实验室年度工作总结2017年实验室年度工作总结1、概况2017年度，实验室在煤直接转化、煤间接转化、环境化学与工程、能源环境新材料以及理论计算与模拟等五大研究方向上均取得了较大进展。提出并实现了在微量氧气氛下对煤进行热解实时脱硫的新概念;加压粉煤气化工业示范成功，实现了1.5MPa、300吨/天的工业示范。费托(F-T)合成Fe基催化剂制备技术获突破、性能大幅度提升，油品时空收率由目前国际上的0.25-0.3g/gcat.h大幅提高到0.8-1.2g/gcat.h，能量转化效率从38-40%提高到43-45%;创新性地提出并实现了煤低温干馏与F-T合成过程的系统集成，将整个系统的能效推进到了48-50%，正在实施3个16万吨/年的工业示范。Co基F-T合成5000吨/年工业侧线装置开车成功;实现了甲醇的定向催化转化，完成了35吨/年芳烃中试、3500吨/年汽油工业示范、10000吨/年二甲醚工业生产;合成气制低碳混合醇正与Shell合作进行中试放大。设计并研制出适合于燃煤烟气同时脱硫脱硝移动床的高强度柱状活性炭基催化剂，正在进行中试放大。提出并成功实现了有机环状分子的环环叠合、合成出具有确定结构的碳氢纳米管;成功实现了半导体一维硫化锌在无模板作用下定向自组装为超薄的纳米片状结构。以生物质颗粒为模板，通过高温硅化制备出了具有生物质分级孔道特征的高比表面积碳化硅，开发出了以生物质碳化硅为载体的甲烷部分氧化催化剂。通过理论计算，获得了F-T合成Fe基催化剂活性相与反应机理的新认识;确定了分子筛活性中心分布，发展了模拟烃类分子在分子筛中吸附与反应的理论方法。实验室承担各类科研项目共115项，到位经费5331万元。其中国家级项目43项，到位经费1300万元，占经费总数的24%;国际合作方面14项，到位经费460万元;企业协作11项，到位经费2758万元。发表学术论文191篇，其中国际刊物98篇，SCI收录105篇、EI收录108篇(检索报告截止日期2008.12.12)。申请专利47件，授权23件。在国内外相关领域重要学术会议上做大会及特邀报10个。根据实验室的发展要求和学术委员会的意见，在煤气化和CO2利用方面新增博士生导师房倚天和魏伟研究员，以及赵建涛博士为固定人员。为了强化合作，集中力量解决重大问题，形成了煤分级转化、合成油、醇类合成与转化、材料化学和理论计算5个团队。重点配制了研究型仪器设备，新购(包括已定购)20万元以上设备21台，总价值791.5万元，包括红外光谱仪、质谱仪、物理化学吸附仪、高温灰粘度仪和穆斯堡尔谱仪等。2、自主研究课题执行情况按照科技部的要求，实验室组织由全体博士生导师参加的室务扩大会议，讨论形成了《自主研究课题申请指南》和《自主研究课题管理条例》。实验室共收到课题申请书17份，经过申请人答辩、由博导组成的评审组进行认真评议并报学委会同意批准，对科技部下拔的07和08年度自主研究经费800万元，按方向性研究、前瞻性研究、青年基金和人才基金启动12项课题。所有课题进展顺利，并已获得阶段性成果，进展如下：中国典型煤种的热解、气化等转化特性数据库:选取了13个不同变质程度的典型煤种，进行了包括工业分析、元素分析、发热量、灰熔点和灰组成等基本性质的测试，获得了煤低温干馏的产物分布及组成规律，测定了热解半焦的CO2气化特性，为这些煤种的热转化利用提供了必要的基础数据。基于第一性原理的F-T合成反应网络研究和催化剂的分子设计：采用密度泛函理论，阐明了碳化铁不同晶面上CO吸附活化位点，提出了详细的CH4生成机理和表面积碳机理，揭示了催化剂表面结构与反应性的内在联系，为费托合成催化剂的改进与研发提供了理论指导。含氧煤层气氧化/重整一体化制合成气新催化剂体系研究：已经完成实验设备的安装调试，正在研究以非贵金属Ni催化剂体系，采用稀土元素La、Ce、Th等对其进行改性以提高活性组分的抗烧结、抗聚集能力，同时改善催化剂的耐热性能，期望对此催化体系及相应的反应耦合机理有更为深刻的认识。钴基合成油、合成低碳醇技术相关的动力学基础研究：试制成功一种积分-微分复合动力学测试装置，通过反应气体在反应器外的循环，使反应床层保持在低的单程转化率，具有微分反应的特征，同时总转化率高，原料气与尾气的浓度差别大，产物分析误差小，反应数据的质量平衡、碳平衡均大于98%。Ni/CaO-ZrO2催化剂上CH4-CO2重整反应研究：采用溶胶-凝胶法制备了用于CH4-CO2重整反应的介孔Ni/CaO-ZrO2催化剂。发现介孔结构可提高Ni颗粒的分散度、有效抑制Ni颗粒的烧结。CaO与ZrO2的强相互作用，导致高热稳定性固溶体的形成，抑制了催化剂的积碳，提高了催化剂的稳定性。碳化硅高温催化材料及其在甲烷转化过程中的应用：采用软模板方法制备了高比表面积(10