杜 偉 賈宇寧 王春博 蔡 睿

（中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，大連 116023）

碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的推進(jìn)將帶來廣泛而深刻的變革，對(duì)我國能源領(lǐng)域科技發(fā)展提出了更高要求?！案幻?、貧油、少氣”的能源資源稟賦和現(xiàn)有的能源基礎(chǔ)設(shè)施決定了我國以化石能源，特別是以煤為主的能源結(jié)構(gòu)還需持續(xù)較長一段時(shí)間［1］。我國的現(xiàn)代煤化工實(shí)現(xiàn)了從示范到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，煤炭直接液化、煤炭間接液化、煤制烯烴、煤氣化、煤制乙二醇等一批具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代煤化工關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和裝備研制取得突破［2］。“十四五”時(shí)期是建設(shè)現(xiàn)代化煤炭經(jīng)濟(jì)體系、推動(dòng)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要時(shí)期，亟需通過關(guān)鍵核心技術(shù)的創(chuàng)新推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

而專利信息與技術(shù)創(chuàng)新之間存在著緊密關(guān)聯(lián)，因?qū)＠莫?dú)占性和公開性特點(diǎn)能夠突破技術(shù)壁壘和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的局限，是用來全面分析戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)的有效手段。結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新的其他表現(xiàn)形式，如國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)［3］突破的關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)專利信息，可以確定煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的定位和發(fā)展方向，尋找國內(nèi)技術(shù)不足和國外專利空白點(diǎn)，推進(jìn)低碳項(xiàng)目合作、規(guī)避知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛和侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于提高國內(nèi)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)綜合創(chuàng)新能力和國際競爭力具有重要作用。

1 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)總體態(tài)勢(shì)分析

參考《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030）》《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》等能源政策動(dòng)向，立足“十四五”煤炭清潔高效利用技術(shù)創(chuàng)新行動(dòng)，與技術(shù)專家進(jìn)行了技術(shù)分解的研討，最終形成了表1煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域技術(shù)分類，共含4個(gè)一級(jí)技術(shù)領(lǐng)域、11個(gè)二級(jí)技術(shù)分類。

表1 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化檢索策略Tab.1 Searching Strategy of Clean and Efficient Coal Conversion

分析對(duì)象為申請(qǐng)日為2000年1月1日—2022年5月15日的全球煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠?，分析?shù)據(jù)來源于incoPat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫，檢索時(shí)間為2022年5月15日。經(jīng)過篩選和人工去噪后得到共計(jì)11416條數(shù)據(jù)，簡單同族合并7963項(xiàng)專利。

1.1 專利申請(qǐng)趨勢(shì)

如圖1所示，目前煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域創(chuàng)新呈現(xiàn)出先增長后降低的趨勢(shì)。2000—2007年，專利申請(qǐng)量較為平穩(wěn)，且量較小，始終保持在200件以內(nèi)；2007—2016年，專利申請(qǐng)量逐年遞增，技術(shù)創(chuàng)新非常活躍，創(chuàng)新水平不斷提高；2017年后，專利年度申請(qǐng)量開始下降，在2019年有小幅回升但整體創(chuàng)新動(dòng)力不足（因?qū)＠暾?qǐng)公開存在最長18個(gè)月的時(shí)滯，2020、2021年的專利申請(qǐng)數(shù)量僅供參考）。

圖1 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)Fig.1 Patent Application Trends of Clean and Efficient Coal Conversion

1.2 專利技術(shù)來源地

煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)創(chuàng)新熱度一直較高，中國是該技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)的主要來源國家，專利申請(qǐng)總量以6404項(xiàng)遙遙領(lǐng)先其他國家，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量80.42%。第二梯隊(duì)包括美國（476項(xiàng)）、日本（327項(xiàng)），專利申請(qǐng)量在300～500項(xiàng)之間；韓國（175項(xiàng)）、德國（99項(xiàng)）與俄羅斯（98項(xiàng)）屬第三梯隊(duì)。從圖2可以看出，不同國家在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的四個(gè)領(lǐng)域發(fā)展各有側(cè)重，而且差異較大。中國和德國在四個(gè)領(lǐng)域都有創(chuàng)新活動(dòng)，且發(fā)展相對(duì)平衡；美國和韓國以煤制油高端化技術(shù)研發(fā)為主，而先進(jìn)煤氣化技術(shù)和煤制油高端化技術(shù)研發(fā)較少；日本主攻污染物協(xié)同控制技術(shù)；俄羅斯重視煤制油高端化技術(shù)，先進(jìn)煤氣化技術(shù)仍然是空白。

圖2 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)來源地Fig.2 Patent Technical Origin of Clean and Efficient Coal Conversion

1.3 國內(nèi)外領(lǐng)先專利申請(qǐng)人

煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域全球前15位專利申請(qǐng)人如圖3所示，包含了國外企業(yè)、國內(nèi)企業(yè)、高校院所三類創(chuàng)新主體。其中，日本企業(yè)三菱集團(tuán)是唯一外國機(jī)構(gòu)。其余的14個(gè)中國機(jī)構(gòu)中，排名前3的都是國內(nèi)化石能源龍頭企業(yè)，專利申請(qǐng)量在100項(xiàng)以上，可以看出企業(yè)是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的主力軍。另外，以中國科學(xué)院、太原理工大學(xué)為代表的高校院所也是不可忽視的創(chuàng)新主體。由此可見，我國在煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域具有一定的實(shí)力，掌握著關(guān)鍵核心技術(shù)，為了充分激發(fā)創(chuàng)新活力，國內(nèi)創(chuàng)新主體積極采取措施保護(hù)這些核心技術(shù)，龍頭企業(yè)對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)運(yùn)用的貢獻(xiàn)突顯。

圖3 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人Fig.3 Patent Applicants of Clean and Efficient Coal Conversion

在先進(jìn)煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，中國石油化工集團(tuán)、新奧科技發(fā)展有限公司、中國華能集團(tuán)的專利申請(qǐng)量位于前3位，中國另有三所大學(xué)進(jìn)入前10位，中國的企業(yè)和大學(xué)競爭優(yōu)勢(shì)明顯；在煤制油高端化技術(shù)領(lǐng)域，中國石油化工集團(tuán)、中國石油天然氣集團(tuán)、神華集團(tuán)有限責(zé)任公司位于前3位，中國石油化工集團(tuán)以139項(xiàng)專利遙遙領(lǐng)先于其他機(jī)構(gòu)；北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)和中國石油化工集團(tuán)在低階煤分質(zhì)利用技術(shù)領(lǐng)域研究集中度比較高，對(duì)于后續(xù)技術(shù)領(lǐng)域的工業(yè)化、市場化具有一定的優(yōu)勢(shì)；在污染物協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，國際化趨勢(shì)明顯，日本三菱集團(tuán)處于領(lǐng)先地位，投入了較多研發(fā)要素，特別是其在脫硝設(shè)備、電氣集塵裝置、脫硫裝置、煙氣脫汞領(lǐng)域均具有較強(qiáng)競爭力，擁有許多重要專利，另一個(gè)來自日本的巴布科克日立公司，其自主研發(fā)生產(chǎn)的選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）脫硝系統(tǒng)和催化劑已廣泛應(yīng)用于國際市場，沙特阿拉伯國家石油公司和法國石油研究院也有多年研究經(jīng)驗(yàn)（表2）。

表2 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化子領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人TOP10Tab.2 Top10 Patent Applicants of Clean and Efficient Coal Conversion

1.4 全球?qū)＠蔂顟B(tài)分布及活躍率

如圖4所示，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化相關(guān)專利活躍率（處于“有效”“審中”狀態(tài)的專利申請(qǐng)量占本技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的比率）總體水平較低，在各技術(shù)領(lǐng)域都處于44.82%～73.78%范圍內(nèi)，反映出煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間較長、技術(shù)積累相對(duì)較豐富。研發(fā)活動(dòng)最活躍（專利活躍率65%以上）的技術(shù)領(lǐng)域依次有水煤漿與煉廠廢棄物共氣化技術(shù)（73.78%）、粉煤加壓氣化技術(shù)（69.66%）、粉煤熱解與氣化一體化技術(shù)（67.92%）、煤油共加氫制特種燃料油技術(shù)（66.17%）、煤化工轉(zhuǎn)化過程中廢水協(xié)同凈化技術(shù)（65.80%），都屬于煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中研發(fā)熱度高、高價(jià)值專利技術(shù)積累豐富的領(lǐng)域。相比之下，煤炭間接液化生產(chǎn)超清潔燃料技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)存活質(zhì)量與權(quán)利穩(wěn)定性相對(duì)較差，活躍率僅有44.82%。

圖4 煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域全球?qū)＠蔂顟B(tài)及活躍率Fig.4 Patent Legal Status and Activity Rate of Clean and Efficient Coal Conversion

2 中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)構(gòu)成

結(jié)合專利技術(shù)來源地分析可知，中國是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)的主要來源國家，專利申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)總量80%以上。我國作為產(chǎn)煤大國，煤炭資源豐富，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用在技術(shù)層面、規(guī)模層面均處于國際領(lǐng)先地位，“十三五”期間在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域就部署了一批重大項(xiàng)目，“十四五”期間，特別是國家實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略的背景下，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工向清潔高效綠色低碳發(fā)展，激發(fā)了中國在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化方面的創(chuàng)新活力，專利申請(qǐng)量在全球達(dá)到領(lǐng)先水平。為進(jìn)一步研究煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)在中國發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域和技術(shù)趨勢(shì)，本節(jié)將針對(duì)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)的中國專利申請(qǐng)分析各領(lǐng)域的技術(shù)構(gòu)成，并結(jié)合國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)深入分析煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)的專利布局情況。

中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)構(gòu)成中（圖5），低階煤分質(zhì)利用技術(shù)領(lǐng)域具備很高的關(guān)注度和技術(shù)研發(fā)熱度，相關(guān)專利占煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量37.16%，位列第1位；其次是煤制油高端化技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)專利占煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量25.65%；污染物協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利占煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量18.96%，高于先進(jìn)煤氣化技術(shù)（占比18.22%）。

圖5 中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)構(gòu)成Fig.5 Patent Technical Composition of Clean and Efficient Coal Conversion in China

對(duì)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化每個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)分支進(jìn)一步展開，在低階煤分質(zhì)利用技術(shù)領(lǐng)域，低階煤熱解技術(shù)是研發(fā)最活躍的技術(shù)分支（占比14.91%），煤焦油深加工技術(shù)和粉煤熱解與氣化一體化技術(shù)相差不大；在煤制油高端化技術(shù)領(lǐng)域，煤炭間接液化生產(chǎn)超清潔燃料技術(shù)創(chuàng)新占比最多（占比18.60%），而煤炭分級(jí)液化技術(shù)、煤油共加氫制特種燃料油技術(shù)相關(guān)專利占比較小，說明技術(shù)處于技術(shù)攻關(guān)階段或者受到創(chuàng)新主體的重視程度不夠；在污染物協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，煤化工轉(zhuǎn)化過程中廢水協(xié)同凈化技術(shù)和多種污染物協(xié)同凈化成套技術(shù)二者的研發(fā)熱度保持在中等水平；在先進(jìn)煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，粉煤加壓氣化技術(shù)占比10.40%，水煤漿與煉廠廢棄物共氣化技術(shù)占比5.78%，油氣聯(lián)產(chǎn)柔性氣化爐技術(shù)專利申請(qǐng)量僅占比2.04%。

煤炭分質(zhì)利用技術(shù)因其在資源利用率、污染物控制、產(chǎn)業(yè)技術(shù)耦合等方面的優(yōu)勢(shì)，受到國家相關(guān)部門的認(rèn)可和支持［4］。我國大部分煤是水含量高、燃燒或氣化效率低的低階煤，如何提高低階煤的熱解效率是重要的問題。2021年印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出，要開展百萬噸級(jí)低階煤熱解及產(chǎn)品深加工、萬噸級(jí)粉煤熱解與氣化耦合一體化等技術(shù)裝備工程示范，推進(jìn)低階煤分質(zhì)利用。目前在煤氣化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)方面，以低階粉煤為原料，研發(fā)煤的預(yù)處理、氣化、合成及下游高端化學(xué)品等技術(shù)為一體的低階粉煤分級(jí)分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)綜合利用是行業(yè)技術(shù)趨勢(shì)之一［5］。

主流的煤低溫?zé)峤馓崛〗褂图夹g(shù)為固定床內(nèi)熱式氣體熱載體工藝，常壓操作，所用原料必需是塊狀的。塊煤的使用使機(jī)械化綜采產(chǎn)生的大量粉煤無法利用，同時(shí)熱解產(chǎn)生的細(xì)粉焦也無法高效利用?，F(xiàn)有流化床熱解工藝是以粉煤為原料、氣體為流化介質(zhì)對(duì)粉煤進(jìn)行熱解，其不足之處在于除塵技術(shù)的限制造成焦油中含塵量較高，加工處理難度較大。陜西延長石油集團(tuán)研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的粉煤加壓熱解-氣化一體化技術(shù)（圖6），將粉煤的快速熱解反應(yīng)及半焦的高效氣化反應(yīng)有機(jī)耦合，使氣化-熱解反應(yīng)耦合組成一個(gè)循環(huán)封閉體系，兩者之間的物料和熱能相互利用，反應(yīng)體系達(dá)到自熱平衡［6，7］。陜西延長石油集團(tuán)在2013年首先將煤的中低溫干餾工藝和煤氣化工藝結(jié)合（CN103387839A），進(jìn)行梯級(jí)利用，提高了煤炭的綜合利用效率。2017年申請(qǐng)的低階煤加氫-熱解-氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝（CN111704935A）將低階煤加氫裂化、熱解、半焦氣化工藝技術(shù)相互高效耦合，實(shí)現(xiàn)低階煤分質(zhì)利用和固體廢棄物的規(guī)?；?、清潔高效化利用。2020年申請(qǐng)的氣化熱解一體化反應(yīng)器氣化劑進(jìn)料控制系統(tǒng)（CN213357472U）將氣化反應(yīng)器設(shè)置的差壓用于監(jiān)測氣化反應(yīng)器的料位和流化狀態(tài)。2022年申請(qǐng)的低階煤分級(jí)分質(zhì)綜合轉(zhuǎn)化方法（CN115093889A）將原煤制備單元所產(chǎn)煤粉按照粒度進(jìn)行分級(jí)分選，選用流化床粉煤熱解氣化一體化單元，實(shí)現(xiàn)了粉煤熱解和所產(chǎn)半焦氣化兩種反應(yīng)過程中物料和熱量的高效耦合。

圖6 低階煤分質(zhì)利用關(guān)鍵技術(shù)Fig.6 Patent Technologies of Quality Based Utilization of Low-rank Coal

煤炭間接液化是首先將煤氣化得到合成氣，再利用催化劑在合適的溫度和壓力之下，將得到的合成氣轉(zhuǎn)化為各類液體燃料和化學(xué)品的技術(shù)［8］。現(xiàn)代煤化工發(fā)展更加注重向下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈、提高產(chǎn)品附加值。

2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)被授予“400萬噸／年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，以表彰該項(xiàng)目突破了多個(gè)技術(shù)瓶頸，填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)空白，形成了涵蓋工藝、裝置、方法等系列的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（圖7），包括中科合成油技術(shù)有限公司的高溫漿態(tài)床合成油催化劑和工藝技術(shù)［9］、神華集團(tuán)有限責(zé)任公司的催化劑固液分離技術(shù)和單噴嘴干煤粉加壓氣化爐設(shè)備。中科合成油技術(shù)有限公司2007年研發(fā)了用于費(fèi)托合成的三相懸浮床反應(yīng)器和配套系統(tǒng)（CN101396647B），提出采用湍流操作狀態(tài)，同時(shí)解決了液固分離、換熱和反應(yīng)器的溫度控制、氣體分布以及消除皂沫效應(yīng)等一系列技術(shù)問題；并在2015年制備出高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成鐵基催化劑（CN105478128B），加入結(jié)構(gòu)助劑、抗燒結(jié)助劑的費(fèi)托合成鐵基催化劑機(jī)械強(qiáng)度顯著提升，反應(yīng)過程中的抗磨損性能明顯增強(qiáng)，降低反應(yīng)器中蠟產(chǎn)物的過濾難度。此外，神華集團(tuán)有限責(zé)任公司在2013年研發(fā)了單噴嘴干煤粉加壓氣化爐（CN103627440B、CN103497785B），通過旋流葉片的設(shè)計(jì)使得氧氣湍動(dòng)更強(qiáng)、與煤粉混合更均勻，將點(diǎn)火燒嘴與煤粉燒嘴進(jìn)行優(yōu)化組合，克服了無法控制燃燒火焰直徑以及由此產(chǎn)生的容易燒損膜式水冷壁的問題，該公司還在2015年公開了催化劑固液分離技術(shù)（CN104711006B），通過三級(jí)分離裝置解決了漿態(tài)床反應(yīng)器中催化劑細(xì)顆粒聚集、合成產(chǎn)物中催化劑細(xì)顆粒分離困難的問題。

圖7 煤制油高端化關(guān)鍵技術(shù)Fig.7 Patent Technologies of Coal-to-oil Conversion

工業(yè)過程產(chǎn)生的有機(jī)污染物濃度相對(duì)較高，早已得到人們的關(guān)注。國內(nèi)外針對(duì)其排放控制已有大量研究，形成了多種控制方法和技術(shù)，主要包括吸附控制、催化氧化、光催化降解、等離子體降解、生物降解等，其中吸附控制和催化氧化技術(shù)的應(yīng)用和研究較多［10］。在傳統(tǒng)的脫硝催化劑中，氨氣SCR以NH3作為還原劑，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐等NOx的脫除。其中，V2O5-WO3／TiO2是應(yīng)用最為廣泛的商業(yè)SCR催化劑體系，但其活性溫度窗口較窄且毒性較大［11］。另外，把氮氧化物變成氮?dú)馐莻€(gè)還原過程，但將非常規(guī)污染物中的零價(jià)汞、二噁英變成二價(jià)汞、二氧化碳是個(gè)氧化反應(yīng)。要平衡這兩個(gè)反應(yīng)過程，最關(guān)鍵的就是在催化劑設(shè)計(jì)中平衡好酸堿性和氧化還原性。

2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)被授予“工業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度治理技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，該項(xiàng)目圍繞我國鋼鐵、建材、化工、水泥等行業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度減排難題，發(fā)明了雙功能催化劑、碳基多功能材料及覆膜梯度濾料等核心材料，研制了脫硫除塵及低溫多污染物吸附再生關(guān)鍵裝備，開發(fā)了系列多污染物協(xié)同深度治理先進(jìn)工藝（圖8）。清華大學(xué)在2018年1月申請(qǐng)專利CN108295840A，公開了一種高效協(xié)同凈化氮氧化物和二噁英的錳基催化劑及其制備與應(yīng)用，適用于垃圾焚燒、鋼鐵燒結(jié)和有色冶煉等行業(yè)工業(yè)煙氣脫硝或二噁英脫除，同時(shí)也適用于NOx和二噁英協(xié)同排放控制。與現(xiàn)有商業(yè)催化劑相比，錳基催化劑不僅獲得中低溫高脫硝率和二噁英脫除效率，同時(shí)具有無毒、制備工藝簡單等優(yōu)勢(shì)；2018年8月申請(qǐng)專利CN108993523A，公開了一種中低溫脫硝協(xié)同脫汞催化劑制備工藝；2019年9月申請(qǐng)專利CN110508276A，公開了一種脫硝協(xié)同脫氯苯催化劑制備方法，所制備的催化劑可在300℃以下有效地協(xié)同脫除氮氧化物和二噁英，在250℃時(shí)，其脫硝和脫氯苯活性均可達(dá)到90%，所使用的原材料均為無毒的過渡金屬元素，對(duì)環(huán)境無二次污染；2020年3月申請(qǐng)專利CN111250155A，公開了一種具有雙活性中心的分子篩催化劑及其制備和應(yīng)用，該SAPO型分子篩的催化劑具有改善的穩(wěn)定性，不僅表現(xiàn)出了良好的脫硝性能，在100～400℃范圍內(nèi)脫汞效率可長時(shí)間維持在95%以上。

3 總結(jié)

煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域創(chuàng)新呈現(xiàn)出先增長后降低的趨勢(shì)。煤炭消費(fèi)減量行動(dòng)直接影響了煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上游的產(chǎn)能，下游的煤化工也受到波及，創(chuàng)新動(dòng)力不足?！笆濉逼陂g國家陸續(xù)推行一系列政策積極推進(jìn)現(xiàn)代煤化工發(fā)展，探索煤炭深加工與煉油、石化、電力等產(chǎn)業(yè)有機(jī)融合的創(chuàng)新發(fā)展模式，給煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來新的活力。

煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯，中國專利申請(qǐng)占全球?qū)＠暾?qǐng)總量八成以上，遙遙領(lǐng)先其他國家。全球?qū)＠暾?qǐng)人中，中國企業(yè)位列前三，說明我國在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域形成了以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系。技術(shù)來源地和專利申請(qǐng)人分析揭示了中國是主要研發(fā)力量和目標(biāo)市場，特別是在粉煤熱解與氣化耦合一體化技術(shù)、煤間接液化成套技術(shù)、工業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度治理技術(shù)等領(lǐng)域，已實(shí)現(xiàn)中國主導(dǎo)。

對(duì)中國的煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)專利布局進(jìn)一步分析可知，低階煤分質(zhì)利用領(lǐng)域的粉煤熱解與氣化一體化技術(shù)是能夠提高煤炭綜合利用效率的關(guān)鍵技術(shù)，在專利創(chuàng)造方面體現(xiàn)出比較高的研發(fā)熱度和活躍率，陜西延長石油集團(tuán)對(duì)流化床、反應(yīng)器和催化劑進(jìn)行不同程度的發(fā)明改進(jìn)并形成知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在相關(guān)政策支持和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)下正蓬勃發(fā)展。煤炭間接液化技術(shù)是煤制油高端化技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，企業(yè)不斷深化產(chǎn)學(xué)研合作推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，掌握了煤間接液化成套技術(shù)，包括費(fèi)托合成鐵基催化劑、高溫漿態(tài)床工藝、單噴嘴干煤粉加壓氣化爐、催化劑固液分離技術(shù)等多個(gè)核心專利技術(shù)。多種污染物協(xié)同凈化成套技術(shù)是煤化工重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，因?yàn)槊夯ぞ哂形廴九欧偶械奶攸c(diǎn)，污染物的無害化資源化處理對(duì)于煤炭清潔轉(zhuǎn)化目標(biāo)尤其重要，煤化工領(lǐng)域中協(xié)同脫除氮氧化物和二噁英等揮發(fā)性有機(jī)污染物是亟待解決的問題，基于此，清華大學(xué)經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)已經(jīng)研發(fā)出一系列能夠協(xié)同處理多種污染物的雙功能催化劑。

在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，中國是主要研發(fā)力量和目標(biāo)市場，特別中國企業(yè)是主要的技術(shù)創(chuàng)新主體。我國正在從知識(shí)產(chǎn)權(quán)引進(jìn)大國向知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造大國轉(zhuǎn)變，知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作正在從追求數(shù)量向提高質(zhì)量轉(zhuǎn)變。要繼續(xù)強(qiáng)化企業(yè)的創(chuàng)新主體地位，不斷完善以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向的高質(zhì)量創(chuàng)造機(jī)制。特別是對(duì)于一些前期投入大、研發(fā)壁壘高的原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、前瞻性、顛覆性技術(shù)，創(chuàng)新主體集聚力量進(jìn)行科研攻關(guān)，構(gòu)建政策鏈、科技鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和資本鏈“四鏈”融合的科技成果轉(zhuǎn)化體系。通過完善能源科技創(chuàng)新信息平臺(tái)、積極探索創(chuàng)新許可模式等，降低煤炭轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)在交易市場的信息不對(duì)稱問題，幫助國內(nèi)外企業(yè)消除進(jìn)入市場的障礙，加快推動(dòng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。

我國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用處于國際創(chuàng)新領(lǐng)先，要抓住“一帶一路”和“金磚國家”合作機(jī)遇，積極發(fā)揮引領(lǐng)和支撐作用，提前在海外制定專利布局策略，對(duì)一些專利侵權(quán)訴訟頻發(fā)的國家，及時(shí)開展專利預(yù)警和監(jiān)控工作，規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)加強(qiáng)維護(hù)自身專利權(quán)，向印度尼西亞、南非等煤炭資源稟賦的國家輸出優(yōu)勢(shì)技術(shù)，加快“走出去”步伐，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，提升國際競爭力，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互利共贏的發(fā)展新格局。

作者貢獻(xiàn)說明

杜 偉：論文框架設(shè)計(jì)與撰寫指導(dǎo)；

賈宇寧：數(shù)據(jù)檢索與分析、撰寫初稿；

王春博：數(shù)據(jù)整理；

蔡 睿：研究指導(dǎo)。