近日，備受矚目的2018年度國家科學技術獎揭曉，由中冶焦耐工程技術有限公司（下稱“中冶焦耐”）、北京科技大學、鞍山鋼鐵集團聯合攻關的“清潔高效煉焦技術與裝備的開發及應用”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焦炭、煤氣及其他經濟附產品的過程，焦炭是長流程高爐煉鐵必不可少的燃料和還原劑，是鋼鐵工業重要的基礎原料。為滿足新時代環保要求、提高資源利用效率、推動行業技術升級、實現新舊產能轉換，攻關團隊用十多年時間對清潔高效煉焦技術的核心問題進行原始創新、科研創新。隨著新一代清潔高效煉焦技術逐步在市場推廣，我國煉焦行業實現了污染物減排10%以上、優質資源消耗降低7.5%、能耗下降4%。項目成果對實現高端技術自主化，解決中國焦化行業環保與能源困境，對我國鋼鐵行業的技術升級、煉焦煤資源安全具有重大戰略意義。

　　清潔高效是關鍵

　　在過去的幾十年里，隨著我國經濟的飛速增長，鋼鐵行業帶動了焦化產業的快速擴張。據記者了解，我國焦炭產量占世界的70%，焦化行業年產值超過一萬億元。但由于技術裝備水平跟不上快速擴張的產業規模，我國焦化產業始終面臨著能耗高、污染量大和優質資源耗費過速等問題。近3年來，我國每年焦炭產量均為4.5億噸，每年需要消耗的優質煉焦煤達到6-7億噸。盡管我國煤炭儲量豐富，但優質煉焦煤儲量相對有限且分布不均，優質資源過度消耗制約了我國鋼鐵工業的發展，也為我國資源安全帶來隱患。

　　為提高資源利用率，響應環保要求，中冶焦耐的研發團隊早在2004年就定下了開發新一代清潔高效煉焦技術的目標。

　　“2003年就有國外先進煉焦技術進入到國內，而且很快就占據了我國高端煉焦市場。核心技術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，將核心技術掌握到自己手中，解決中國的產業化問題、環境問題、資源問題。”中冶集團焦化首席專家王明登教授告訴記者。經過數年科研攻關，2006年，由中冶焦耐自主研發的國內最大、擁有自主知識產權的第一代7米焦爐在鞍鋼營口鲅魚圈問世，邁出了中國焦化事業做大做強第一步。此后，為解決環保問題、資源問題、能耗及智能生產等關鍵難題，中冶焦耐聯合北京科技大學、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”項目進行了聯合攻關，從理論研究、技術研發、裝備研制等課題入手，研發焦爐氮氧化物控制等清潔煉焦關鍵技術、研發符合中國煉焦煤特征的高效煉焦技術、高效關鍵裝備以及煉焦生產智能化管理系統，在保證自主知識產權的情況下實現了多項指標達到世界領先水平。

　　先進技術“走出去”

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

　　“現代焦爐都是采用室式煉焦技術，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米高的狹長火道內溫度差控制在小于50℃以內，且最高燃燒火焰鋒面溫度控制在一定范圍之內，才能保證燃燒均勻，符合焦炭生成的規律，氮氧化物不超標，否則無法實現清潔高效煉焦。”王明登說，“而氮氧化物的控制更是從零開始，國家在2012年前對焦化產業沒有相應的氮氧化物排放限制，中冶焦耐提前布局，從產生機理入手，根據中冶焦耐的8米試驗焦爐及掌握的熱工大數據，聯合北京科技大學，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，對煉焦過程中產生氮氧化物的機理進行了探討，經過實際驗證，最終獲取了工程上的解決方案，與傳統煉焦工藝相比，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。

　　隨著技術難點的逐一突破，清潔高效煉焦技術日臻完善，技術成果也快速得到了市場的認可。據了解，項目成果在國內大型焦爐市場占有率現已達到96%，使我國焦化產業集中度提升了3.8倍，推動了國內煉焦行業產業升級。

　　不僅如此，這一項目成果更是走出國門，實現向海外市場技術與裝備輸出，包括日本、南非、土耳其、巴西、印度、越南在內的多國均有應用的實例。據統計，近十年來海外新建大型焦爐市場中冶焦耐有六成份額。“在跟世界技術強國公開競標情況下，我們的技術成果在清潔化生產的指標方面，和國際先進技術是同一個水平，而在整體或局部控制、資源利用以及能耗方面，我們的技術產品則更具競爭優勢。”王明登說。