近日，備受矚目的2018年度國家科學技術(shù)獎揭曉，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、鞍山鋼鐵集團聯(lián)合攻關的“清潔高效煉焦技術(shù)與裝備的開發(fā)及應用”項目獲得了國家科技進步一等獎。

　　煉焦是在隔絕空氣條件下將煙煤等進行高溫干餾的生產(chǎn)焦炭、煤氣及其他經(jīng)濟附產(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)重要的基礎原料。為滿足新時代環(huán)保要求、提高資源利用效率、推動行業(yè)技術(shù)升級、實現(xiàn)新舊產(chǎn)能轉(zhuǎn)換，攻關團隊用十多年時間對清潔高效煉焦技術(shù)的核心問題進行原始創(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%。項目成果對實現(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。

　　清潔高效是關鍵

　　在過去的幾十年里，隨著我國經(jīng)濟的飛速增長，鋼鐵行業(yè)帶動了焦化產(chǎn)業(yè)的快速擴張。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，響應環(huán)保要求，中冶焦耐的研發(fā)團隊早在2004年就定下了開發(fā)新一代清潔高效煉焦技術(shù)的目標。

　　“2003年就有國外先進煉焦技術(shù)進入到國內(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感，同時也有一種國家的責任感，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，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米焦爐在鞍鋼營口鲅魚圈問世，邁出了中國焦化事業(yè)做大做強第一步。此后，為解決環(huán)保問題、資源問題、能耗及智能生產(chǎn)等關鍵難題，中冶焦耐聯(lián)合北京科技大學、鞍山鋼鐵集團，在科技部863計劃的支持下，對“新一代清潔高效煉焦工藝與裝備開發(fā)”項目進行了聯(lián)合攻關，從理論研究、技術(shù)研發(fā)、裝備研制等課題入手，研發(fā)焦爐氮氧化物控制等清潔煉焦關鍵技術(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)的情況下實現(xiàn)了多項指標達到世界領先水平。

　　先進技術(shù)“走出去”

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

　　“現(xiàn)代焦爐都是采用室式煉焦技術(shù)，可以把焦爐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，否則無法實現(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)沒有相應的氮氧化物排放限制，中冶焦耐提前布局，從產(chǎn)生機理入手，根據(jù)中冶焦耐的8米試驗焦爐及掌握的熱工大數(shù)據(jù)，聯(lián)合北京科技大學，從燃燒理論和煉焦全過程仿真，依托鞍鋼的工程建設項目，組建一個‘產(chǎn)學研’一體的攻關團隊，這也是863項目中首次以設計院牽頭‘產(chǎn)學研’合作的成功典型案例”。中冶焦耐與北京科技大學的研究人員進行了長期合作，從基礎科學研究入手，對煉焦過程中產(chǎn)生氮氧化物的機理進行了探討，經(jīng)過實際驗證，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可。據(jù)了解，項目成果在國內(nèi)大型焦爐市場占有率現(xiàn)已達到96%，使我國焦化產(chǎn)業(yè)集中度提升了3.8倍，推動了國內(nèi)煉焦行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。

　　不僅如此，這一項目成果更是走出國門，實現(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)的多國均有應用的實例。據(jù)統(tǒng)計，近十年來海外新建大型焦爐市場中冶焦耐有六成份額�！霸诟�世界技術(shù)強國公開競標情況下，我們的技術(shù)成果在清潔化生產(chǎn)的指標方面，和國際先進技術(shù)是同一個水平，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。