1 大規(guī)模煤炭直接液化的基礎(chǔ)研究

★項目簡介

發(fā)展以發(fā)動機(jī)燃料油為主要產(chǎn)品的煤炭液化技術(shù)，建設(shè)中國煤炭液化新產(chǎn)業(yè)，是發(fā)揮資源優(yōu)勢、實現(xiàn)多元化補充石油短缺、保障能源安全和穩(wěn)定供給的重要戰(zhàn)略措施之一.針對煤直接液化新工藝開發(fā)和大規(guī)模工程化的急需，本研究擬重點解決的關(guān)鍵科學(xué)問題如下：油煤漿化學(xué)、物理變化機(jī)理及多峰值流變特性的變化規(guī)律；煤液化反應(yīng)產(chǎn)物的熱力學(xué)問題；煤加氫液化反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)動力學(xué)；高壓多相體系的反應(yīng)工程學(xué)問題。預(yù)期目標(biāo)：在煤漿多相體系的流變學(xué)及反應(yīng)工程學(xué)方面有科學(xué)理論上的突破。具體包括：揭示油煤漿流變特性規(guī)律，掌握煤漿配制及其在輸送和受熱過程中的基本物性參數(shù)；獲得反應(yīng)條件下主要反應(yīng)產(chǎn)物的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及建立預(yù)測模型；揭示煤加氫液化反應(yīng)機(jī)理和獲得動力學(xué)參數(shù)，建立動力學(xué)數(shù)學(xué)模型；揭示煤液化新型環(huán)流反應(yīng)器流體力學(xué)和傳熱、傳質(zhì)的基本規(guī)律，建立反應(yīng)器工程放大數(shù)學(xué)模型；掌握煤液化殘渣及其液態(tài)重質(zhì)有機(jī)物的化學(xué)組成、物理特性，掌握殘渣的氣化基本特性。為大規(guī)模煤炭直接液化技術(shù)的工業(yè)化奠定科學(xué)理論基礎(chǔ)。

★項目專家組

★課題設(shè)置

2 大規(guī)模煤炭直接液化的基礎(chǔ)研究

★項目簡介

我國大宗戰(zhàn)略金屬礦產(chǎn)資源鐵、鉻、鋁、鈦、銅等緊缺形勢嚴(yán)峻，自給率逐年降低，受資源供應(yīng)國的嚴(yán)重牽制。而我國一次礦產(chǎn)資源以低品位、難處理、多組分共伴生復(fù)雜礦為主，分離回收處理難度大。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新速度慢，致使我國特色礦物資源總體利用率低下，資源浪費極其嚴(yán)重，能耗高，環(huán)境污染負(fù)荷沉重。本項目針對我國大宗戰(zhàn)略緊缺金屬資源-低品位難選復(fù)雜鐵礦、鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、低品位一水硬鋁石礦、低品位紅土鎳礦等急待解決的高效清潔利用的國家重大需求，立足于原始性創(chuàng)新，運用多學(xué)科交叉融合的綠色過程工程理論和方法，重點解決三個方面的科學(xué)問題。1.從原子/分子尺度構(gòu)建資源轉(zhuǎn)化的非常規(guī)介質(zhì)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)/分離新系統(tǒng)。揭示介質(zhì)的高反應(yīng)活性機(jī)理和作用規(guī)律，解決難處理系列兩性金屬礦物資源高效化學(xué)轉(zhuǎn)化的非常規(guī)介質(zhì)新體系熱力學(xué)設(shè)計與介質(zhì)催化活化多相反應(yīng)動力學(xué)調(diào)控方法；非常規(guī)介質(zhì)反應(yīng)/分離耦合強化機(jī)理與調(diào)控方法。以建立適于多種難處理兩性金屬氧化礦鉻、鈦、鋁、鈮、鉭等的非常規(guī)介質(zhì)在相對低溫下接近100%的原子經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)化的亞熔鹽清潔冶金普適性理論和共性技術(shù)平臺。2.選冶過程多元多相復(fù)雜體系的界面特征與功能調(diào)控理論與方法。研究解決界面特性表征/化學(xué)活化與抑制/修飾改性與功能化/藥劑分子設(shè)計；多相界面反應(yīng)的傳遞特性，多組分交互作用的熱力學(xué)能勢關(guān)系與調(diào)控機(jī)制；反應(yīng)/分離多場強化過程的界面現(xiàn)象與調(diào)控方法，以實現(xiàn)選冶工藝過程的強化。3.綠色選冶過程工程基礎(chǔ)。從顆粒、氣泡尺度和設(shè)備尺度研究冶金過程的多相流動傳遞規(guī)律，實現(xiàn)反應(yīng)/分離核心設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計、量化放大理論和方法；從系統(tǒng)尺度研究選冶新過程的物質(zhì)/能量/信息流整體優(yōu)化與系統(tǒng)集成，廢棄物與過程物流質(zhì)量交換集成網(wǎng)絡(luò)建立的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方法。通過本項目的研究，預(yù)期可實現(xiàn)以下研究目標(biāo)：(1)建立亞熔鹽非常規(guī)介質(zhì)處理兩性金屬礦產(chǎn)資源的新原理、新方法和共性技術(shù)基礎(chǔ)，形成“亞熔鹽清潔冶金”的原創(chuàng)性理論體系和技術(shù)平臺，5-10年形成2-3項產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。(2)建立低品位/復(fù)雜金屬礦物選冶過程強化的多相過程界面特性調(diào)控理論和方法。(3)建立金屬礦物資源選冶新方法的核心設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計與工程放大理論。(4)針對低品位難選鐵礦、難處理兩性金屬鉻/鈦/鋁等復(fù)雜礦、釩鈦磁鐵礦、低品位紅土鎳礦和低品位復(fù)雜銅礦等戰(zhàn)略緊缺大宗金屬礦物資源，建立高效清潔利用和經(jīng)濟(jì)可行的選冶新體系、新方法、新技術(shù)，5-10年內(nèi)實現(xiàn)資源回收率提高10-30%，擴(kuò)大資源量100億噸，大幅度削減廢棄物與環(huán)境污染的工業(yè)化技術(shù)。

★課題設(shè)置

★項目專家組