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大型煤氣化技術為相關產業節省三十億元專利費
【上海制發閥門訊】
“在2005年之前我國沒有自己的大型煤氣化技術，全靠引進。”華東理工大學潔凈煤技術研究所王輔臣教授將煤氣化技術比喻為煤化工產業領域的“芯片”技術。如今，我國于2014年建成的國際最大的水煤漿氣化裝置(單爐日處理煤3000噸級)已穩定運行了5年。其技術經濟指標全面超越了國外同類技術，實現了我國大型煤氣化技術從跟跑、并跑向領跑的跨越。
黑乎乎的煤塊經過高溫高壓氣化、合成氣洗滌冷卻、凈化回收等工序生產出清潔的CO+H2，成為生產合成氨、甲醇、乙烯、丙烯、清潔油品和氫氣的原料，廣泛應用于農業、發電、煉鐵等工業領域。“我國‘富煤、貧油、少氣’的能源結構特點，決定了煤炭將長期是我國的戰略原料，煤炭的清潔高效轉化對我國具有重要意義，而大型煤氣化技術就是煤炭清潔高效轉化的龍頭技術。”王輔臣說。
自上世紀70年代以來，大型煤氣化技術一直被外國壟斷。從80年代到2000年，我國各地引進的外國煤氣化裝置，僅付給國外的專利實施許可費就高達2億多美元，另外還得支付幾億美元的專有設備費。中國成了國外煤氣化技術的試驗場，開發具有自主知識產權的大型煤氣化技術是中國煤化工界幾代人的愿望。
另辟蹊徑，30年基礎研究攻關突圍
萬事開頭難，基礎研究突破是煤氣化核心技術攻關的關鍵一步。早在上世紀70年代中期我國煤氣化技術團隊曾在新疆進行了一次中試試驗，但是由于基礎研究不足，關鍵核心技術缺失，隨后的技術應用中斷。80年代，技術團隊一邊向別人學習，一邊進行艱苦的基礎研究。
“面臨的首要問題是測試儀器的缺乏，主要儀器需要從國外采購。”王輔臣回憶，“九五”期間，團隊獲得了一筆較大的項目經費，其中的絕大部分都投入到了實驗室建設，購置了一臺當時世界上最先進的“激光多普勒動態粒子分析儀”，為開展高水平基礎研究奠定了基礎。
團隊建設了國內第一套氣流床氣化爐大型冷模裝置，利用這臺先進儀器設備揭示了爐內復雜的流動過程，解決了引進技術存在的耐火磚壽命短、噴嘴壽命短、碳轉化率低等工程問題。隨后又建設了熱態實驗平臺，提出了多噴嘴對置式水煤漿氣化技術方案，并成功實現了產業化，成為我國大型煤氣化技術發展歷史上的里程碑。
“單噴嘴氣化爐的碳轉化率最高到95%—96%，”王輔臣介紹說，“而多噴嘴氣化爐有4個噴嘴在爐膛中上部對稱式排布，能夠強化反應物料之間的混合與熱質傳遞，碳轉化效率可以達到98%—99%。”
產學研勠力同心，終迎產業化曙光
“基礎研究和關鍵技術突破很重要，敢于第一個吃螃蟹的企業在推動技術發展上更加重要。基礎研究的產業化，需要敢于承擔風險的企業家，兩者缺一不可。”王輔臣介紹。由于項目團隊的基礎研究做得足夠扎實，中試裝置順利實現了一次性投料成功運行。2000年，項目團隊與兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學工程公司合作開發的“新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化爐中試裝置”，每天處理15—22噸煤。歷經20多年風雨的研究成果得到初步驗證，煤氣化技術國產化進程初現曙光。
就在這時，國外的一家跨國企業找到當時的團隊帶頭人于遵宏教授，提出用1500萬美元買斷這項最新的技術。是接受國外企業的買斷還是繼續與國內企業合作自己實現產業化？王輔臣的導師于遵宏毫不猶豫地選擇了依靠國內企業實現煤氣化技術產業化。“實現國家大型煤氣化技術的自主創新以及國產化是老一代科技攻關者數十年堅守的愿望。”王輔臣語氣堅定。我國具有自主知識產權的首套大型煤氣化技術在2005年10月順利投入工業運行，打破了國外對大型煤氣化技術的壟斷。
買斷技術沒有達到目的，國外公司進口專利費馬上降低了一半，后來專利費又降低到原來的1/4。迄今，華東理工大學和兗礦集團合作開發的技術已累計為國內產業界節省了超過30億元的專利費。
從日處理1000噸煤到現在日處理3000噸，我國大型煤氣化技術幾乎每5年就跨上一個臺階，裝備國產化率超過98%。2008年該技術出口美國，技術許可費超過1億元，這是中國大型能源化工成套技術第一次向發達國家出口。如今，我國煤氣化能力達到了世界第一，國內市場份額達1/4，帶動經濟產值超過1000億元，利潤達到近300億元。
