2024年新疆维吾尔自治区重大科技专项（煤炭煤电煤化工领域）申报指南

煤炭方向

1.基于北斗高精定位技术的新疆超大型露天矿边坡失稳监测预警-治理-应急救援一体化关键技术研发

研究内容1：超大型露天矿边坡三维地质模型数据集成关键技术

研究露天煤矿边坡地层赋存与地质构造特征，建立蕴含边坡综合地层赋存与构造特征、岩体力学性质、完整地质模型的透明地质。

关键指标：开发1套露天矿山三维地质模型数据集成技术体系，精度不小于0.5米。

研究内容2：边坡岩体强度损失智能感知与灾害风险评估体系构建

开展岩石力学特性试验研究，建立边坡岩体本构关系与强度准则，构建地质构造活化力学模型，搭建大型露天煤矿边坡失稳风险评估技术体系。建立评价爆破效果和质量，建立针对边坡稳定性和矿区周边建筑安全的露天煤矿爆破振动灾害预警平台。

关键指标：建立新疆地区露天矿边坡地质赋存、岩体力学特征、边坡失稳临界判据等信息数据库不少于10套，大型露天煤矿边坡变形监测、滑坡预警、滑坡救援、滑坡治理关键技术4项。研制露天矿山爆破监测及震动灾害智能预警平台一套，平台支持监测点的智能在线采集；智能拾震器：测振频响范围0.01Hz-250Hz；振动速度测量范围0.01cm/s-40cm/s；加速度测量范围0.0001-40g；防水防尘等级：IP67。

研究内容3：超大型露天矿边坡失稳判据准则与实时防控关键技术

构建边坡临界失稳判据与矿区地质赋存条件、开采条件等多因素关系模型，构建边坡失稳临界判据准则，建立边坡失稳预警指标与作业参数间的协调反馈机制，形成新疆大型露天煤矿边坡全时立体监测、超前预警及失稳防控一体化技术体系。

关键指标：提出超大型露天矿边坡失稳判据准则，开发超大型露天矿边坡失稳实时防控关键技术，建立边坡失稳“空-天-地一体化”监测-预警-应急指挥系统，构建边坡滑坡事故4小时-8小时-24小时三级紧急预警与应急撤离机制。

研究内容4：超大型露天矿边坡失稳监测-预警-治理-应急救援一体化应用示范

构建基于信息化网格定位、救援机器人、无障碍化逃生信息指挥路线等安全应急管理体系，形成边坡大变形治理及滑坡灾害应急管理及协同处置模式，开展超大型露天矿边坡失稳监测-预警-治理-应急救援一体化工业应用示范。

关键指标：应用卫星、北斗、雷达、GNSS等技术在不少于2座超大型露天矿开展工程应用示范，其中，空间分辨率不低于20m。

研究内容5：露天煤矿浅部煤层火区探查-剥挖-注浆链式治理与火烧区煤岩边坡稳定控制技术

基于多种地球物理勘探方法，查明露天煤矿浅部煤层火区范围及深度，在探明工程地质条件的基础上，进一步明确采取剥离开挖、火区注浆多种手段耦合的链式火区治理方法；进行不同蚀变状态下煤岩进行成分鉴定及力学特性研究，揭示受火区影响火烧煤岩台阶的火烧蚀变特性演化规律，提出火烧区煤岩边坡稳定控制技术。

关键指标：建立露天煤矿浅部煤层火区探查-剥挖-注浆链式治理应用示范工程1项，形成火烧区煤岩边坡稳定控制技术1套。

煤电方向

2.煤电与风光耦合制工业硅关键技术研发

研究内容1：智能化煤电与新能源多能耦合系统协调优化技术开发

开展煤电机组超低负荷稳燃与快速启停技术研究，实现煤电机组的深度调峰和灵活发电；开发风沙环境下风电、光伏高精度功率预测方法，平抑风电光伏波动，提升电网稳定性；开展煤电与新能源耦合的多能互补系统高效低碳运行技术，实现风光火储一体化发电和经济效益提升。

关键指标：实现煤电机组20%-100%变负荷运行；实现风沙环境下风电光伏超短期准确率达到90%以上。

研究内容2：开展电硅联产系统开发与设计

设计风光发电和工业制硅耦合的发电-用电系统，开展高比例新能源电硅联产系统的模块化设计及能效提升技术开发；开展电硅联产系统中多能流整体分析与能效—灵活性耦合特性的动态量化解析技术开发；智能优化电硅联产系统运行参数，提升系统技术经济性。

关键指标：新能源占比不低于40%；综合能源利用效率不低于90%。

研究内容3：开展高比例新能源制硅工程示范

提出高比例新能源电硅联产系统高效低碳运行方案，并实现工程示范，验证风光储制硅可行性；对示范项目进行经济性评估和效益分析，形成考虑高效、经济、低碳的综合评价体系。

关键指标：实现10万吨/年工业硅低碳经济生产，建成电源侧、电网侧、储能侧和负荷侧一体化装置，装置可连续运行，单次稳定运行时间≥720小时，智慧优化控制精度≤2%额定功率。

3.新疆高碱煤灵活发电关键技术研发

研究内容1：开展全烧高碱煤下的锅炉快速变负荷研究

研究变负荷下煤粉燃烧的稳定性和燃尽特性；开发提高机组灵活性和调节能力的关键技术，实现锅炉热负荷与实际负荷的精确匹配；提出锅炉全负荷下的优化运行方案。

关键指标：掌握全烧高碱煤发电技术，实现连续运行≥1000小时，负荷运行范围20%-100%，负荷变化速率≥3%/min。

研究内容2：研究燃用高碱煤锅炉在快速变负荷工况下的结焦沾污特性

揭示高碱煤燃烧下碱金属的行为规律，探究灰的沾污机理；研究高碱煤燃烧特性和锅炉受热面沾污特性量化表征；构建受热面表面沾污程度的精准监测平台。

关键指标：实现锅炉全负荷燃用100%高碱煤（入炉物质为纯煤，且灰分碱金属氧化物含量≥4%）的结焦、沾污特性安全可控。

研究内容3：研究高碱煤燃烧污染物生成特性和超低排放控制技术

探究影响高碱煤燃烧过程中污染物生成的关键因素，揭示常规污染物（SO₂、NOx）转化行为的影响规律；形成变负荷全烧高碱煤条件下超低排放控制技术。

关键指标：全负荷范围烟尘排放满足超低排放标准，SO₂排放<50mg/m³，NOx排放<50mg/m³。

研究内容4：开展燃用100%高碱煤的锅炉工程验证

结合示范验证机组系统特点，分析不同运行工况对锅炉安全性、经济性及污染物控制指标的影响规律，提出全烧高碱煤的技术示范方案路线，形成关键技术集成一体化设计方案。

关键指标：在300MW级及以上煤粉锅炉机组上完成工程验证，锅炉机组连续安全运行时间＞800h。

煤化工方向

4.大型煤制天然气甲烷化关键技术研发

研究内容1：煤制天然气甲烷化工艺流程研究及开发

针对20亿Nm³/年煤制天然气大型甲烷化的生产能力需求，开展甲烷化反应器放大准则研究；开展关键设备选型和结构研究；开展全局系统热集成及冷凝液余压利用研究；开展技术经济评价研究，开发大型煤制天然气甲烷化工艺流程。

关键指标：开发具有自主知识产权的20亿Nm³/年煤制天然气甲烷化工艺包1套；原料消耗≤4050Nm³（CO+H₂）/1000Nm³天然气（CH₄含量≥96V%），系统能效≥65%。

研究内容2：大型煤制天然气甲烷化关键设备研发

基于甲烷化反应机理与温度场研究，开展耐火衬里结构热应力分布及裂纹形成机制研究；开展反应器、耐火衬里、内部隔层的甲烷化反应器一体化设计研究；构建富氢复杂气氛下的高温高压废锅、过热器的换热模型，开展结构设计及配套加工制造工艺的开发；针对设备尺寸大、壁厚、超过运输限制等问题，通过优化反应器流场分析，减低压降，对脱硫反应器和气体调节器等关键设备进行单台套结构设计和优化。针对不同设备结构，研发现场焊接技术和热处理工艺。

关键指标：开发具有自有知识产权的副产高品位蒸汽的（≥9.8MPa、≥540℃）甲烷化废热锅炉及过热器1套，开发全生命周期不低于20年的耐650℃的冷壁主甲烷化反应器1套，形成系统专用加工制造方案1套。

研究内容3：全球单系列最大20亿Nm³/年甲烷化成套技术工业示范

开发关键设备和工艺参数运行状态智能监控和工艺系统实时优化技术；开展单套天然气产量20亿Nm³/年甲烷化装置的工业示范项目的建设；开展成套技术和运行经济性评估。

关键指标：研发并建设单系列天然气生产能力20亿Nm³/年甲烷化装置1套，天然气产量不低于25万m³/h，气质符合《GB/T 33445煤制合成天然气》标准。

5.高油气收率的富油煤临氢快速热解关键技术研发

研究内容1：新疆富油煤化学结构与临氢快速热解反应行为及机制研究

通过核磁、高分辨质谱等手段，从分子水平剖析富油煤化学组成、结构；研究新疆富油煤在加压氢气及富氢气氛下热失重以及挥发物随温度的变化规律；研究富油煤热解初级产物的析出行为及反应机制；研究压力和气氛对热解产物产率和组成的影响规律；通过综合分析热解半焦结构与性质变化、热解挥发物析出规律以及产物特征，明确富油煤加压临氢热解反应行为与机制。

关键指标：建立新疆富油煤化学基础数据库1个。

研究内容2：临氢快速热解关键技术开发

在临氢快速热解试验装置上，研究富油煤组成、富氢结构、热解温度、氢分压、停留时间等因素对富油煤热解油气收率的影响规律及约束效应，获得临氢快速热解工艺参数，实现哈密富油煤临氢快速热解的最优工艺匹配，编制临氢快速热解工艺数据包。

关键指标：完成富油煤热解关键技术数据包1个，富油煤解焦油收率≥12%，富煤气≥150 Nm³/t富油煤。

研究内容3：10万吨级/年富油煤临氢快速热解关键技术应用示范工程

通过技术集成及工艺包开发，开展10万吨级/年富油煤临氢快速热解关键技术示范工程核心设备设计、关键设备选型及优化；开展示范工程设计、示范装置建设及调试，进行关键装置匹配性研究、系统优化，开展示范装置72 h现场运行考核；综合考虑临氢快速热解过程中的物料平衡、热平衡等因素，建立新型富油煤临氢快速热解技术评价方法体系，对示范工程进行技术经济评价。

关键指标：建设10万吨级/年新疆富油煤临氢快速热解示范及工程验证，实现热解焦油收率≥12%，富煤气≥150 Nm³/t富油煤；建立富油煤临氢快速热解关键技术评价体系，完成示范装置的综合评价。

6.大型高效环保移动床块煤加压熔渣气化关键技术研发

研究内容1：移动床块煤加压熔渣气化技术的工艺流程优化研究

开展准东煤热稳定性、熔渣灰化学等煤质特性分析和调控研究，提出准东煤适应加压熔渣气化的适应性条件；煤锁气工艺系统能量高效利用流程优化研究；基于热解和甲烷化耦合的蒸汽供应工艺流程创新研究，增加粗煤气中甲烷含量；气化炉排渣系统工艺优化；合成气初步净化与煤气水预处理工艺流程耦合优化研究，实现合成气显热的高效回收及尘焦油危废的全部回用；蒸氧供应系统与废水回用系统工艺协同研究，达到减少蒸汽消耗和废水排放；针对高碱金属高铁为特征的准东煤加压熔渣气化工艺流程建模与仿真。

关键指标：粗煤气中甲烷含量≥8%，系统产生的危废-尘焦油实现全部回炉处理，气化单元外排废水由20t/h下降到16t/h，构建一套加压熔渣气化工艺系统模型。

研究内容2：针对准东煤特性的新型气化炉和关键设备开发及设计

大型布煤装置和搅拌器的工艺优化及制造；基于热解和甲烷化耦合提升甲烷产率的新型气化炉结构设计及制造，建立气化炉放大准则；开展熔渣气化炉风口回旋区的形成机理及建模仿真，开发协同处理废水的新型蒸氧喷嘴设备；开展渣池和燃烧室的集成研究，针对高碱金属高铁特征准东煤的新型渣池和燃烧室一体化设计；燃烧器及高精度供应系统的开发。

关键指标：投煤量≥1500吨/天，块煤加压熔渣气化炉结构设计优化，有效直径≥4.0m；核心设备蒸氧喷嘴和燃烧器寿命≥300天。

研究内容3：大型高效环保移动床块煤加压熔渣气化技术工业示范

基于机理模型+数据分析+专家经验混合驱动的数字气化炉建模及仿真，开展数字气化炉设计；开发大型高效环保移动床块煤加压熔渣气化技术控制及安全监测系统；开发投煤量大于1500吨/天高效环保移动床块煤加压熔渣气化技术工艺软件包，完成工业示范。

关键指标：数字气化炉建模与仿真；单炉投煤量≥1500吨/天，气化炉运行压力≥6.5MPa，按石油化工装置工艺设计包要求（SPMP-STD-EM2001-2015）开发工艺软件包；完成大型化熔渣气化关键技术的工业示范运行，完成72小时连续满负荷运行考核，有效气产量≥95000 Nm³/h，碳转化率≥99%，有效气成分（CO+H₂+CH₄)≥90%，比煤耗（干基）≤620 kg/1000Nm³ (CO+H₂+CH₄)，比氧耗≤230 Nm³ O₂/1000Nm³(CO+H₂)，粗煤气甲烷含量≥8%，各项指标均达到国际领先水平。

7.中低温煤焦油定向催化转化制芳烃成套技术开发及工程验证

研究内容1：煤焦油定向催化转化制高芳潜轻油技术开发

通过复合脱铝与表面修饰相结合的方式，构筑具有丰富介孔-微孔阶梯孔结构和酸性中心接近性好的分子筛催化剂，制备出最大化生产高芳潜轻油的定向转化催化剂，实现多环芳烃定向转化和单环环烷烃靶向富集。

关键指标：开发专用于煤焦油定向催化转化制高芳潜轻油催化剂1种，高芳潜轻油收率≥65%。

研究内容2：单环环烷烃高选择性芳构化技术

创制具有金属活性中心和酸性活性中心的双功能催化剂，基于活性与反应区特性开发催化剂联合配伍技术，提高催化剂的芳构化反应性能，阐明催化剂积碳机制并调控催化剂积碳速率。

关键指标：开发单环环烷烃高选择性芳构化催化剂1-2种，芳烃选择性≥75%。

研究内容3：百吨级煤焦油定向催化转化制芳烃工艺包开发及工程验证

将最大化生产高芳潜石脑油的定向催化转化、单环环烷烃芳构化和现有芳烃抽提技术进行耦合集成，形成焦油定向催化转化最大化生产芳烃成套技术，并进行百吨级成套工艺包开发及工程验证。

关键指标：编制百吨级芳烃品成套技术工艺包1项，建成百吨级/年煤焦油制备芳烃中试装置1套，中试装置总芳烃收率＞50%。