃料破碎筛分系统，进行CFB锅炉燃料制备监测与粒度优化研究；
5、基于动态模型的循环流化床锅炉节能监测研究；
6、超低排放循环流化床锅炉关键设计技术研究。
参考性技术指标和经济指标
1000t/h-1200t/h示范机组技术指标：
入炉煤含硫量在%、含氮量
在%以上时，Ca/S不大于条件下实现：
1、烟尘排放浓度w5mg/Nm3
2、SO2原始排放浓度w35mg/Nm3；
3、NOx原始排放浓度w50mg/Nm3。
4、保证灰渣游离氧化钙含量满足C类标准。
经济指标：
1、厂用电在同等级机组2015年平均水平上（%）减少20%；
2、针对不同煤种，锅炉效率提高1~2%；
3、锅炉可用率超过8000小时/年。
示范工程及研发平台与团队
1、建立1000t/h，1200t/h级别超低排放国家示范工程各1个；
2、建立烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室；
3、建立山西省级超低排放工程技术研究中心；
4、建立山西省重点实验室。
预期效益
1、形成超低排放的技术及装备；
2、使电厂煤耗降低kwh；
3、申请国家专利3-5项，培养技术人才8-10人。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、咼校，及有产业化
能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助
成果描述：
本项目完成后可以形成世界领先的超低排放循环流化床技术研
发基地及设计制造平台，形成75t/h、130t/h、220t/h、440t/h、1000t/h级别超低排放循环流化床产品系列，建立1000t/h，1200t/h级别示范项目各1
个，实现每年产值50亿元以上。
若目前全国的循环流化床锅炉都采用这项技术进行改造，则每年可以节约标准煤1000万吨、节电80亿度、减排二氧化碳3000万吨、减排二氧化硫30万吨、减排氮氧化物30万吨。
项目名称
燃煤电厂大型空冷系统节能与安全运行技术及装备开发
项目编号
MD2016-02
研究意义
采用空冷系统是解决缺水地区燃煤发电问题的重要技术手段。
山西省是典型的富煤缺水地区，燃煤发电机组的发展受到了水资源以及环保要求的双重压力，山西省即将陆续投产的1920万千瓦低热值煤发电项目全部为空冷机组。
目前在国内外空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占70%，间接空冷机组约占30%。
直接空冷技术由于不需要中间冷却介质、系统简单、投资较少而在空冷电站中得到广泛应用，而制约直接空冷系统发展瓶颈问题是：
空冷凝汽器换热效率亟待提高和空冷系统控制有待优化，需要开发适应大温差在冬、夏季均能实现高效稳定运行的耦合技术，解决直冷条件下背压波动范围大的难题；解决防止冬季空冷系统“闭气”现象，造成不能正常散热，导致发电机组“解列”的难题。
项目要求通过对材料、结构等优化研究获得新型换热元件，提高换热系数；通过智能优化控制提高系统安全和节能水平；为空冷凝汽器设备生产企业提供完整的传热优化理论，提高山西省空冷凝汽器的装备制造水平以及空冷系统智能优化控制技术，实现空冷机组的安全与经济运行。
解决上述问题符合缺水地区燃煤电厂的发展方向，符合国家相关
产业政策和节能减排目标的要求。
研究内容及关
键技术
研究内容：
1、空冷凝汽器新型材料研究，空冷凝汽器优化设计：
建立数学模型,
提出换热器综合性能改进方法，获得最佳材料和结构形式；
2、空冷凝汽器传热性能测试实验平台建设：
建立性能测试实验平台，为新型换热元件开发提供理论依据；
3、空冷凝汽单元动态参数监测理论与方法研究：
研究空冷凝汽单元温度和流场分布，提出空冷凝汽单元测点优化配置方法；
4、空冷岛测控系统集成与优化控制研究：
构建空冷岛动态参数采集系统，基于模糊动态设定值算法确定背压动态定值，研究空冷风机群控
智能控制策略；
5、空冷系统对象特性试验研究：
研究空冷系统扰动特性，优化控制策略，建立准确的全工况预测控制模型；
6、空冷凝汽器制造工艺研究与工程示范：
优化表面结构技术和钎焊过程中恒温控制技术，形成完整的直接空冷系统的优化设计方法和新型空冷凝汽器的制造工艺及其工程示范；
关键技术：
1、构建目标函数最优时各因素间最佳组合以及综合性能评价体系；
参考性技术指标和经济指标
2、研究多因素条件下系统经济运行的背压动态定值形成方法。
在空冷凝汽器性能提高的基础上，经过系统和参数综合优化后，折算的发电标准煤耗降低2g/kwh。
示范工程及研发平台与团队
1、形成新型高效换热器制造工艺，建成年生产能力2000MW生产线，提升山西省空冷凝汽器装备制造水平；
2、建立300MW机组直接空冷系统示范工程；
3、构建空冷凝汽器传热性能试验平台，填补山西省在该领域的空白；
4、凝聚并培养咼水平的研究团队，建立山西省空冷工程技术研究中心。
预期效益
以300MW直接空冷发电机组为例，按照年运行5000小时、动力煤价格300兀/吨计算，年节约费用100万兀。
同时，每年约减少粉尘排放1200吨、二氧化碳4000吨、二氧化硫排放130吨、氮氧化物排放65吨。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校以及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助
成果描述：
采用传热强化技术开发新型、高效、安全的空冷凝汽器，大幅提
高直接空冷机组热传系数，建立300MW级新一代直接空冷系统示范工程，提升
我省空冷企业产业化水平
项目名称
氟塑钢复合管换热器关键技术研发及其在电厂排烟余热深度回收中的
工程示范
项目编号
MD2016-03
研究意义
煤电产业是山西省重要的支柱产业，为在2018年前实现现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克的目标，必须加强节能技术的研发和实施力度。
氟塑钢复合管换热器关键技术研发及其在电厂排烟余热深度回收中的工程示范项目是通过研发适合电厂需求的氟塑钢复合管先进技术，设计耐腐蚀、防堵灰和高效传热的大型电厂氟塑钢复合管换热器以实现电厂烟气余热的深度回收，其性能超过纯氟塑料管换热器，成本可大幅降低约30%，在大型电厂空
预器、省煤器和气-气热交换器（GGH）等低温传热设备中具有很强的竞争优势，对电厂能耗达标与升级改造意义重大。
研究内容及关键技术
研究内容：
1、氟塑钢复合管换热器设计理论研究及优化设计；
2、氟塑钢复合管换热器防腐防堵机理研究与技术开发；
3、氟塑钢复合管换热器烟气余热深度回收系统整体优化技术研究；
4、大型电厂氟塑钢复合管深度回收烟气余热的工程示范。
关键技术：
1、氟塑钢复合管换热器设计理论和优化设计计算软件；
2、氟塑钢复合管换热器运行过程中腐蚀和堵灰的防治技术；
3、氟塑钢复合管换热器深度回收大型电厂烟气余热的系统优化技术。
以300MW燃煤机组烟气余热深度回收示范工程为例：
参考性技术指标和经济指标
参考性技术指标：
氟塑钢复合管换热器具有优良的防腐防堵性能，烟气余热深度回收系统降低电厂锅炉排烟温度达50C以上，总传热系数大于（m2「C）,烟侧流动阻力小于400Pa，使用寿命8年以上。
如果是氟塑钢复合管省煤器耐圧不低于。
参考性经济指标：
平均发电煤耗降低约克标煤/千瓦时，每年可节约标煤约4500吨。
换热器价格比同类全氟塑料换热器降低30%。
示范工程及研发平台与团队
1、300MW燃煤机组氟塑钢复合管换热器烟气余热深度回收示范工程；
2、建设国内领先的电厂烟气余热深度回收技术创新团队与开放式联合研发平台。
预期效益
以300MW燃煤机组氟塑钢复合管换热器烟气余热深度回收示范工程为例，每年可节约标煤约4500吨、减少二氧化碳排放11705吨，电厂主要污染物SO2减排吨，NOx减排吨。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、咼校，及有产业
化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助
成果描述：
利用氟塑钢复合管开发耐腐蚀、防堵灰和高效换热的换热器，建
立300MW燃煤机组的低温烟气余热回收示范工程；实现大型电厂烟气余热的
深度回收，大幅降低发电标准煤耗kWh。
项目名称
炼焦化产硫、芴、菲等特色资源精细化深加工技术研发与工业示范
项目编号
MJH2016-01
研究意义
煤焦化化产产品资源中富含多种特色资源，如硫、芴、菲、酚、萘及其衍生物等，以这些特色资源为原料，进行深度加工，大力开发二废少、科技含量咼、附加值大的精细与医药化工中间体、新材料等系列产品，拓展和延伸煤焦化向精细化工延伸的产业链布局，有效促进煤焦油资源的集中整合和深加工有效利用，实现煤焦化基础原料的高效利用。
研究内容及关键技术
研究内容：
1•针对一种或多种煤焦化化产产品特色资源的分离、纯化、精制技术。
2•该特色资源的精细深度延伸加工技术与工艺，形成三废少、创新性强、附加值高的精细与医药化工中间体、新材料等系列产品链。
3•系列产品的中试及工业化示范。
关键技术：
1.煤焦化硫膏、废硫磺等提纯方法及成套设备，解决连续化、咼效率、无污染的技术难题；由硫制备一硫化碳、硫醇、硫脲、聚
苯硫醚等系列深加工产品的新工艺与技术。
2.煤焦油中芴的的分离、纯化、精制技术；由芴制备芴酮、双氨芴、双醚芴、双酚芴及其它芴酮衍生物等系列深加工产品的精细合成与精密分离方法。
3.其它煤焦化化产产品特色资源纯化、延伸加工新技术。
参考性技术
指标和经济
指标
产品的质量纯度、环保治理、成本效益等主要技术经济指标均达到或超过国内领先水平。
1.硫磺的质量分数》%，灰分质量W%，年产硫磺20万T,年均销售收入21000万元，年均税后的利润2000万元；
2.芴纯度＞95%;芴酮纯度》%，收率100%，芴甲醇纯度%,收率85%，双氨芴纯度%，收率%。
年产1000T芴系列精细化产品与新材料（中间400T,新材料600T），销售收入15000万元，税金1100万元（含所得税），利润2250万元。
示范工程及研发平台与团队
1、炼焦化产特色资源精细化深加工系列产品实现工业示范。
2、建成相关产品的工程技术研发产学研中心，成为国内一流
的科技研发团队。
预期效益
煤焦化产业向精细与医药中间体化工拓展和延伸产业链。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校以及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助
成果描述：
实现煤焦化化产产品资源中富含的硫、芴、菲、酚、萘及其衍生物等
特色资源的三废少、科技含量高、附加值高的深度加工利用
2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表
项目名称
咼硫煤有机硫脱除技术研发与工程示范
项目编号
MJH2016-02
研究意义
随着山西煤炭采掘深度的延伸，上组煤资源日益减少，高硫下组煤大量开采，呈现出优质煤占比下降，劣质高硫煤资源凸显的态势。
特别是炼焦煤表现突出，直接影响炼焦精煤品质的下游焦炭、钢铁产品的质量及市场销售价格，如何解决产品硫分高的问题，是所有媒体企业面临的难题。
无机硫可通过洗选技术脱除，有机硫的脱除是一个世界性难题，而山西的高硫焦肥煤中有机硫占到全硫的70%以上，研究有机硫的脱除技术意义重大、影响深远。
从煤质特性入手建立科学有用的数据库；依据煤种特性“因煤而异，量身定制”，研发适用于高硫煤的高效清洁利用工艺，从源头上实现硫分的脱除与控制，减少高硫煤对后续产业及排放的影响，有助于煤炭企业和焦化企业转型发展。
研究内容及关键技术
借助同步辐射技术，建立包括S-XANES谱库的高硫煤煤质分析数据库，优化不同种类有机硫的准确评价方法。
开发基于高硫煤中有机硫特性的破碎分级处理、微波辅助、药剂催化等一整套预脱硫工艺技术。
集成与开发相关成套设备。
参考性技术指标和经济指标
1、实验室总硫脱除效率达到50%以上，有机硫的脱除贡献
占75%以上；
2、微波辅助下的药剂催化可提升脱硫率30%以上；
3、完成5万吨示范侧线，建立150万吨的工程示范，实现总硫脱除率达到50%±5%。
示范工程及研发平台与团队
建立一个预脱硫示范洗煤厂；
建设高硫焦肥煤低硫化技术研发中心；
建设高硫焦肥煤清洁转化创新团队。
预期效益
1、经济效益：
按2015年硫分每降低%，精煤价格上升8-10元/吨的市场价格计算，高硫炼焦焦煤的硫分从%降低到，精煤价格预计上升96-130元/吨，减少预计成本70元/吨，预计每吨煤能增加利润26-60元，效益明显。
2、社会效益：
可有效应对《商品煤质量管理暂行办法》中关于煤炭硫分的约束对我省高硫煤产品的运输、销售、消费等带来的致命冲击，增加我省煤炭的市场竞争力。
3、环保效益：
环保效益显著，有利于到达煤炭清洁利用，减少污染物排放，实现碧水蓝天的愿景。
申报单位条件
山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校以及
有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。
经费说明
政府将给丁疋的研发资金资助或补助
成果描述：
项目实施成功后，将彻底解决山西省乃至全国的高硫煤问题
2016年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表
项目名称
焦炉煤气深度净化技术研发与工程示范
项目编号
MJH2016-03
研究意义
据统计，我国的焦炭年产量至少在4亿吨，同时年产1500亿Nm3的焦炉煤气。
焦炉煤气经初洗净化后仍含有一定量的硫化物（H2S,COS,CS2,噻吩）和汞蒸气等污染物。
拿焦炉煤气中硫化物为例，其含量如不经过深度净化，远达不到焦炉煤气作为炼焦燃气燃烧后烟气中SO2低于30mg/Nm3（高控区）和50mg/Nm3的国家2015年的排放标准；更达不到焦炉煤气作为化产合成原料气总硫含量不超过ppm（百万分之一）的
要求。
原因是大部分焦化厂使用的现有的脱硫技术，由于不能有效地脱除有机硫（COS,CS2,噻吩），使得焦炉煤气在使用过程中达不到上述的标准和要求。
同时现有的精脱硫技术存在三个问题：
脱硫剂易积炭、脱硫剂寿命短、脱硫过程中易发生副反应。
因此，煤焦化产业急需高效、简捷、经济的深度脱硫技术和工艺路线。
在煤焦化产业中，对汞蒸气的排放目前国家没有制定标准，但由于汞蒸气是剧毒污染物，它的脱除具有前瞻性并对于环境保护意义重大。
研究内容及关键技术
1焦炉煤气中高效脱硫技术与脱汞技术；
2干法脱硫剂脱硫再生工艺与移动床设备的设计；
3焦炉煤气中有机硫的高效催化转化技术以及相应的工艺
设备设计；
4H2S高效精细脱硫剂的制备与应用技术；
5各种脱硫技术、脱汞技术的优化匹配和组合；
6脱硫和脱汞效果间的关联性和相互影响。
参考性技术指标和经济指标
主要技术指标：
经过深度净化的焦炉煤气，燃烧后排放到大气中烟气的二
氧化硫小于45
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