近日，備受矚目的2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)揭曉，由中冶焦耐工程技術(shù)有限公司（下稱“中冶焦耐”）、北京科技大學(xué)、鞍山鋼鐵集團(tuán)聯(lián)合攻關(guān)的“清潔高效煉焦技術(shù)與裝備的開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　煉焦是在隔絕空氣條件下將煙煤等進(jìn)行高溫干餾的生產(chǎn)焦炭、煤氣及其他經(jīng)濟(jì)附產(chǎn)品的過程，焦炭是長流程高爐煉鐵必不可少的燃料和還原劑，是鋼鐵工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料。為滿足新時(shí)代環(huán)保要求、提高資源利用效率、推動(dòng)行業(yè)技術(shù)升級、實(shí)現(xiàn)新舊產(chǎn)能轉(zhuǎn)換，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)用十多年時(shí)間對清潔高效煉焦技術(shù)的核心問題進(jìn)行原始創(chuàng)新、科研創(chuàng)新。隨著新一代清潔高效煉焦技術(shù)逐步在市場推廣，我國煉焦行業(yè)實(shí)現(xiàn)了污染物減排10%以上、優(yōu)質(zhì)資源消耗降低7.5%、能耗下降4%。項(xiàng)目成果對實(shí)現(xiàn)高端技術(shù)自主化，解決中國焦化行業(yè)環(huán)保與能源困境，對我國鋼鐵行業(yè)的技術(shù)升級、煉焦煤資源安全具有重大戰(zhàn)略意義。

　　清潔高效是關(guān)鍵

　　在過去的幾十年里，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速增長，鋼鐵行業(yè)帶動(dòng)了焦化產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張。據(jù)記者了解，我國焦炭產(chǎn)量占世界的70%，焦化行業(yè)年產(chǎn)值超過一萬億元。但由于技術(shù)裝備水平跟不上快速擴(kuò)張的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，我國焦化產(chǎn)業(yè)始終面臨著能耗高、污染量大和優(yōu)質(zhì)資源耗費(fèi)過速等問題。近3年來，我國每年焦炭產(chǎn)量均為4.5億噸，每年需要消耗的優(yōu)質(zhì)煉焦煤達(dá)到6-7億噸。盡管我國煤炭儲量豐富，但優(yōu)質(zhì)煉焦煤儲量相對有限且分布不均，優(yōu)質(zhì)資源過度消耗制約了我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，也為我國資源安全帶來隱患。

　　為提高資源利用率，響應(yīng)環(huán)保要求，中冶焦耐的研發(fā)團(tuán)隊(duì)早在2004年就定下了開發(fā)新一代清潔高效煉焦技術(shù)的目標(biāo)。

　　“2003年就有國外先進(jìn)煉焦技術(shù)進(jìn)入到國內(nèi)，而且很快就占據(jù)了我國高端煉焦市場。核心技術(shù)受制于人讓我們有了一種危機(jī)感，同時(shí)也有一種國家的責(zé)任感，中冶焦耐決定自主研發(fā)，將核心技術(shù)掌握到自己手中，解決中國的產(chǎn)業(yè)化問題、環(huán)境問題、資源問題�！敝幸奔瘓F(tuán)焦化首席專家王明登教授告訴記者。經(jīng)過數(shù)年科研攻關(guān)，2006年，由中冶焦耐自主研發(fā)的國內(nèi)最大、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的第一代7米焦?fàn)t在鞍鋼營口鲅魚圈問世，邁出了中國焦化事業(yè)做大做強(qiáng)第一步。此后，為解決環(huán)保問題、資源問題、能耗及智能生產(chǎn)等關(guān)鍵難題，中冶焦耐聯(lián)合北京科技大學(xué)、鞍山鋼鐵集團(tuán)，在科技部863計(jì)劃的支持下，對“新一代清潔高效煉焦工藝與裝備開發(fā)”項(xiàng)目進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)，從理論研究、技術(shù)研發(fā)、裝備研制等課題入手，研發(fā)焦?fàn)t氮氧化物控制等清潔煉焦關(guān)鍵技術(shù)、研發(fā)符合中國煉焦煤特征的高效煉焦技術(shù)、高效關(guān)鍵裝備以及煉焦生產(chǎn)智能化管理系統(tǒng)，在保證自主知識產(chǎn)權(quán)的情況下實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　先進(jìn)技術(shù)“走出去”

　　焦?fàn)t是多項(xiàng)綜合控制技術(shù)的集成品，其中一項(xiàng)必須突破的技術(shù)難點(diǎn)就是，如何做到超大型焦?fàn)t在不犧牲產(chǎn)能的前提下的實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t高向、長向加熱均勻和抑制氮氧化物排放之間的平衡。

　　“現(xiàn)代焦?fàn)t都是采用室式煉焦技術(shù)，可以把焦?fàn)t燃燒室想成一堵空心加熱墻，長約20米，高約8米，厚度不超過一米，由硅磚等耐火材料砌筑而成，墻內(nèi)分成若干組上升與下降火道，里面充斥燃燒的高溫氣體，我們就要保證加熱的溫度分布均勻，在7-8米高的狹長火道內(nèi)溫度差控制在小于50℃以內(nèi)，且最高燃燒火焰鋒面溫度控制在一定范圍之內(nèi)，才能保證燃燒均勻，符合焦炭生成的規(guī)律，氮氧化物不超標(biāo)，否則無法實(shí)現(xiàn)清潔高效煉焦。”王明登說，“而氮氧化物的控制更是從零開始，國家在2012年前對焦化產(chǎn)業(yè)沒有相應(yīng)的氮氧化物排放限制，中冶焦耐提前布局，從產(chǎn)生機(jī)理入手，根據(jù)中冶焦耐的8米試驗(yàn)焦?fàn)t及掌握的熱工大數(shù)據(jù)，聯(lián)合北京科技大學(xué)，從燃燒理論和煉焦全過程仿真，依托鞍鋼的工程建設(shè)項(xiàng)目，組建一個(gè)‘產(chǎn)學(xué)研’一體的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，這也是863項(xiàng)目中首次以設(shè)計(jì)院牽頭‘產(chǎn)學(xué)研’合作的成功典型案例”。中冶焦耐與北京科技大學(xué)的研究人員進(jìn)行了長期合作，從基礎(chǔ)科學(xué)研究入手，對煉焦過程中產(chǎn)生氮氧化物的機(jī)理進(jìn)行了探討，經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，最終獲取了工程上的解決方案，與傳統(tǒng)煉焦工藝相比，第二代清潔高效煉焦工藝將氮氧化物排放量降低了50%以上。

　　隨著技術(shù)難點(diǎn)的逐一突破，清潔高效煉焦技術(shù)日臻完善，技術(shù)成果也快速得到了市場的認(rèn)可。據(jù)了解，項(xiàng)目成果在國內(nèi)大型焦?fàn)t市場占有率現(xiàn)已達(dá)到96%，使我國焦化產(chǎn)業(yè)集中度提升了3.8倍，推動(dòng)了國內(nèi)煉焦行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。

　　不僅如此，這一項(xiàng)目成果更是走出國門，實(shí)現(xiàn)向海外市場技術(shù)與裝備輸出，包括日本、南非、土耳其、巴西、印度、越南在內(nèi)的多國均有應(yīng)用的實(shí)例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近十年來海外新建大型焦?fàn)t市場中冶焦耐有六成份額�！霸诟�世界技術(shù)強(qiáng)國公開競標(biāo)情況下，我們的技術(shù)成果在清潔化生產(chǎn)的指標(biāo)方面，和國際先進(jìn)技術(shù)是同一個(gè)水平，而在整體或局部控制、資源利用以及能耗方面，我們的技術(shù)產(chǎn)品則更具競爭優(yōu)勢。”王明登說。