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1 ― 国科发资〔2017〕294 号附件

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2018 ???????? 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年) 》 ,以及国务院《能源发展战略行动计划(2014-2020) 》 、 《中 国制造 2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等提出的 任务,国家重点研发计划启动实施 煤炭清洁高效利用和新型节 能技术 重点专项.

根据本重点专项实施方案的部署, 现发布

2018 年度项目申报指南. 本重点专项总体目标是:以控制煤炭消费总量,实施煤炭消 费减量替代,降低煤炭消费比重,全面实施节能战略为目标,进 一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展 的瓶颈问题, 全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、 系统、装备、材料、平台的自主研发能力,取得基础理论研究的 重大原创性成果, 突破重大关键共性技术, 并实现工业应用示范. 本重点专项按照煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控 制、二氧化碳捕集利用与封存(CCUS) 、工业余能回收利用、工 业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能等

7 个创新链(技 术方向) , 共部署

23 个重点研究任务. 专项实施周期为

5 年(2016 ―

2 ― -2020 年) .

2016 年本重点专项在

7 个技术方向已启动

16 个研究任务的

17 个项目,2017 年本重点专项在

7 个技术方向已启动

20 个研究 任务的

22 个项目.

2018 年, 在5个技术方向启动

20 个研究任务, 拟支持 20-40 个项目,拟安排国拨经费总概算为 4.23 亿元.凡企 业牵头的项目须自筹经费,自筹经费总额与国拨经费总额比例不 低于 1:1. 项目申报统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行.除 特殊说明外,拟支持项目数均为 1-2 项.项目实施周期不超过

3 年.申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考 核指标.项目下设课题数原则上不超过

5 个,每个课题参研单位 原则上不超过

5 个.项目设

1 名项目负责人,项目中每个课题设

1 名课题负责人. 指南中 拟支持项目数为 1-2 项 是指:在同一研究方向下, 当出现申报项目评审结果前两位评分评价相近、技术路线明显不 同的情况时,可同时支持这

2 个项目.2 个项目将采取分两个阶 段支持的方式. 第一阶段完成后将对

2 个项目执行情况进行评估, 根据评估结果确定后续支持方式. 1. 煤炭高效发电 1.1 新型高碱煤液态排渣锅炉关键技术(共性关键技术类) 研究内容:研究液态排渣炉内钠、钾等碱金属的释放、捕捉 ―

3 ― 特性与作用机制;

研究开发适合全烧高碱煤的液态排渣燃烧关键 技术;

研究液态排渣低 NOx 燃烧技术;

研发全烧高碱煤液态排渣 锅炉关键设计、制造工艺及技术;

开展高碱煤液态排渣锅炉关键 技术示范与优化运行. 考核指标:实现纯燃高碱煤(碱金属含量≥4%)液态排渣关 键技术在 200~300MW 等级机组的工业示范,连续运行≥168 小时,锅炉出口 NOx 排放浓度≤400mg/m3 ,炉内钠、钾的捕捉率 ≥50%. 1.2 超低 NOx 煤粉燃烧技术(共性关键技术类) 研究内容:开发超低 NOx 煤粉燃烧技术,包括:煤粉燃烧全 过程的燃烧组织与抑制 NOx 生成技术、 超低 NOx 燃烧燃尽技术、 超低 NOx 燃烧优化控制集成技术,进行相关试验. 考核指标:完成容量≥14MWth 煤粉锅炉试验验证,NOx 燃 烧排放浓度≤50mg/m3 ,CO 排放浓度≤200 mg/m3 . 1.3 燃煤发电机组水分回收与处理技术(共性关键技术类) 研究内容:研究燃煤烟气水分回收利用的关键技术;

研发燃 煤发电机组排烟水分回收的成套技术装备;

开发回收废水处理和 利用技术;

开发烟气超低排放污染物控制系统中的废水回收及节 能节水技术;

进行相关试验. 考核指标:建成燃煤发电机组烟气量不低于

10 万m3 /h 的排 烟水分回收中试系统, 烟气水分回收率达到 30-50%;

建成 300MW ―

4 ― 以上燃煤发电厂烟气超低排放系统中废水回收及节能节水装置一 套,废水回收率≥90%. 1.4 700℃等级超超临界发电技术(共性关键技术类) 研究内容:在实际运行燃煤机组平台上,开展 700℃锅炉关 键热部件的长周期验证试验研究;

开展 700℃超超临界机组燃烧 与锅内水动力特性研究;

开展 600MW 以上 700℃超超临界发电 热力系统、布置方式及机组优化集成研究. 考核指标:完成锅炉关键热部件在蒸汽流量≥10t/h、蒸汽温 度≥700℃下20000 小时考核试验;

形成 600MW 以上 700℃超超 临界发电热力系统、布置方式及机组优化集成技术方案,设计工 况下的净效率≥50%. 2. 煤炭清洁转化 2.1 合成气(或热解气)甲烷化新技术(共性关键技术类) 研究内容:研究合成气(或热解气)甲烷化合成催化剂及新 工艺;

开发新型甲烷化反应器;

研究新工艺全流程优化技术及系 统集成;

形成合成气(或热解气)高效甲烷化成套技术,并进行 工业示范. 考核指标:开发出 1~2 种短流程低能耗甲烷化新技术,建成 原料气处理能力

1 亿m3 /年以上高效甲烷化示范装置, CO 转化率 ≥99.5%,甲烷选择性≥92%. 2.2 煤与重油或煤焦油共加氢及产品加工关键技术 (共性关键 ―

5 ― 技术类) 研究内容:研究煤与重油或煤焦油等在共加氢条件下的匹配 性和协同效应,及重油降黏预处理技术;

开发煤油共转化新型加 氢工艺、催化剂及装备;

开发共加氢液体产物制清洁燃料和化学 品的加工技术;

开发高含固的油渣资源化利用技术. 考核指标:建成

10 万吨/年以上煤油共加氢转化示范装置, 并进行

72 小时以上工业运行考核, 煤浆浓度≥20%, 共加氢煤转 化率≥90%,蒸馏油(≤360℃馏分)收率≥70%(无水无灰基原 料) ,产品油中硫含量≤10mg/kg,形成 1-2 种高含固油渣利用新 技术. 2.3 合成气高效合成醇类化学品关键技术(共性关键技术类) 研究内容:研究煤基合成气高效合成乙醇、低碳醇、乙二醇 等关键技术及催化剂;

开发合成新工艺及反应器;

形成合成气高 效合成醇类化合物的工程化技术;

建立煤基合成气制相关醇类化 合物的工业级示范装置. 考核指标:建成

10 万吨/年以上的合成气制乙醇示范装置, 目标产物的总选择性≥90%;

合成气制低碳混合醇在万吨/年级装 置上实现总醇选择性≥70%(C2+醇在总醇中含量≥60%) ,催化 剂寿命≥7200 小时;

合成气制乙二醇加氢新型催化剂在单系列

20 万吨/年以上的工业装置应用考核,乙二醇产品质量达到国标 (GB/T4649-2008)优等品标准. ―

6 ― 2.4 煤基甲醇制燃料和化学品新技术(共性关键技术类) 研究内容:开发甲醇制芳烃、聚甲氧基二甲醚等工程化关键 技术;

开发新型催化剂和反应器;

研发系统集成技术并形成成套 工艺;

分别建立甲醇制芳烃和甲醇制聚甲氧基二甲醚示范装置. 考核指标:建成

10 万吨/年以上甲醇制芳烃工业示范装置, 甲醇转化率≥99.5%,芳烃收率≥30%(甲醇基) ;

建成

5 万吨/ 年以上聚甲氧基二甲醚新工艺示范装置,聚甲氧基二甲醚 (DMM2-8)选择性≥90%,产品收率>

70%(甲醇基) . 2.5 基于发电的煤炭热解燃烧多联产技术(典型应用示范) 研究内容:研究热解反应器、热半焦燃烧室相互之间的过程 匹配技术及系统集成;

开发高温热解气的净化分离和能量梯级利 用技术;

研究热解、燃烧耦合的工程化技术;

建立以高参数发电 为主的煤热解燃烧技术体系,进行大型煤热解燃烧多联产技术工 程示范. 考核指标:建成 100MW 以上煤热解燃烧多联产系统示范工 程,煤转化率≥98%,系统热效率≥90%,焦油含尘量≤1.0%, 煤气热值≥12.5MJ/m3 . 3. 燃煤污染控制 3.1 燃煤过程中砷、硒、铅等重金属的控制技术(共性关键 技术类) 研究内容:开展燃煤过程中砷、硒、铅等重金属的形态转化 ―

7 ― 和迁移释放机理研究;

研发炉内重金属控制关键技术和设备;

开 发基于烟气净化装置的重金属强化脱除关键技术;

开发尾部烟气 中重金属联合脱除技术及成套装备. 考核指标:在300MW 以上燃煤发电机组进行示范,砷排放 浓度≤ 5μg /m3 ,铅排放浓度≤ 30μg /m3 ,硒排放浓度≤ 50μg /m3 . 3.2 燃煤过程有机污染物排放控制技术 (共性关键技术类) 研究内容:研究煤燃烧过程中有机污染物的生成机理及排放 特性;

研发燃煤烟气中有机污染物高效吸附剂及吸附控制技术;

开发燃煤过程有机污染物高效氧化技术;

研发有机污染物与其它 污染物的协同控制技术;

进行大型燃煤电站锅炉有机污染物排放 控制技术的应用示范. 考核指标:1000m3 /h 以上规模烟气中有机污染物的吸附脱除 效率≥95%,氧化效率≥80%;

在300MW 等级燃煤发电机组进 行应用示范,总烃(以甲烷计)排放浓度≤3mg/m?. 4. 二氧化碳捕集利用与封存 4.1 煤炭富氧燃烧关键技术(共性关键技术类) 研究内容:研究常压和加压 O2-CO2 气氛下煤燃烧特性、热 质传递特性和污染物排放控制特性;

开发煤炭富氧燃烧关键技术 及燃烧控制与系统集成技术;

进行相关试验. 考核指标:完成 MW 级加压富氧燃烧试验,压力≥0.3MPa, ―

8 ― 干烟气中 CO2 浓度≥90%;

完成常压 25MWth 以上富氧燃烧工业 示范装置试验,连续运行≥168 小时,干烟气中 CO2 浓度≥84%;

形成 300MWth 富氧燃烧锅炉设计准则与方案. 4.2 煤的化学链燃烧和气化技术(共性关键技术类) 研究内容:研究加压下载氧体与煤的反应特性;

开发满足工 业应用的载氧体及其规模化制备技术;

研发化学链燃烧和气化反 应器的强化传热传质与污染物控制技术,开发关键设备;

开展煤 炭化学链燃烧和气化技术的试验. 考核指标:建成 MWth 级规模的化学链燃烧装置,连续运行 ≥72 小时, CO2 捕集效率≥90%, 燃烧效率≥90%;

建成 0.5MWth 级规模的化学链气化装置,有效气组分(CO+H2+CH4)≥75%. 4.3 CO2 驱油技术及地质封存安全监测(共性关键技术类) 研究内容:开发低渗油藏 CO2 驱油油藏工程方法及优化设计 技术;

开发 CO2 驱油注采安全控制与防腐技术;

研究地质、地球 物理监测技术及井眼完整性评价技术;

研究 CO2 地质封存环境监 测及预警技术. 考核指标:在年注气规模

10 万吨/年以上的 CO2 驱油、地质 封存示范工程中应用,非混相 CO2 驱油采收率较水驱提高 8%以上,混相 CO2 驱油采收率较水驱提高 12%以上;

地质封存示范工 程中封存体泄漏量预测误差≤15%. 4.4 CO2 驱煤层气富集分离关键技术(共性关键技术类) ―

9 ― 研究内容:研究不同煤阶煤质及地质条件对 CO2 驱煤层气的 影响规律;

开发 CO2 驱煤层气关键技术及装备;

开发驱替煤层气 中CO

2、H2O 等的高效脱除技术及装备. 考核指标: 在驱煤层气亿 m3 /年以上规模的示范工程中应用, 煤层气抽采率较常规抽采提高 10%以上, 煤层气产品中 CO2 浓度 ≤1%. 4.5 CO2 矿化技术(共性关键技术类) 研究内容:开发低能耗矿物化封存利用 CO2 新工艺;

优化矿 化反应器结构,并进行工程放大;

研发利用废弃资源作为矿化原 料的技术并进行工业级试验. 考核指标:建成

1000 吨/年级规模的 CO2 矿化装置,CO2 的 吸收转化率≥90%;

CO2 的净封存利用率≥50%. 4.6 CO2 高效合成化学品关键技术(共性关键技术类) 研究内容:开发 CO2 转化合成化学品的新型催化剂及制备技 术;

研发基于反应与传递耦合匹配的新型反应器;

研究过程强化 与系统集成技术;

形成以CO2为原料制化学品的成套技术及装备, 并实现工程示范. 考核指标:研发 1-2 ........