科创中国

行业领域

节能环保产业,先进环保产业,环境治理

需求背景

        近年来，我国环保整治力度加大，加强对氮氧化物的排放控制是打赢“蓝天保卫战”的重要环节之一。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、二次污染少、安全可靠等优点，目前我国已形成在180-420℃范围内具有良好应用效果的SCR技术及其催化剂体系。但是除电力和焦化等个别行业外，SCR技术在我国大部分工业领域还未得到完全应用，这一方面与政策法规的推动进度有关，更重要的是因为烟气中含有大量干扰组分，使得SCR催化剂在真实工况条件下难以稳定运行。

        工业源氮氧化物排放具有来源分布广、烟气组成复杂、工况波动大等特点，以水泥行业为例，其窑炉烟气中含有大量的高黏性碱尘，容易发生孔道堵塞和碱金属中毒等问题，除碱尘外，高浓度水汽、SO₂以及Pb、Cd等重金属离子也是干扰SCR的重要因素。为了使SCR技术能够适用于不同行业的烟气脱硝，常规途径是对烟气进行预处理，预处理工段主要包含除尘和脱硫。经过预处理后，烟气组分相对“干净”，行业间工况差别也变得更小。但此时烟气温度大幅下降，一般在150℃以下，为了与催化剂工作温度（＞180℃）相匹配，往往需要额外加装预热/换热装置，这无形中增加了脱硝的运行成本。因此，开发低温（＜150℃）SCR脱硝技术，可大幅降低运行成本，对于推动发展SCR脱硝技术意义重大。

         成都达奇科技股份有限公司联合四川大学经过长期基础研究，联合开展工程应用研发，成功开发出低温SCR烟气脱硝技术，经过长时间反复的小试和中试研究，完善了工艺技术，并取得大量的工业化数据。该技术产品适用于天然气锅炉等多种工业条件，脱硝效率满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014）的要求，脱硝效率可以达到90%以上，出口氮氧化物浓度低于30 mg/m³，可高效稳定达标排放。

         为使低温SCR烟气脱硝技术能够最终应用于多个行业多种工况的实际烟气处理，仍需在催化剂组成配方优化、结构调控、抗水、抗硫和铵盐沉积中毒以及成型催化剂选型与设计等方面加强研究，以满足真实工况对催化剂高效率、长寿命运行的基本需求。

需解决的主要技术难题

针对SCR烟气脱硝技术在实际烟气处理中遇到的难题，需解决：

1.低温SCR脱硝催化剂抗硫性能提升。硫中毒一直以来都被认为是制约SCR催化剂稳定运行的重要瓶颈。低温条件下，NH₃与SO₂在有O₂和H₂O存在条件下生成黏性较大的NH₄HSO₄（ABS）覆盖在催化剂表面，影响脱硝活性。项目需探讨如何减少ABS在脱硝催化剂表面的沉积，加速已经生成的ABS在催化剂表面的分解，了解ABS的沉积/分解机理。

2. 低温SCR脱硝催化剂抗碱性能提升。往SCR催化剂中引入碱金属，通常会导致催化剂酸性减弱，导致催化活性减低，同时燃烧烟气中的碱金属（例如，K、Na、Ca、Mg）会导致SCR催化剂失活。项目需进行催化剂中非碱金属元素的掺杂实验，降低碱金属含量，同时就催化剂抗碱性能的提升开展相关研究。

        3. 低温SCR脱硝催化剂载体优化与结构调控。工程应用中为减少运营成本，要求脱硝催化剂能够长寿命运行。通常催化剂在一段时间的使用后，催化剂机械强度/附着力会受很大影响，项目需探讨低温高湿环境对催化剂机械强度和活性组分附着力的影响，优化催化剂组成配方与再生方式，就成型催化剂选型与设计等方面开展研究。

期望实现的主要技术目标

烟气温度窗口：90-150℃。得到一种抗硫抗碱金属中毒的新型低温SCR脱硝催化剂，脱硝效率能稳定＞90%，脱硝催化剂寿命≥3年。

处理进度