论文推荐｜辽宁科技大学赵雪飞：我国煤系针状焦技术发展现状分析

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我国煤系针状焦技术发展历史及生产工艺现状分析

辽宁科技大学赵雪飞教授团队主要从煤系针状焦企业采用的生产工艺技术方面剖析目前针状焦工业的发展现状，针对行业内存在的共性问题给与探讨和分析，以期助力国产煤系针状焦产品在高端定位、多元化应用方面的发展不断优化升级。通过梳理我国煤系针状焦的发展历史，分析煤系针状焦生产技术现状，强调注重生产过程的技术基础研究以及不断完善生产工艺过程的策略来提高我国煤系针状焦产品的质量，增强国际竞争力。最终实现针状焦产品质量“品质高端化”、性能满足“应用差异化”的战略目标。

我国煤系针状焦技术发展现状分析

程俊霞，赵雪飞，朱亚明，赖士全，高丽娟

辽宁科技大学 化工学院

研究背景

煤系针状焦是高温煤焦油沥青进行深加工时获得的一种高附加值产品，其以优异的导电性、低热膨胀系数、高机械强度、低灰低硫、易石墨化等特性，成为了高性能炭材料制备领域中不可或缺的优质原料。近些年，我国煤系针状焦技术取得了飞速的发展，打破了煤系针状焦一直以来依赖进口的局面。尽管如此，国内高品质煤系针状焦产品短缺问题依然突出。

研究内容

回顾总结了我国煤系针状焦制备技术所经历的3个主要发展阶段。依次从煤系针状焦生产过程的3道主要工序：预处理工序、延迟焦化工序和煅烧工序入手，充分讨论了目前各工序采用的生产工艺流程。强调注重生产过程的技术基础研究以及不断完善生产工艺过程的策略来提高我国煤系针状焦产品的质量。提出了未来我国煤系针状焦技术发展趋势是：通过开发两段焦化工艺，实现操作简单、人为干预少、工艺参数控制精度高、环境友好及副产品附加值高的先进生产技术。

研究结论

1）我国煤系针状焦经历3个主要发展阶段：实验室技术开发与工业化初步发展阶段、煤系针状焦工业化技术壁垒突破和圆梦国产化阶段、煤系针状焦技术深度发展阶段。

2）预处理工序以溶剂萃取法为基础，开发出了3种不同特色的预处理工艺技术，总体上实现了精制沥青收率高、QI脱除效果理想的原料预处理操作。延迟焦化工序发展了零循环比和可调循环比的2种不同工艺技术，其根本区别是进入焦炭塔的物料不同，而具体操作工艺的差别在于零循环比工艺采用恒温、变压、短生焦周期操作方式，可调循环比工艺采用变温、变压、长生焦周期操作方式。煅烧工序以回转窑煅烧工艺为主，罐式炉煅烧工艺为辅，前者加工周期短、产能理想，但是炭质烧损大，收率低，且对含有较多粉料的生焦煅烧不友好。

3）注重生产过程的技术基础研究以及不断完善生产工艺过程的策略来提高我国煤系针状焦产品的质量，增强国际竞争力。

4）未来我国煤系针状焦技术发展趋势是：通过开发两段焦化工艺，实现操作简单、人为干预少、工艺参数控制精度高、环境友好及副产品附加值高的先进生产技术。

创新点

1）紧紧围绕工业生产过程中所采用的工艺流程进行分析讨论。

2）在总结目前煤系针状焦生产现状的基础上，结合课题组的研究成果及目前针状焦技术特点，指出了未来我国煤系针状焦生产技术的发展方向。

重要图表

图1 我国煤系针状焦的发展过程

图2 二代延迟焦化工艺

引用格式：程俊霞，赵雪飞，朱亚明，等.我国煤系针状焦技术发展现状分析

[J].洁净煤技术，2022，28(1):84-93.

CHENG Junxia, ZHAO Xuefei, ZHU Yaming, et al. Analysis on the technology development status of coal-based needle coke in China. Clean Coal Technology, 2022,28(1):84-93.

作者简介

程俊霞，博士，硕士生导师。多年来致力于煤系针状焦的研发、生产与应用研究。围绕煤系针状焦在国内外期刊发表论文20余篇，申请相关专利10余项，先后主持和参与国家自然科学基金项目、辽宁省科技厅项目、辽宁省教育厅项目数十项。

通讯作者

赵雪飞，辽宁科技大学教授、博士生导师。辽宁省金属学会焦化委员会理事，中国煤炭学会煤化工委员会委员，燃料与化工杂志编委会委员。先后从鞍山钢铁学院、东北大学和大连理工大学获得学士、硕士、博士学位。主要从事煤焦油精细加工、特种煤沥青和煤基功能炭材料的应用研究。先后主持完成国家自然科学基金、教育部博士点基金、辽宁省自然科学基金等纵向项目11项；主持企业委托横向科研项目20余项。授权发明专利10余项。发表学术论文100余篇，其中三大检索论文60余篇。参编煤化工专业本科教材《炼焦学》，参与编著《煤焦油化工学》，作为副主编编著《矿业概论》煤焦化部分。获冶金部教学改革二等奖。在煤沥青基新型炭材料的产品开发及工程化领域开展了大量的研究工作，在煤系针状焦制备的基础研究和工程化及连续化制备煤系中间相碳微球技术方面有较深的造诣。

课题组简介

赵雪飞教授所领导的煤焦油精细加工及煤基新型炭材料研究团队目前有骨干人员6人（均具有博士学位），教授3人，副教授1人，讲师2人，博士生导师2人，硕士生导师5人。课题组主要致力于煤焦油系产品的深加工：① 在“煤焦油精细化学品”的制备中，积累了很多的研究经验。先后与上海宝钢化工公司、攀枝花钢铁公司、鞍钢附企化工厂、白山东圣焦化厂等企业合作，成功制备出了9-芴酮、吲哚、精蒽，精咔唑等颜料中间体，并成功实现了工业化生产。② 以煤沥青（高温煤焦油沥青、中低温煤焦油沥青、煤液化沥青）为原料，通过对其族组分和平均分子结构参数的定向调控，获得不同性质的前驱体沥青，以“液相炭化”理论为基础，定向制备微观结构迥异的煤沥青基炭材料。并且“年产4万t煤系针状焦技术”和“年产7 000 t中间相碳微球连续化生产技术”成功实现产业化。

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