采用煤基纳米碳氢燃料制成的特种煤基油品在工作人员驾驶的小车柴油发动机上压燃点火后，小车平稳运行。记者 马骏驰 摄
一块煤，能有怎样的“72变”？
4月18日，记者走进国家能源集团准能集团一探究竟。
(资料图片仅供参考)
乌黑油亮的煤基纳米碳氢通过多级撞击式气力雾化喷枪，喷射到燃烧炉中，炉内顿时熯天炽地，一片橙红；
在乳化剂的催化下，它又“摇身一变”为质地丝滑的特种油品，加入柴油发动机压燃点火，车辆发动，运行平稳；
将它与硝氨进行一定比例配比，灌入钻孔，电子雷管上电，起爆!顷刻间，一阵轰隆，穿云裂石。
不久前，一场“高端局”上，煤基纳米碳氢燃料替代柴油制备煤基纳米碳氢硝铵炸药技术，被中国煤炭工业协会组织的科技成果鉴定委员会鉴定为达到国际领先水平。在此之前，煤基纳米碳氢燃料工业化制备技术、煤基纳米碳氢燃料火力发电技术，已被中国煤炭工业协会鉴定为国内外首创，达到了国际领先水平。
“姓煤”，又不简单是煤!
煤基纳米碳氢燃料是由煤、水及少量添加剂经先进的纳米化加工工艺制备的一种清洁高效的煤基特种燃料。处理过程中，水裂解出氢，由于颗粒粒度细，比表面积大，加上煤粉颗粒本身具有微孔和活性能够吸附氢，从而实现储氢赋能。这意味着，这个过程已经不是物理上的简单相加。
一块煤，在高科技的“催化”下，成为最小粒径50纳米的煤基纳米碳氢燃料，注定是一次蝶变。
在国家能源集团准能集团煤基纳米碳氢燃料研发中心燃烧应用试验平台上，一项实验正在进行。锅炉旁，几支细高的圆柱形透明玻璃瓶一字排开，制备车间副主任原铎用手电照射，观察着瓶内黑色浆体的情况。肉眼可见，40%粉碎到微米状态的煤粉与60%的水混合的水煤浆已经沉淀分层；而40%浓度的煤基纳米碳氢燃料始终保持着均一稳定的状态，已经静置超过6个月，燃料依然没有沉降分层，倒置摇晃瓶身，流动性很好。
这说明什么？原铎给出答案——它的稳定性大大提升。作为燃料，这一点至关重要。
中国工程物理研究院曾对煤基纳米碳氢燃料进行了热值测试和气象组分分析，结果表明：煤基纳米碳氢燃料中含有氢气，热值较常规水煤浆提高10%-30%，具有优良的燃烧性能。
升温速率更快、释放能量更多，污染物排放低的优点让研发团队看到了它的应用新可能。经过工业化试验验证，将煤基纳米碳氢燃料应用于火力发电领域，能使发电煤耗降低50g/kwh，这对传统火力发电机节能减排及国家“碳达峰、碳中和”目标的实现有着深远的意义。
2022年12月8日，由煤基纳米碳氢制成的特种煤基油品在柴油发动机上首次实现压燃点火、平稳运行，验证了煤基纳米碳氢燃料代替柴油作为燃料的可行性。
产业链不断在延伸。
铵油炸药是工业炸药使用量最大、应用最广泛的炸药品种之一。用煤基纳米碳氢替代铵油炸药中6%的柴油，制备出的煤基纳米碳氢硝铵炸药经数百次爆炸试验后正式于2023年1月11日在黑岱沟露天煤矿1090平盘开展工业化应用试验。烟尘散尽后，将炸药爆破碎裂的岩石运走，一片新的黑色煤层将会显露。
“现在已经实现1比3替代柴油，今后有望实现柴油的完全替代。”按照研发计划设想，将煤基纳米碳氢油品应用在重卡上，这个“耗油大户”能省下不少“口粮”。
经济账还远不止眼前这些。
煤基纳米碳氢燃料火力发电技术的推广应用经济效益巨大。可降低发电煤耗50g/kwh，降低二氧化碳排放128g/kwh，可使300兆瓦以下燃煤发电机组的供电煤耗降至300g/kwh以下，满足国家“十四五”末全国火电平均供电煤耗要求。
煤基纳米碳氢硝氨炸药工业化应用取得的重大突破，缓解了工业炸药对石油产品的依赖。原料成本较传统铵油炸药降低12.7%，爆速高于每秒2920米，猛度提升10%，做功能力提升24%……据研发中心专业人员介绍，按照2021年内蒙古工业铵油炸药年用量45万吨计，可节约柴油2.7万吨，节约炸药成本1.89亿元。
科技催化下煤的“幻化”，扩宽了煤炭清洁化利用的产业路径，内蒙古，从“挖煤卖煤”“发电卖电”到“以煤为基”的能源革命，产业链越拓越宽，“乌金之变”开枝散叶。(记者 庞俊峰 王坤 郝雪莲 伊德力 马骏驰 柴思源)
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