煤炭清洁高效利用和新型节能技术

附件5煤炭清洁高效利用和新型节能技术〞重点专项2021年度工程申报指南依据<国家中长期科学和技术开展规划纲要（2006-2021年）>,以及国务院〈〈能源开展战略行动（2021—2021年）>、<中国制造2025>和<关于加快推进生态文明建设的建议>等,科技部会同有关部门组织开展了<国家重点研发方案煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项实施方案>编制工作,在此根底上启动煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项2021年度工程,并发布本指南.本专项总体目标是：以控制煤炭消费总虽,实施煤炭消费减H:替代,降低煤炭消费比重,全面实施节能战略为了目标,进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术开展的瓶颈问题,全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发水平,取得根底理论钻研的重大原创性成果,突破重大关键共性技术,并实现工业应用示范.本专项重点环绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链（技术方向）部署23个重点钻研任务.专项实施周期为了5年（2021一2021）.根据分步实施、重点突出原那么,2021年首批在7个技术方向启动16个工程.每个工程设1名工程负责人,工程下设课题数原那么上不超过5个,每个课题设1名课题负责人,课题承当单位原那么上不超过5个.各申报单位统一按指南二级标题（如1.1）的钻研方向进行申报,申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标.鼓励各申报单位自筹资金配套.对于应用示范类任务,其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1:1.煤炭高效发电1.1新型超临界CO2、CO2/水蒸汽复合工质循环发电根底研究（根底钻研类）钻研内容：钻研煤粉在超临界环境下化学能释放、能虽传递及转换机理,揭示燃烧室内压力、温度及成分的时空分布规律；钻研超临界CO2及CO2/水蒸汽混合工质的热力学性质、流动特性、传热特性及膨胀做功规律；开展适合于超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的汽轮机通流结构对热耗的影响钻研；开展新型发电系统集成优化、运行特性与控制方法的技术根底钻研.考核指标：获得超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的燃煤高效低污染发电原理和方法；完成概念,系统效率超过50%.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项1.2超超临界循环流化床锅炉技术研发与示范（应用示范类）钻研内容：开发超超临界循环流化床锅炉炉内气固流动与传热、超超临界水循环平安性、热力系统及水系统交联优化等关键技术；开展锅炉概念设计方案、别离器、换热床等关键部件的钻研及整体匹配；开发SO2、NOx、颗粒物等污染物超低排放技术；开展超超临界循环流化床锅炉机组的动态特性、自动控制及仿真钻研；完成超超临界循环流化床锅炉本体设计及研制；建设660MW等级超超临界循环流化床锅炉机组示范工程,完成168h连续运行.考核指标：锅炉效率>92%供电煤耗<300gce/kWh;SO2排放v35mg/Nn3,NOx排放v50mg/Nrfi,颗粒物排放<10mg/Nm.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于1：1煤炭清洁转化2.1低变质煤直接转化反响和催化根底钻研（根底钻研类）钻研内容：钻研低变质煤的有机组成和矿物质特性、特征显微组分分子结构及其对直接转化过程与产物的影响机理；揭示煤直接转化过程反响途径及产物定向调控机制；钻研煤炭直接转化制燃料及化学品过程中硫、氮、卤素、碱金属及重金属迁移规律；研发直接转化气液产物提质加工新技术,液体产物制取高品质液体燃料及化学品定向催化转化机理及高效催化剂.考核指标：建立显微结构和分子结构相结合征低变质煤直接转化特性的方法,形成煤直接转化新型反响器、新工艺、新型催化剂的技术根底.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项2.2煤热解气化分质转化制清洁燃气关键技术（共性关键技术类）钻研内容：开发高比例低阶煤高温热解制备气化焦新技术,钻研其矿物组成、灰渣特性及气化性能,开发气化焦新型固定床加压气化技术及装备；开发低阶碎煤定向热解生产高品质焦油及富氢热解气的工艺,完成反响器优化与工程放大；开发热解、焦化烟气高效干法脱硫及低温脱硝技术与装备.考核指标：建成百吨/日级新型气化焦加压固定床气化装置,出口煤气低位热值＞11MJ/Nm3；建成10万吨/年以上工业规模定向热解装置,焦油收率大于葛金分析收率的80%,焦油含尘＜1.0%烟气脱硫效率＞95、脱硝效率＞85,在百万吨/年级热解、焦化装置中应用.实施年限：3年拟支持工程数：1—2项2.3煤转化废水处理、回用和资源化关键技术（共性关键技术类）钻研内容：钻研煤化工过程废水处理与利用的新途径；研发高浓度有机废水制水煤浆技术；钻研低损高效酚萃取剂,开发酚氨的协同脱除过程强化方法及脱除工艺；开发生物与化学协同、催化氧化深度处理难降解有机物技术；研发高性能、长寿命适于含盐废水浓缩的膜材料、工艺及装备；研发适于高含盐废水的COD降解及重金属脱除、分质结晶分盐技术与工艺.考核指标：脱酚萃取总酚脱除效率＞94%膜浓缩倍率A10倍,清洗周期3个月以上；结晶盐品质到达工业盐国家标准（GB/T5462）.实施年限：3年拟支持工程数：1—2项燃煤污染控制3.1燃煤PM2.5及Hg控制技术（共性关键技术类）钻研内容：开展PM2.5前驱体多相吸附、反响机理钻研,研发改性吸附剂控制PM2.5形成的关键技术；研发基于细颗粒团聚机制的pm25控制关键技术和设备；研发基于氧化剂、催化氧化.的单质汞高效氧化技术及装备；开发可再生的高效汞吸附剂及其在线活化制备技术、喷射装置与控制系统；开发PM2.5与汞的联合脱除关键技术；在300MW及以上燃煤发电机组实现应用.考核指标：PM2.5排放浓度＜5mg/Nm；Hg的脱除率＞90%实施年限：4年拟支持工程数：1—2项3.2燃煤污染物（SO2,NOx,PM）一体化控制技术工程示范（应用示范类）钻研内容：研发低氮燃烧与新型SNCR、SCR组合协同脱除NOx技术并进行示范,同时开展SCR脱硝协同脱除PM2.5技术的钻研；开展燃煤SO2和NOx前置氧化与协同吸收技术的验证及完善,研发大规模强氧化物质产生装置及配套设备,开发同时脱硫脱硝吸收技术；开发燃煤PM2.5和SO2一体化吸收控制技术并进行工程示范,在深度脱除SO2的同时,提升PM2.5的捕集效率.考核指标：在燃煤工业装置中进行污染物一体化控制工程示范,烟气中PM排放浓度v10mg/Nri3,SOx排放浓度v35mgNm3,NOx排放浓度＜50mg/Nn3o实施年限：4年拟支持工程数：1—2项申报要求：企业牵头申报经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于1：1二氧化碳捕集利用与封存4.1基于CO2减排与地质封存的关键根底科学问题（根底研究类）钻研内容：钻研加压富氧燃烧、化学链燃烧反响过程特性,载氧体表界面转化与体相晶格氧传输机理；钻研CO2地质封存与驱油、驱气、采热过程中的多尺度多相流动与热质传递机理及热力学性质；钻研CO2捕集封存利用系统的能虽集成优化方法.考核指标：获得加压富氧燃烧、化学链燃烧过程根底理论；建立CO2在不同封存与地质利用条件下的根底物性数据库.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项4.2基于CO2高效转化利用的关键根底科学问题（根底钻研类）钻研内容：探索CO2高效转化制备液体燃料与化学品的反响新途径与机制,钻研CO2双键活化、外表微观反响、固体催化材料构效关系；钻研CO2转化过程中反响/传递强化原理和方法；研究矿化反响机理和动力学、微观离子迁移规律、矿化反响强化机制.考核指标：获得CO2制液体燃料和化学品的新工艺、新方法;CO2矿化效率＞80kg/目E碱性矿.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项4.3二氧化碳烟气微藻减排技术（共性关键技术类）钻研内容：筛选耐受烟气的高效固碳藻株,利用代谢组学等手段解析相关耐受与高产机理；降卑微藻固碳养殖系统本钱；研究微藻固碳系统与环境因子的交互作用机制,优化养殖工艺,实现病虫害的动态防控和连续稳定养殖；开发微藻废水养殖技术.考核指标：培育耐受高浓度CO2的高效固碳藻株3株；户外连续1个月微藻（干基）产能到达25g/（m2?6；建立微藻年固碳水平万吨级示范.实施年限：4年拟支持工程数：1—2项工业余能回收利用5.1工业含尘废气余热回收技术（共性关键技术类）钻研内容：钻研含多相、多尺度尘粒的烟气在高温复杂流动工况下的别离、团聚、附壁及传热特性,研发含凝固性尘粒烟气自滤净化与余热回收工艺和方法；研发高含尘烟气的防积灰、防磨损、防腐蚀连续余热回收利用新技术与新装置,形成超大拓展外表净化与换热部件的制造水平；研发含低浓度、亚微米级尘粒烟气的深度净化和高效换热耦合工艺,实现高温烟气净化与换热一体化的技术与集成装备,对集成技术系统进行工业示范.考核指标：净化后气体尘粒排放浓度：含凝固性尘粒烟气＜50mg/Nm3,高含尘烟气＜30mg/Nm3,低浓度亚微米级尘粒烟气＜10mg/Nm3,余能回收率＞70%工业示范装置考核运行时间＞200h实施年限：3年拟支持工程数：1—2项5.2低品位余能回收技术与装备研发（应用示范类）钻研内容：研发工业余热用压缩式高效超级热泵,在典型工业流程中获得热输出应用；开发适合于流程工业以及煤电行业余热综合利用的高效吸收式热泵,并形成低温高效余热吸收式制热典型示范；研发低温热能品位提升的化学热泵,实现余热品位的提升与高效利用,并形成热输出示范系统；形成低温位余能网络化利用的整体技术解决方案.考核指标：压缩式热泵的COP6.0,形成100kW级热输出的应用示范；吸收式热泵COP1.75,形成A500kW热输出的工程示范；化学热泵的系统热效率＞25%形成50kW级热输出示范系统.实施年限：3年拟支持工程数：1—2项经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于1：1工业流程及装备节能6.1流程工业系统优化与节能技术（共性关键技术类）钻研内容：钻研钢铁等冶金过程中连续、半连续和非连续工序之间的匹配技术及优化组合节能工艺；钻研化工等高能耗工业过程的能质强化传递规律及低能耗反响/别离工艺；研发流程工业中高效能虽传递与转换单元设备；钻研冶金、化工、建材等行业多产品、多过程间耦合节能技术、网络化能虽调配及排放物协同治理节能技术,开展工业节能支撑技术及潜力评估钻研,并实现工业示范应用.考核指标：与现有的先进工艺相比,新型工业用能装备能虽利用率提升10%以上；节能型工艺应用于冶金、化工、建材等行业,较传统工艺系统节能10%以上,污染排放物减少15%以上实施年限：4年拟支持工程数：1—2项6.2工业炉窑的节能减排技术（应用示范类）钻研内容：钻研满足多工艺目标、大负荷调节比要求的工业炉窑热过程与工艺优化技术,形成物质流与能H流匹配的节能管控平台；钻研满足宽阈度负荷改变、多品种交叉生产等复杂工艺要求的工业窑炉燃烧控制与NOx、SOx及粉尘控制和脱除技术,形成高能效低排放炉窑的工业示范；钻研工业炉窑的气、固排放物质的净化别离与利用技术,实现排放物资源化利用的工业示范.考核指标：示范炉窑比目前国内同类先进炉窑的用能效率提高15%以上,NOx、SOx及粉尘等排放优于国家相关排放标准,连续考核运行时间＞2000^排放物资源化利用率＞95%实施年限：4年拟支持工程数：1—2项经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于1：1数据中心及公共机构节能7.1数据中心节能关键技术钻研（共性关键技术类）钻研内容：钻研数据中心高功率密度信息设备的新型高效冷却技术,开发标准化、模块化的冷却设备,完成规模化应用小范；研发用于高功率密度电源的新型高效液体冷却技术,完成应用示范；研发高效可靠直流供电与分布式储能技术和设备,实现应用示范；建立数据中心节能标准及评价准那么,钻研绿色数据中心建设标准和运维标准.考核指标：全年平均PUM1.25;不间断供电系统效率＞98%实施年限：4年拟支持工程数：1—2项7.2公共机构高效用能系统及智能调控技术研发与示范（共性关键技术类）钻研内容:开发公共机构低品位热能高效回收与利用技术及装置；开展公共机构高效围护结构系统集成钻研；研发不同类型公共机构照明调控模式、方法和控制系统,开发新型高效采光装置；研究基于能耗监测数据的公共机构用能设备智能管理与能源调度技术,开发协调各种用能设备的集成控制系统；钻研公共机构超低能耗建筑技术标准,建立公共机构节能评价标准和评价体系.考核指标：用能系统集成低品位余热利用率（以环境温度25C为了基准）＞40%建筑能耗在GB50189根底上降低25%;照明系统单位建筑面积功耗在GB50034根底上降低40%以上；公共机构用能设备系统智能管理与控制技术应用10家以上；建设节约型公共机构示范工程30家以上.实施年限：5年拟支持工程数：1—2项