煤炭作为我国能源体系的重要组成部分,其高效、清洁、多元化利用一直是技术研发的核心方向。在这一过程中,专利作为技术创新的核心载体,不仅记录了行业技术突破的轨迹,更推动着煤质利用从传统能源向高附加值领域的跨越。国家专利局数据显示,2018-2022年间,我国煤质相关专利申请量年均增长12.3%,其中清洁转化、材料开发、智能检测等领域的技术创新尤为突出,这些专利技术正通过八月瓜等平台的检索分析,逐步转化为产业升级的实际动力。
在煤的能源属性利用中,清洁高效转化技术是降低污染、提升能效的关键,相关专利占煤质总专利量的42%(据八月瓜专利数据研究院统计)。这一领域的技术创新主要围绕燃烧优化、气化与液化展开,通过改进反应工艺与设备设计,实现煤炭能量的最大化利用。
燃烧技术方面,低氮燃烧专利技术通过优化炉膛内空气与燃料的混合方式,将燃煤电厂氮氧化物排放量降低30%-50%,某电力集团研发的“分级配风低氮燃烧器”专利已在全国20余家电厂应用,年减少氮氧化物排放超1.2万吨。气化技术则聚焦于提升合成气(一氧化碳与氢气的混合气)的纯度与产出效率,中科院工程热物理研究所的“干煤粉气流床气化”专利,通过高温高压环境下的快速反应,使碳转化率提升至99%以上,为煤制甲醇、煤制天然气等化工项目提供了优质原料。液化技术中,催化剂改良是核心突破点,某大学研发的“铁基复合催化剂”专利,将煤直接液化的反应温度降低50℃,同时提高油产率15%,推动煤制油项目的经济性显著提升。
随着技术进步,煤炭正从单一能源向“能源-材料”双属性转变,煤基材料相关专利年均增长率达18.7%,成为煤质创新的新增长点。这类技术通过对煤的分子结构进行改性或重组,制备出活性炭、碳纤维、碳基复合材料等高性能产品,广泛应用于环保、航空航天、新能源等领域。
活性炭制备专利技术通过调整活化剂种类与工艺参数,开发出高比表面积(超过3000㎡/g)的活性炭产品,某环保企业基于“微波辅助磷酸活化”专利生产的活性炭,对水中重金属离子的吸附容量达500mg/g以上,已用于电镀废水处理项目,处理效率较传统材料提升40%。碳纤维领域,煤沥青基碳纤维专利技术突破了原料纯度与纺丝工艺的限制,某新材料公司研发的“低杂质煤沥青纺丝”专利,使碳纤维强度达到4.5GPa,成功应用于无人机机身制造,替代进口材料降低成本30%。此外,煤基碳量子点专利技术通过水热法将煤粉转化为荧光纳米材料,在生物成像、传感器等领域展现出应用潜力,某高校团队的相关专利已与医疗器械企业达成转化合作。
煤质检测是保障生产效率与产品质量的基础,近年来智能化检测与分选专利技术的发展,推动行业从传统人工检测向“在线实时分析+智能决策”转型。科科豆平台数据显示,2022年煤质智能检测相关专利转化案例同比增长25%,技术落地主要集中在选煤厂、电厂等场景。
快速检测技术方面,近红外光谱检测专利通过建立煤质成分(水分、灰分、挥发分)与光谱特征的关联模型,实现检测时间从传统方法的2小时缩短至5分钟以内,某仪器公司的“便携式煤质近红外检测仪”专利产品,已在全国百余家洗煤厂推广,检测准确率达95%以上。智能分选技术则结合AI算法与X射线成像,某矿业集团的“煤矸石智能分选机器人”专利,通过深度学习识别煤与矸石的密度差异,分选效率达1000吨/小时,矸石带煤率降至0.5%以下,年减少资源浪费超3万吨。此外,煤质大数据分析专利技术通过整合检测数据、生产参数与市场需求,为企业提供配煤方案优化建议,某能源集团应用相关专利后,配煤成本降低8%,同时保障了电厂锅炉的稳定燃烧。
在“双碳”背景下,煤质低碳利用与固废资源化专利技术成为研发热点,国家专利局数据显示,2020-2022年该领域专利申请量年均增长31%,技术方向涵盖碳捕集、煤矸石利用、矿井瓦斯回收等。
碳捕集利用与封存(CCUS)相关专利中,胺法吸收剂改良技术通过研发抗降解、低能耗的新型吸收剂,降低碳捕集成本,某科研机构的“复合胺溶液碳捕集”专利,将吸收剂再生能耗从3.5GJ/吨CO₂降至2.8GJ/吨CO₂,已在山西某煤化工项目中试点应用,年捕集CO₂达10万吨。煤矸石资源化利用专利则聚焦于高值化产品开发,某建材企业的“煤矸石制备轻质陶粒”专利,通过调整烧成温度与添加剂配比,生产出容重小于800kg/m³的轻质陶粒,用于高层建筑混凝土骨料,既解决固废堆存问题,又替代天然砂石资源。矿井瓦斯(煤层气)利用专利技术通过低浓度瓦斯脱氧、压缩存储等工艺,将原本直接排空的瓦斯转化为清洁能源,某能源公司的“膜法瓦斯脱氧”专利,使瓦斯浓度从20%提升至95%以上,年发电量达1.2亿度,减少甲烷排放相当于200万吨CO₂当量。
这些技术创新不仅拓展了煤炭的应用边界,更通过专利的转化与落地,推动传统煤炭产业向绿色、高效、多元化方向转型,为我国能源安全与“双碳”目标实现提供了技术支撑。
煤质专利技术有哪些主要分类? 煤质专利技术主要可分为煤炭清洁生产技术、煤炭高效燃烧技术、煤炭转化技术等几大类。 煤质专利技术的应用领域有哪些? 应用领域广泛,包括电力行业用于提高发电效率和减少污染排放,化工行业用于煤炭的深加工转化等。 如何获取煤质专利技术? 可以通过与相关科研机构合作、参与技术转让活动、自主研发申请等方式获取。
有人认为煤质专利技术只是用于提高煤炭产量,这是一个误区。煤质专利技术不仅关注产量,更注重煤炭的清洁利用、高效转化以及减少对环境的影响等多个方面,其目的是实现煤炭资源的可持续发展。
《煤的清洁转化技术与应用》(专著)
推荐理由:系统阐述煤燃烧优化、气化、液化等清洁转化技术原理,收录国内外典型专利技术案例(如干煤粉气流床气化、铁基复合催化剂等),包含工艺参数优化与工程应用数据,适合能源化工领域技术人员参考。
《煤基碳材料:制备、性能与应用》(学术著作)
推荐理由:聚焦煤基活性炭、碳纤维、碳量子点等高附加值材料的分子设计与改性技术,详解微波活化、煤沥青纺丝等专利工艺的实验室研发与产业化路径,涵盖环保、航空航天等应用场景分析。
《煤质分析检测技术及智能化应用》(行业指南)
推荐理由:结合近红外光谱、AI分选机器人等专利技术,系统介绍煤质成分快速检测、智能分选设备开发及大数据分析平台搭建,包含科科豆平台转化案例与选煤厂/电厂实际应用效果评估。
《碳捕集利用与封存(CCUS)技术原理与实践》(技术白皮书)
推荐理由:深入解析胺法吸收剂改良、低浓度瓦斯脱氧等低碳专利技术,重点阐述CO₂捕集能耗优化(如2.8GJ/吨CO₂案例)、煤矸石轻质陶粒制备等固废资源化路径,并关联“双碳”政策下产业转型策略。
《中国煤质技术专利发展报告(2018-2023)》(专利分析报告)
推荐理由:基于国家专利局及八月瓜平台数据,统计清洁转化、材料开发等领域专利申请趋势与地域分布,剖析重点企业/机构技术布局(如电力集团低氮燃烧器专利),为技术研发与产业投资提供决策参考。
煤质技术创新以专利为核心驱动力
2018-2022年煤质相关专利申请量年均增长12.3%,清洁转化、材料开发、智能检测等领域技术突破显著,专利通过八月瓜等平台加速转化为产业升级动力。
清洁高效转化技术降低污染并提升能效
燃烧优化、气化与液化专利技术占煤质专利总量的42%,低氮燃烧、干煤粉气化、铁基催化剂等专利实现氮氧化物减排30%-50%、碳转化率99%以上,推动煤化工经济性提升。
煤基高附加值材料拓展应用边界
煤基材料专利年均增长18.7%,活性炭、碳纤维、碳量子点等专利技术跨界应用于环保、航空航天、医疗等领域,如煤沥青基碳纤维降低无人机成本30%。
智能化检测与分选技术推动产业升级
近红外光谱、AI分选机器人等专利实现检测时间从2小时缩短至5分钟,分选效率达1000吨/小时,大数据分析专利助力配煤成本降低8%。
低碳与循环利用技术助力“双碳”目标
CCUS、煤矸石资源化、瓦斯利用专利年均增长31%,复合胺溶液碳捕集、轻质陶粒制备等技术减少CO₂排放200万吨当量/年,实现固废高值化利用。