【实验室研发】烟气低温脱硝催化剂及工艺研发
一、技术简介
当前燃煤和工业锅炉及窑炉的大量使用时的环境污染日益严重,雾霾天气频繁发生,已经对人类的生存与发展造成了重大威胁。2012年我国氮氧化物排放量约为2337.8万吨,已超过SO2排放量2117.6万吨,因此急需NOx控制技术。被称作“史上最严厉的脱硝标准”已于2012年开始实施,2013年国务院制定了“大气污染防治十条措施”,国家对环保要求越来越严厉。因此近几年脱硝技术和应用势必进入大规模的发展阶段。
现有脱硝技术应用最广泛的是以NH3为还原剂的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术,V2O5-WO3/TiO2催化剂是目前应用最广泛的工业SCR催化剂,稳定脱硝率可高于90%,但其操作温度必须高于350℃。催化剂的高操作温度使SCR反应必须安装在除尘设备以前,此时烟气中含有大量SO2、CaO、K2O和As2O3等,容易造成催化剂中毒,并且引起催化剂的堵塞和腐蚀,降低其使用寿命。由于其高的操作稳定,使得该技术仅适用于新建锅炉,不适合已经安装了除尘和脱硫系统的烟气脱硝。因此,研究和开发具有低温活性的SCR催化剂具有重要的经济和实际意义。
低温SCR技术的核心是高效稳定的催化剂,尤其是抗SO2和H2O毒化的脱硝催化剂。在此方面,中国科学院山西煤炭化学研究所10余年来在国家基金、科技部863计划和中科院等支持下,针对我国现有大多数发电锅炉已经安装了除尘和脱硫系统,排放烟气温度较低的现状,自主研发出适合现有脱硫技术的低温脱硝催化剂及相关工艺等关键技术,可大幅度降低脱硝技术的投资和运行成本,实现与现有燃煤和工业锅炉及窑炉污染物控制系统的“无缝链接”。在实验室方面已经初步确定了催化剂的组成结构、脱除机理和动力学等,在100-180℃的实验室评价结果表明,该催化剂的脱硝转化率可长时间保持在60-90%,具有非常高的抗SO2和H2O毒化的特性,具备了工业中试的基础条件。目前正在积极准备低温脱硝的工业中试工作。
二、技术指标
脱硝率>80%。
三、产品应用领域及市场前景
本技术适用于所有规模型企业,如电厂、钢厂、硝酸厂等,尤其适合已经安装了除尘和脱硫设备的烟气低温脱硝。从现阶段国内火力发电行业新建发电机组的规模来看,“十三五”期间有将近4.63亿千瓦的火电机组脱硝需求,根据国外烟气脱硝设施造价情况,按照国内烟气脱硝设施单位造价在100元/KW左右,则到2015年需总投资为300亿元,市场容量非常大。
四、主要设备
脱硝反应器、喷氨系统、自动控制和监测系统。
五、合作形式
技术合作,共同开展工业示范验证。
六、联系方式
电话:0351-4041154,传真:0351-4041153,邮箱:liangchen@sxicc.ac.cn,hanxinyu@sxicc.ac.cn。
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