2015年12月7日，西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室第五届学术委员会第二次全体会议在西安交大南洋大酒店学术报告厅召开。作为实验室的一员，本人也去聆听学习了一下。 

上午日程：实验室副主任陈斌教授作了实验室2015年度工作报告。实验室主任郭烈锦教授作了题为“超临界水煤气化制氢耦合发电系列研究进展”的报告。张早校教授作了“基于氢化物储氢反应的能源储存转化基础与应用”的报告。听完报告后，学术委员会就国家的能源转化与利用方向和郭教授的报告进行了热烈的讨论。

总结一下论点并介绍一下郭教授团队的工作，如下：

从“一把火烧煤”到“一锅水煮煤”

国家能源的发展面临时代大潮的冲击，新能源的转化率和转化成本目前还没有降下来，传统能源煤燃烧的污染物和碳排放的控制做得还不好。现阶段该倚重哪个，从工程上讲，有点两难。这里主要讨论煤的新型利用。

传统的煤炭发电方式，在锅炉中以空气为氧化剂的气态环境下燃煤放热，产生的烟气把管道里的水加热为高温高压的水蒸气推动汽轮机做功发电。烟气的能量利用后，经过污染物的处理，作为电厂的“尾气”，排入大气。存在的问题主要是燃烧前和燃烧过程中没有体现对污染物的控制。产生的硫氧化物和氮氧化物主要是在尾部烟道中处理。是一种率先保证动力系统正常稳定运行，再考虑提高污染物处理技术和成本的工程思路。所以，燃煤发电是商业化非常成熟的发电技术，但是排污控制的成本很高。国家已提高煤电机组准入标准，新建燃煤发电机组供电煤耗低于每千瓦时300克标准煤，污染物排放接近燃气机组排放水平。（能源发展战略行动计划（2014-2020年））

郭烈锦教授团队的思路是使煤浆与水进入温度约为600-1000℃，压力约为25MPa的超临界水煤气化炉中进行反应，其中约10-20%的煤与氧化剂发生部分氧化自热反应放热，为其余80-90%煤的气化提供热量(总反应为煤中的化学能转化为H₂的化学能与混合工质（超临界水和CO₂）的热动能)。H₂可以分离出来进入下游工艺制造高附加值产品。混合工质则进入新型混合工质透平，将自身的热动能做功转化为电能，发电后的CO₂和水经过分离，CO₂进行利用、封存，而水则可以循环使用。

优点

煤气化与发电结合起来，从源头上实现氮氧化物、硫氧化物的零排放。

煤电转化效率高，据他们团队的测算，采用“水煮煤”技术的1000MW规模的超超临界参数发电机组每度电发电煤耗可以降到238克（我国目前最为先进的1000MW超超临界燃煤发电机组为282克），煤电转化效率可高达60%（即使对于先进的燃气轮机蒸汽轮机联合循环，目前国际最高水平的煤电转化效率也只有55%左右）。

煤种适应性强，由于反应是在超临界水环境中进行的，而超临界水对无机盐的溶解度小至可以忽略不计，因此不同煤种中的氮、硫及重金属元素等均可在煮锅底部沉积下来并定期排出。相比“水煮”，燃烧过程的复杂反应过程使得“火烧”技术对煤种较为挑剔。

缺点

“煮锅”能量平衡及调节问题。实时控制氧化剂的相对量很重要。使氧化剂过量就会浪费热量，氧化剂不足量则使“煮锅”运行参数低于设定值。还有，将“煮锅”逐级加压增热到超临界水的工况在工程实践中如何实现，如何避免蒸汽燃气联合循环（IGCC）运行中的尴尬（会议中一位委员提出的，我不是太懂），是进一步做产业化示范工程时需要深入地与工程师讨论的。

下午日程：空军工程大学的李应红院士作了题为“等离子体流动控制与点火助燃”的报告。西北大学刘池阳教授作了题为“鄂尔多斯盆地天然气聚散效应”的报告。

以上就是我今天参加会议的主要收获。

参考资料

陕西日报/2013 年/12 月/31 日/第 012 版产经周刊  “水煮煤”专题讲座心得体会

(说明:文中的预测数据，不少是理论数值，不代表产业化情况)

上传两张非典型大会照片      还有一张是“水煮煤”的产业化途径示意图（来源：陕西日报）