2010年重大科技创新项目

航天用碳纤维

高铁轴承

中国航天第一炉

加5%粉煤灰超细纤维纸浆的纸

加10%粉煤灰超细纤维纸浆的纸

河南煤业化工集团研究院是在两个国家级技术中心、一个博士后工作站、三个省级技术中心、八个省级工程中心基础上建立的专业从事科技研发的机构，总部设在开封，下设煤炭开采、化工、装备制造、有色金属四个研究分院，战略新兴产业研究所、瓦斯防治研究所、煤炭开采技术研究所、防治水研究所、轴承研究所、空分设备研究所、煤化工研究所、新材料研究所、有色金属研究所等9个专业所，坚持以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的研发体系。目前，集团公司科技研发人员达900多人。其中，中国工程院院士2人、外籍院士1人，博士生导师20人，教授、教授级高级工程师106人，博士56人。

河南煤业化工集团研究院紧紧围绕集团公司产业结构和国家战略新兴产业，重点开展煤矿瓦斯、煤矿地下水防治、煤化工、有色金属、空分设备、轴承等方向关键技术、核心工艺和新产品的攻关研究与开发，在完成国家973项目、国家重点专项基金项目“合成气制低碳醇催化剂的设计与结构控制”和国家863项目“煤间接液化技术的开发”的基础上，形成了以航天炉、五环炉、碳纤维、乙二醇、合成气制低碳醇等为主的一批具有自主知识产权的核心技术。

河南煤业化工集团研究院将进一步采用灵活的用人机制和薪酬办法，为国内外科技研发人员施展才能提供一流的研发平台，把研究院建成具有国际一流水平的技术研发、科技成果转化的孵化中心。

热忱欢迎国内外专家学者加盟，共创大业。

安全高产高效矿井模式

焦煤公司赵固一矿于2009年投产，实现了当年投产、当年达产、当年盈利。根据矿井的资源条件，通过对主井提升系统能力提高技术研究、数字化矿山工程研究、薄基岩巨厚冲积平原河流下采煤安全性分析及河道沉陷治理研究、深井松软破碎薄基岩脆裂煤体大采高开采综合技术研究、巨厚冲积层薄基岩高水压条件下提高开采上限研究、深井薄基岩高水压条件下断层尖灭带防治水及煤层大巷控制技术研究、高水压条件下综合防治水技术研究、厚冲积层薄基岩下开采防治水技术研究，使矿井达到本质安全型矿井，技术水平达到国内一流水平，生产能力达到600万吨/年的河南第一大矿，综合效益处于全省第一。

煤制乙二醇关键技术的研究

乙二醇是重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂等，用途十分广泛。

河南煤业化工集团利用现有多种煤气化技术和不同的煤种制成的合成气，分离出CO和H2，羰基化合成草酸酯，草酸酯再进一步加氢生产乙二醇产品。其关键技术居世界领先水平。该技术工艺先进，具有自主知识产权，成本优势明显，节能环保，综合盈利能力强。该技术开辟了以煤为原料制取乙二醇的非石油路线，以代替、补充石油路线生产乙二醇的短缺，完成了乙二醇工艺路线的创新变革，具有重要的战略意义和经济意义。同时为国家节约大量石油资源，符合国家煤代油的能源战略。河南煤化集团在河南建设100万吨/年的规模，将在全国形成300万吨/年煤制乙二醇生产能力，打造世界级的乙二醇生产基地。

高性能航天用碳纤维制备技术的研究与开发

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品。由碳纤维和树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、韧性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。因此，在航空航天工业中普遍采用先进的碳纤维复合材料。

利用丙烯腈为原料，经过聚合、碳化生产出碳纤维丝，该技术属于国内领先水平，千吨级高性能T300碳纤维生产技术，满足了航天航空高性能小丝束聚丙烯腈碳纤维制造的要求，立足于从原料、技术、设备的全面国产化，提高我国碳纤维领域的自主创新和技术集成能力。河南煤业化工集团拥有PAN基T300高性能碳纤维完整的知识产权体系，全面实现军用碳纤维的国产化，对于打破国外对高性能碳纤维的垄断和对我国的技术封锁具有重要的战略意义。

高速铁路轴承国产化研究

我国高速铁路动车组技术源自国外，动车组轴承全部使用进口轴承。虽然国内已经能够生产出具有自主知识产权的高速铁路动车组整车，但在轴承的国产化应用方面仍处于空白。集团公司投入近两亿元资金，对现有铁路轴承生产条件进行全面提升，采用先进的数控加工设备和先进的检验检测设备，从而适应350km/h高速铁路轴承的加工需要；同时洛轴已经研制高速铁路轴承耐久性能试验台、高速铁路轴承防水性能密封性能试验台、高速铁路轴承防尘性能试验台和高速铁路轴承综合性能试验台。目前，洛轴高速铁路轴承的研制已经处于国内领先水平。

物理法太阳能级高纯硅的工业化提纯工艺

随着近年来我国政府扶持光伏产业的政策陆续出台，中国光伏发电应用市场的大门已经开启。但是国内80%的多晶硅生产企业仍未能够完善其上游主要原材料高纯硅的生产和加工，要对普通工业硅进行重熔和多次精炼，才能提供适合多晶硅生产的高纯硅，能耗高、流程长、工艺复杂。

集团与乌克兰国家冶金科学院通力合作，利用25.5MVA大型矿热炉，通过电热还原纯净硅矿石制取液态硅，并经过粒子束无坩埚熔冶提纯得到太阳能级高纯硅。本项目流程短、能耗物耗低、适宜工业化生产。产品可作为多晶硅原料供应市场，也可以直接配制高性能铸造铝硅合金，将开辟一条节能、资源综合利用的硅产业可持续发展的道路。

高效粉煤气化炉（航天炉）关键技术及成套设备研究

集团用国内自主创新的HT-L粉煤加压气化技术，采用冷激流程，配置了自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。该工艺煤种适应性广，可气化烟煤、无烟煤、褐煤以及高灰分、高水分、高硫的煤种。渣水回收处理利用较高。

该煤气化技术先进，具有热效率高和碳转化率高的优点；关键设备全部国产化，投资少。是提高我国洁净煤技术创新能力，促进具有自主知识产权创新成果转化和装备集成创新的有效途径，对于推动我国洁净煤气化技术及其产业化的发展具有重大的带动作用。

粉煤灰生产超细纤维纸浆技术

粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物。据统计，2008年我国燃煤电厂产生的粉煤灰量约3.3亿吨，预计2020年粉煤灰的产生量将达到5.5亿吨。目前粉煤灰主要用于建材、筑路等方面，利用率仅为66%，还有近1/3的粉煤灰没有利用，要占据大量的农田和空间，而且对环境造成一定的影响。

集团用粉煤灰生产超细纤维纸浆，拥有3项专利技术，达到世界领先水平。该技术已经通过工业化中试，产品经河南银鸽集团造纸厂试用，可替代15%的植物纤维纸浆。粉煤灰超细纤维纸浆用于造纸可以替代木浆，节省原木，对森林、生态和环境保护具有非常显著的意义。利用该技术建设的示范项目正在建设中，今年五月投产。

城下煤炭开采技术研究与实施

该技术以永煤公司城郊煤矿为实施单位，研究利用新型的廉价高水充填材料和工艺对采煤工作面采空区进行充填，以实现对塌陷区进行综合治理和生态重建，本技术属国内外首创，实施成功后，可大幅度减少地面下沉，保护生态环境，实现绿色开采，并可解放出数亿吨煤炭资源，提高煤矿资源回收率。

3MW风力发电机主轴承研究

洛阳LYC轴承有限公司成功研制的兆瓦级偏航、变桨轴承，已用于多个风电厂家，各项技术指标均达到同类产品的国际水平。该项技术将带动我国特大型转盘轴承设计、制造技术及相关理论研究的同步发展，必将推动我国风力发电机产业快速发展。

高性能电解电容器用电子铝箔生产工艺的研究与开发

铝电解电容器为电子元器件中的一种，其所用材料为电子铝箔（分低、中、高压阳极及阴极箔）。本项目的主要创新点：（1）技术工艺以纯化学腐蚀替代了电化学腐蚀法，可最大限度增大铝光箔的表面积，单位比容增大，减少铝箔的使用量而使元件更加小型化，可用作阴极箔。（２）实现了自动控制腐蚀及化成箔生产线流程，其指标居世界领先水平。

集团与台湾冠业工业公司合作，目前已经攻克核心技术，填补了国内一项空白，依托集团铝工业产业链条，可望近期投入工业化生产。

高压板式换热器设计技术研究

铝制板翅式换热器是一种新型高效换热器，它以结构紧凑、重量轻和传热效率高等优点，广泛应用于化学、石油化工、煤化工、工业气体分离、动力机械、低温工程、国防工业等部门。与传统的管壳式换热器相比较，板翅式换热器单位体积传热面积比管壳式传热面积大5-10倍，重量减轻2/3。

开封空分集团与西安交通大学合作，研究开发设计压力在8.0-11.0MPa的多股流体高压板翅式换热器，采用有相变、无相变流体换热新技术及有限元应力分析结构设计新技术优化模拟计算，研制生产1350×1450×7000尺寸特大单元换热器、填补国内空白，可为广大用户提供替代进口、节能改造、扩容增产的优质产品。

区域瓦斯治理技术研究

集团与科研院所相结合，紧紧围绕集团公司高瓦斯和瓦斯突出矿井，开展煤矿瓦斯突出机理和防治技术攻关，探讨适合集团公司煤矿的瓦斯突出预警的技术保障体系，为集团公司煤矿瓦斯防治提供先进技术和装备。

煤制合成气制备低碳醇关键技术研究

本项目是在国家973项目和国家重点专项基金项目“合成气制低碳醇催化剂的设计与结构控制”的基础上，由永煤公司和中国科学院山西煤炭化学研究所共同开发。该项目铜铁基催化剂的开发成功，填补了催化基础理论的空白；低碳混合醇产品可以作为汽油的优良添加剂，为解决我国油品短缺问题提供了一条可靠的途径。

氧热法电石生产新技术开发

传统的电石生产方法由焦炭（C）和氧化钙（CaO）在高温（>2000℃）下制备，具有高投入、高能耗、高污染的缺点。氧热法电石生产新技术是以气流床代替固定床、以氧热法代替电弧法、以粉状原料代替块状原料，从而可以使反应温度大幅度降低（由电弧法的2000℃以上降到1750℃）、反应时间大幅度缩短（由电弧法的数小时缩短至10分钟以内）。本技术的开发成功，将大幅度降低电石生产成本和能耗，显著减少污染，节能减排效果明显。是煤化工领域的一次技术革命。

含氧煤层气分离液化技术

与中国科学院理化技术研究所合作研发含氧煤层气分离液化装置，该装置将煤层气中的甲烷与空气分离，并将提纯后的甲烷液化成LNG，将数以万亿立方米的清洁能源广泛用于工业、民用领域。利用低温技术分离方法，LNG中甲烷含量可达99%以上，达到工业和民用的使用标准，既保证了煤矿开采的安全性，又解决了长距离运输的难题，具有极高的经济效益和社会效益，是典型的低碳经济新技术。

粉煤灰生产氧化铝联产硅胶

粉煤灰中主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等，其中SiO2和Al2O3含量达80%左右。从粉煤灰中提取高纯氧化铝及硅胶的方法，采用水酸联合分步溶出工艺，粉煤灰中SiO2和Al2O3的提取率可达90%以上，达到世界领先水平。该技术的应用，可实现节能减排，减少粉煤灰对环境的影响。目前该技术已通过实验室放大实验，用其建设的工业化中试厂（年处理粉煤灰1万吨），今年6月份开工建设。

低品位铝土矿资源制取高性能铸造铝硅合金

随着我国铝工业的飞速发展，铝土矿资源特别是高品位资源面临严重匮乏的危机。本项目以氧化铝厂采用选矿拜尔法生产氧化铝在选矿过程中所排放的尾矿为原料，制取符合国家标准的铸造用共晶、亚共晶和过共晶铝硅合金。

集团与乌克兰国家冶金科学院合作，解决了电热法冶炼铝硅合金过程中的诸多问题，使我国成为继乌克兰（拥有技术但不能连续生产）之后，世界上第一个拥有该项目技术并能达到长期稳定的工业化生产高铝的一次铝硅合金的国家。在此基础上，与东北大学材料冶金学院合作，开始探索利用这种高铝的一次铝硅合金制取铸造铝硅合金的工艺与技术，该项目获得国家863计划支持。

透平机械远程监控诊断技术

该技术具有多参数、多通道、多功能并行检测和实时工况判别、在线工况状态分析功能，具备：1.基于Internet/Intranet的远程透平机组工况监测与故障诊断，为远程多专家协同诊断提供平台，并可通过局域网与MIS/ERP系统联网；2.采用分布式数据库技术保存机组的运行情况、诊断报告等；3.组态化软件设计，提供完善的数据采集、灵活的实时监视图形接口和强大的时域、频域及时频域信号分析功能；4.“黑匣子”功能；5.硬件自检测功能。

该系统是国际一流的透平机械远程监测及故障诊断系统，将填补国内空白，可为各行业在用的各类透平机械进行诊断服务。

矿井水害治理技术研究

该技术针对集团公司不同煤田的水文地质条件，进一步研究煤层顶底板含水层的赋存规律、突（出）水的条件和机理，进一步研究带压开采煤层底板含水层裂隙的分布规律，采用先进的物探手段，不断提高煤层底板灰岩含水裂隙带探查的准确性，以缩小煤层底板改造范围，节省工程量，降低费用，最终实现一矿一策、综合治理，杜绝水害事故的发生。

煤基合成气制备高辛烷值汽油的研究

本项目是在国家863项目“煤间接液化技术的开发”的基础上，由永煤公司和中国科学院山西煤炭化学研究所共同开发。该项目的自主开发成功，为煤炭洁净利用提供了一条新的途径，可以有效地缓解我国油品紧张问题，优化我国新型煤化工的产业结构。

1.小晶粒含锆ZSM-5分子筛催化剂及制备方法（专利号：200710185473.3）

2.一种由合成气经甲醇和二甲醚合成汽油的工艺（专利号：200710185293.5）

3.一种甲醇合成催化剂及制备方法和应用（专利号：200810079961.0）

该项目已获得国家发明专利三项。

土压平衡盾构机轴承试验研究

盾构主轴承是盾构机的关键部件，使用在盾构刀盘系统上。盾构主轴承的结构为三排圆柱滚子组合轴承，两排轴向滚子可以承受盾构掘进时产生的高轴向力和倾覆力矩，一列径向滚子作径向支撑。由于轴承竖直使用，盾构主轴承的保持架有别于其他普通转盘轴承，有着相对精确的径向和轴向引导，其轴承内部的热处理也围绕着轴承的寿命和保持架的稳定引导进行设计和制造。较重的驱动力矩也决定了盾构主轴承的齿面和齿根需要同时淬火。由于盾构机在既定施工段不允许失效，盾构主轴承的寿命和可靠性至关重要，直接影响着盾构机械的施工安全，几乎等同于盾构机的寿命。

高效粉煤气化炉（五环炉）关键技术及成套设备研究

该技术采用“水／蒸汽激冷的干煤粉加压气化技术”，融合了干煤粉加压气化技术，水煤浆气化技术的优势，可实现关键技术和关键设备的国产化，相对于国外技术投资可以节省37.5%，工艺技术各项技术指标先进，气化炉操作稳定性高，可操作时间长，运行和维护成本低。碳转化率达98%以上，可以有效地实现煤炭高碳资源的低碳利用，为我国低碳经济发展寻找有效的途径。