科创中国

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制造业

需求背景

硝酸生产过程排放尾气中氮氧化物（NOx）约占总排放量的0.017%（其中N2O占比20%），现硝酸尾气采用氨气还原氧化氮气体，生成氮气后排放。氨还原法处理工艺一氧化二氮气体氧化率太低，一氧化二氮（N2O）是一种兼有温室效应和臭氧层破坏作用的气体，与二氧化碳相比，其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍；N2O还是所有已知温室效应气体中在大气中的存留期最长的，达150年之久，易在大气中积累。国家目前对硝酸尾气中的N2O排放还没有限制，但大气中N2O不断增高对人类产生对人类居住环境构成的威胁已引起各国的广泛关注，随着日益严格的环保要求，N2O的排放最终必将纳入尾气排放指标中。

        目前主流的处理方式是氨还原法，在200℃以上，将氮氧化物与氨气反应，还原为氮气进行排放，虽解决了环保方面的问题，但增加了氨气消耗，造成资源浪费。

需解决的主要技术难题

（一）硝酸装置尾气中N₂O，进入N₂O反应器中，在低温N₂O氧化催化剂作用下，N₂O被分解生成氮气和氧气，期望N₂O转化率达到50%以上，减少N₂O排放的目的。

         （二）硝酸装置吸收塔出口尾气，进入1#吸附器，利用新型复合材料活性炭纤维进行吸附，控制硝酸尾气中NOx含量低于50PPM，活性炭纤维吸附接近饱和时，硝酸尾气切换进2#吸附器，1#吸附器再生，由硝酸工序二次空气吹扫活性炭纤维，放出NOx气体，吹扫气体进硝酸吸收塔，回收NOx气体，通过二台吸附器循环吸附、再生，达到回收NOx气体的目的。

揭榜方需要

（一）研发N₂O氧化催化剂和吸附NO_X活性炭纤维。

（二）在金兰化工硝酸装置上中试N₂O氧化催化剂和吸附NOx活性炭纤维的实用情况。 

期望实现的主要技术目标

（一）活性炭纤维

尾气出口NO_X＜50ppm，吸附容量＞13%

（二）低温催化剂

 NO_X转化率＞50%。

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色化工产业科技服务团（中国化工学会） 解析时间：2023-10-20

张傑

北京化工大学

教授

综合评价

该企业所提交的技术需求对技术目标、工况、指标等表述清晰，可以支撑与相关技术专家进行进一步的详细对接并制定研发方案和技术方案。 硝酸是大宗基础化工产品，硝酸生产过程排放的污染物的深度治理对我国硝酸工业的健康有序发展意义重大。目前对于硝酸装置废气的净化采用的是传统的NH3-SCR工艺，将NOx转化为N2排放，这一工艺成熟稳定，但仍存在不足，包括（1）无法处理温室气体N2O；（2）没有做NOx的资源化利用。硝酸装置排放的N2O的总量十分可观，对其进行处理，可以大幅度降低温室气体的排放总量，具有显著的社会效益和经济效益。因此，开发新型的硝酸装置NOx和N2O治理技术意义重大，是行业急需的共性关键技术。 氧化亚氮（N2O)是涉及硝酸的化工过程中常见的尾气成分之一，最常见于硝酸、己二酸和己内酰胺的生产过程。 多种活性炭纤维在有机气态污染物的吸附净化中得到了应用，但我国的活性炭纤维在吸附选择性和吸附容量上仍较日本同类产品存在一定的差距，特别是对NOx类的污染物的吸附，目前还没有成熟的产品。

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解析单位：山西省吕梁市 解析时间：2022-10-27

马忠诚

中国建材集团有限公司

科技管理部高级经理

综合评价

需求很明确，属于行业共性攻关技术。相关技术的开发，不仅在NOx减排方面具有促进作用，对行业技术储备、创新引领方面，均意义深远，前景广阔。相关企业也可始终保持技术引领，掌握市场话语权。

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处理进度