中國核能系統(tǒng)冷卻劑技術(shù)獲新突破 中荷研究人員取得煤間接液化技術(shù)新突破

• 2018年10月15日 FanTianQing來源：新浪新聞、鳳凰財(cái)經(jīng) 474 25
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中國核能系統(tǒng)冷卻劑技術(shù)獲新突破，中荷研究人員取得煤間接液化技術(shù)新突破。

據(jù)新華社報(bào)道，中荷研究人員取得煤間接液化技術(shù)新突破。

中國北京低碳清潔能源研究院與荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員合作開發(fā)出一種新型催化劑，可大幅降低煤間接液化成本，為捕集與利用煤液化過程中產(chǎn)生的二氧化碳打開了新的大門。

１２日發(fā)表在美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的研究顯示，這種活性物質(zhì)純度為１００％、工業(yè)合成條件下可穩(wěn)定催化４００小時(shí)以上的新型鐵基催化劑，使煤炭液化在“費(fèi)托合成”步驟中幾乎不產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳全部在水煤氣變換反應(yīng)中產(chǎn)生，便于一次性集中捕集利用，大大減少溫室氣體排放。

煤間接液化是先把煤炭在高溫下與氧氣和水蒸氣反應(yīng)，使煤炭全部氣化，轉(zhuǎn)化為合成氣，再以水煤氣變換反應(yīng)調(diào)整合成氣的成分，隨后在催化劑的作用下發(fā)生“費(fèi)托合成”，使合成氣液化為烴類，進(jìn)一步加工后可獲得汽油、醇類燃料及化學(xué)品等。

“費(fèi)托合成”是煤間接液化的核心技術(shù)之一，一般采用鐵基催化劑。傳統(tǒng)鐵基催化劑在這一階段會(huì)將約３０％的一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，不僅難以捕獲利用，還會(huì)消耗大量能源。

論文第一作者、北京低碳清潔能源研究院高級工程師王鵬對新華社記者說，如果使用他們的新型鐵基催化劑，一個(gè)年產(chǎn)油４００萬噸的煤液化廠每年可在壓縮加熱能源消耗和二氧化碳分離等方面節(jié)約成本約８億元人民幣。新技術(shù)還將促成煤間接液化技術(shù)與二氧化碳捕集、利用與儲(chǔ)存技術(shù)結(jié)合，高效清潔利用煤炭資源。

煤炭液化技術(shù)尤其適用于煤炭資源豐富的國家，有利于降低對石油的依存度。中國是世界最大的煤炭市場，預(yù)計(jì)到２０２０年煤液化產(chǎn)業(yè)將消耗中國煤炭用量的１５％。

據(jù)介紹，這項(xiàng)研究得到中國國家能源集團(tuán)承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“先進(jìn)煤間接液化及產(chǎn)品加工成套技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目支持。北京低碳清潔能源研究院教授級高工門卓武說：“研究為世界提供了一種前所未有的純相碳化鐵合成方法，為未來的研究者們開啟了新的大門。”

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記者近日獲悉：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制的液態(tài)金屬鋰實(shí)驗(yàn)回路，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)1500K(相當(dāng)于1227攝氏度)超高溫穩(wěn)定運(yùn)行1000小時(shí)，標(biāo)志著我國先進(jìn)核能系統(tǒng)液態(tài)金屬冷卻劑關(guān)鍵技術(shù)取得新突破。

在研制過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了在超高溫液態(tài)鋰工質(zhì)環(huán)境下裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)力協(xié)調(diào)、浸入式測量與流動(dòng)穩(wěn)定性控制等難題。目前，該回路已經(jīng)開展了系列高溫難熔合金在1400K至1500K溫區(qū)流動(dòng)鋰環(huán)境中的抗腐蝕性能研究實(shí)驗(yàn)，高溫運(yùn)行性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為超高溫液態(tài)鋰與結(jié)構(gòu)材料的相容性等研究提供了重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

據(jù)悉，液態(tài)鋰或鋰合金在核聚變反應(yīng)堆里面可以作為冷卻劑，把反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，它具有工作溫度高、導(dǎo)熱性能好、密度小等優(yōu)點(diǎn)。由于液態(tài)鋰沸點(diǎn)高，系統(tǒng)可常壓運(yùn)行，使用鋰等冷卻劑可以使反應(yīng)堆系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化輕量化，因而是大功率空間反應(yīng)堆和未來聚變反應(yīng)堆的主選冷卻劑材料。

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