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中建总院低温SCR脱硝催化剂材料取得重大突破

发布日期:2017-01-17    浏览次数:168

    随着雾霾的出现,日趋严峻的大气污染问题开始得到全国上下普遍关注。非电力行业尤其是建材行业作为高能耗高污染行业,首当其冲成为了减排工作关注的焦点之一。中国建材总院环保陶瓷研究所及时将目光转向非电力行业工业窑(锅)炉烟气排放治理,开展工业窑(锅)炉用低温脱硝催化剂材料研制。经过多年的努力,搭建了完整的科研及中试平台、组建了一支高素质的科研团队,形成了一批科研成果。

    选择性催化还原(SCR)脱硝技术被认为是目前最有效的烟气脱硝技术,该技术在火电厂已得到广泛应用。其原理是在SCR催化剂的作用下,采用NH3或尿素为还原剂,有选择性地与NOx反应,生成无毒无污染的N2和H2O。其中,脱硝催化剂是SCR脱硝技术的核心,它的组成、结构和寿命等直接影响烟气脱硝系统的效率。但目前商用的SCR催化剂要求具有较高的活性温度窗口(300~400℃),在低温下(<300℃)无法达到理想的脱硝效果。而建材工业窑炉的排烟温度大多低于300℃,很难直接使用现有的商业催化剂。因此,为实现建材工业烟气有效治理,开发出新的能应用于低温烟气条件的、高效SCR催化剂成为当务之急。

    研发团队从脱硝催化剂的微观结构和表面酸碱性出发,通过调控活性组分的种类、配比以及负载方式,经过反复实验,最终得到了具有宽工作温度范围的一系列低温SCR催化剂的配方和制备工艺。

    中试试验是将实验室成果进行工程应用,最终突破产业化应用的关键一环,但是新事物的认知和接收但想要找到合适的企业来进行试验并不是一件容易的事情。经过反复筛选、论证之后,最终决定在北京琉璃河水泥有限股份公司建立中间试验平台,在科研人员的执着坚守、不懈努力下,克服了一系列工况条件的大幅度波动,中试工作不断取得进展。实现了脱硝效率稳定,烟气氮氧化物浓度大幅度下降。2016年6月20日,经过第三方检测单位的现场检测,180℃时,NOx排放量下降到50mg/m3以下,远低于最新国家排放标准要求限值;催化剂的脱硝效率达到90%以上,同时在玻璃行业也进行了示范工作。一系列数据表明该项技术具有卓越的的高效性、稳定性和经济性,这同时也意味着环保陶瓷所自主研发的蜂窝SCR脱硝催化剂的技术指标已位于同类产品前列。

    在焦化、石化等行业的示范也在进行中,有望大规模应用于非电力工业窑(锅)炉的氮氧化物减排,为企业和社会带来巨大的经济和环境效益。

    随着中试工程的顺利推进,产研工作也取得了喜人的进展。中国建材总院与江西新科环保股份有限公司合作开发低温SCR催化剂,承担了国家大气重点研发计划项目。目前,新型低温脱硝催化剂的产业化基地已形成,其中,一期年产2000m3/年的低温脱硝催化剂蜂窝模块化制造生产线已完成安装和连续化生产调试。

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