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中國建材總院低溫SCR脫硝催化劑材料取得重大突破

日期:2017-3-10

      著霧霾的出現,日趨嚴峻的大氣汙染問題開始得到全國上下普遍關注。非電力行業尤其是建材行業作為高能耗高汙染行業,首當其衝成為了減排工作關注的焦點之一。中國建材總院環保陶瓷研究所及時將目光轉向非電力行業工業窯(鍋)爐煙氣排放治理,開展工業窯(鍋)爐用低溫脫硝催化劑材料研製。經過多年的努力,搭建了完整的科研及中試平台、組建了一支高素質的科研團隊,形成了一批科研成果。

      選擇性催化還原(SCR)脫硝技術被認為是目前最有效的煙氣脫硝技術,該技術在火電廠已得到廣泛應用。其原理是在SCR催化劑的作用下,采用NH3或尿素為還原劑,有選擇性地與NOx反應,生成無毒無汙染的N2和H2O。其中,脫硝催化劑是SCR脫硝技術的核心,它的組成、結構和壽命等直接影響煙氣脫硝係統的效率。但目前商用的SCR催化劑要求具有較高的活性溫度窗口(300~400℃),在低溫下(<300℃)無法達到理想的脫硝效果。而建材工業窯爐的排煙溫度大多低於300℃,很難直接使用現有的商業催化劑。因此,為實現建材工業煙氣有效治理,開發出新的能應用於低溫煙氣條件的、高效SCR催化劑成為當務之急。

      研發團隊從脫硝催化劑的微觀結構和表麵酸堿性出發,通過調控活性組分的種類、配比以及負載方式,經過反複實驗,最終得到了具有寬工作溫度範圍的一係列低溫SCR催化劑的配方和製備工藝。

      中試試驗是將實驗室成果進行工程應用,最終突破產業化應用的關鍵一環,但是新事物的認知和接收但想要找到合適的企業來進行試驗並不是一件容易的事情。經過反複篩選、論證之後,最終決定在北京琉璃河水泥有限股份公司建立中間試驗平台,在科研人員的執著堅守、不懈努力下,克服了一係列工況條件的大幅度波動,中試工作不斷取得進展。實現了脫硝效率穩定,煙氣氮氧化物濃度大幅度下降。2016年6月20日,經過第三方檢測單位的現場檢測,180℃時,NOx排放量下降到50mg/m3以下,遠低於最新國家排放標準要求限值;催化劑的脫硝效率達到90%以上,同時在玻璃行業也進行了示範工作。一係列數據表明該項技術具有卓越的的高效性、穩定性和經濟性,這同時也意味著環保陶瓷所自主研發的蜂窩SCR脫硝催化劑的技術指標已位於同類產品前列。

       在焦化、石化等行業的示範也在進行中,有望大規模應用於非電力工業窯(鍋)爐的氮氧化物減排,為企業和社會帶來巨大的經濟和環境效益。

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