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在國家“973計劃”等項目支持下，經過十余年持續攻關，首次在國際上成功研發了適用于多溫區與含硫含砷等復雜煙氣的新型平板式高效SCR脫硝催化劑的核心配方與成套生產技術，包括平板式寬溫差/低溫、高溫、超強耐磨、抗砷中毒、抗堿金屬中毒、聯合脫硝脫汞等催化劑，解決了傳統脫硝技術難以適應燃料多變、靈活調峰、復雜煙氣的核心難題；首次在國內成功研發了V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型平板式中溫SCR脫硝催化劑的核心配方、成型工藝與成套生產線，突破國外技術封鎖，形成了國內首項具有自主知識產權的成套技術，催化劑指標優于國外產品，整體達到國際領先水平；在常規SCR脫硝工程技術基礎上，攻克了脫硝系統減阻設計、SCR流場優化等技術難題，同時創新性地開發了還原劑氨精準制備、催化劑壽命精準預測、脫硝系統智能化管控等技術，形成了高效低能耗SCR脫硝工程設計技術，實現了SCR脫硝系統的安全、高效、低能耗和穩定運行以及智能化精確管控，推動我國平板式SCR脫硝技術由全面依賴進口到國際領先的跨越。   圖1 新型多溫區低能耗平板式SCR脫硝技術 依托上述核心技術，成立了校學科性公司—北京華電光大環境股份有限公司（新三板掛牌上市），并成功進行了大規模推廣應用。公司旨在為燃煤發電、鋼鐵、化工等行業的復雜煙氣脫硝提供系統解決方案，目前已在浙江、湖北等地建設有3條平板式SCR脫硝催化劑生產線（圖2），年生產能力30000 m3以上，并且還可根據不同行業用戶的實際需求調整催化劑配方設計，優化生產設備參數，打造量身定制式產品的售前、售中和售后“管家式”服務。   圖2 自主研發的平板式SCR脫硝催化劑生產線 目前，本技術和產品已成功應用于火力發電、鋼鐵冶煉、廢棄物焚燒、化工等行業的脫硝工程，催化劑壽命超過24000小時。科技日報兩次頭版報道了本技術及產品，人民日報、光明日報、中國能源報、北京電視臺、中國電力企業聯合會、人民網等媒體也進行了跟蹤報道。技術成果通過了中國電機工程學會成果鑒定，整體達到國際領先水平，榮獲2019年度國家科技進步二等獎、2018年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）一等獎、第十五屆中國國際工業博覽會銅獎、第七屆中國技術市場金橋獎、第十六屆中國國際高新技術成果優秀產品獎等獎項，創造了顯著的經濟、社會和環境效益，為打贏“藍天保衛戰”、助力我國生態文明建設做出了重要貢獻。

燃煤電廠SCR 脫硝催化劑在運行過程中會伴隨有副反應的發生，硫酸銨鹽是其中的產物之一。生成的硫酸銨鹽的粘性較大，會引起催化劑失活；易造成飛灰在空預器中低溫段空預器受熱面沉積，引起下游的設備和管道的堵塞和腐蝕。結合現場實際工況，通過大量的試驗篩選及表征，確定在試驗條件下能夠滿足性能要求的防污堵控制劑，減緩因硫酸銨鹽引起的脫硝系統運行障礙，使用劑量為（30～60 ）g/萬m3。

針對燃煤電站鍋爐負荷變化大和各類工業爐窯煙氣溫度波動范圍寬的特點，研制出能適應150~300度范圍的高效煙氣脫硝催化劑。（1）篩選得到了受表面硫酸根影響較小的活性組分，采用MoO3和Nb2O5等作為助劑改性催化劑，提升催化劑低溫脫硝活性。（2）研究發現了NH3、H2O對SO2對改性催化劑失活的促進作用、失活原因，提出了催化劑抗水抗硫方法。

針對燃煤電站鍋爐負荷變化大和各類工業爐窯煙氣溫度波動范圍寬的特點，研制出能適應150~300度范圍的高效煙氣脫硝催化劑。（1）對以研究廣泛的過渡金屬元素為活性組分的氧化物及硫酸鹽催化劑進行對比分析，篩選得到了受表面硫酸根影響較小的活性組分。（2）采用MoO3和Nb2O5等作為助劑改性催化劑，提升催化劑低溫脫硝活性。（3）研究發現了NH3、H2O對SO2對改性催化劑失活的促進作用、失活原因，提出了催化劑抗水抗硫方法。?市場前景該成果已申請國家發明專利：一種低溫 SCR 脫硝催化劑及其制備和應用方法（專利申請號： 2017100538963 ，已公開）和一種中低溫 SCR 脫硝催化劑及其制備方法（專利申請號201810028858.7 ，已公開） 。

針對燃煤電站鍋爐負荷變化大和各類工業爐窯煙氣溫度波動范圍寬的特點，研制出能適應150~300度范圍的高效煙氣脫硝催化劑。 （1）對以研究廣泛的過渡金屬元素為活性組分的氧化物及硫酸鹽催化劑進行對比分析，篩選得到了受表面硫酸根影響較小的活性組分。 （2）采用MoO3和Nb2O5等作為助劑改性催化劑，提升催化劑低溫脫硝活性。 （3）研究發現了NH3、H2O對SO2對改性催化劑失活的促進作用、失活原因，提出了催化劑抗水抗硫方法。 該成果已申請國家發明專利：一種低溫 SCR 脫硝催化劑及其制備和應用方法（專利申請號： 2017100538963 ，已公開）和一種中低溫 SCR 脫硝催化劑及其制備方法（專利申請號201810028858.7 ，已公開） 。

 該技術開發了稀土摻入的過渡金屬復合氧化物脫硝催化劑新體系，無毒、無二次污染，可替代現有商用有毒的釩鈦體系，取得了脫硝催化劑的自主知識產權；研發了具有助催化功能的支撐體及支撐體與催化活性組分高強結合的制備新技術，實現了脫硝催化劑原料國產化，大幅降低了催化劑的生產成本；在國華太倉電廠脫硝旁路系統進行了工況測試，在江蘇華爾潤集團有限公司建立了煙氣處理量為1～2萬Nm3/h的首個玻璃行業工業應用脫硝裝置。測試和示范應用結果表明：新型脫硝催化劑效率高，活性溫度窗口寬，機械強度高，耐水洗，失活后可再生，廢棄的催化劑可資源化利用。研發出的稀土基脫硝催化新體系，具有無毒、高效；適溫度范圍寬；抗中毒能力強；壽命長，失活后可再生，降低運行成本50%，廢棄的催化劑無二次污染，并可資源化利用等特點。  該項目受到國家科技部、發改委、環保部高度重視和大力支持，先后獲得國家及部省級10項項目的資助。

本發明公開了一種用于硝汞協同控制的催化劑及其制備方法，所述催化劑由以下質量百分比計的組分制成：載體：TiO272-98.6％，活性組分：V2O50.1-5％、WO31-10％、Cr2O30.1-5％和Nb2O50.1-5％，助催化劑0.1-3％。本發明可用于煙氣中氮氧化物的還原同時將零價汞氧化成二價汞然后加以控制，具有較高脫硝性能的同時具備高的汞氧化性能，相比于目前商用SCR催化劑，很大程度上提高了催化劑的汞氧化率，可以適應我國燃煤電廠中脫汞的要求，且SO2/SO3轉化率較低，并且有較好的抗中毒能力，是一種低成本、高性能的新型催化劑。

1 成果簡介鈦白粉有比表面積大、 催化活性高、 化學性質穩定、 使用壽命長等優勢，作為 SCR 脫硝催化劑用的載體材料，主要是處理氮氧化物，專門為垃圾焚燒電廠和化工、 煉油、 煉焦、玻璃制造廠煙氣治理以及汽車、輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。此產品具有親水性高、吸附力強、 比表面積大、 催化活性高、 500℃高溫燒結后比表面積穩定、 不產生二次污染等特點。產品主要用于脫硝， 在 100%煙氣條件下，脫硝率 95%以上。對環境保護起著非常重要的作用。2 技術指標3 關鍵技術（ 1） 開發了脫硝催化劑（ SCR）用納米鈦白，采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時控制濃度、溫度、 pH 等工藝參數， 可控得到比表面積從 80-300 m2/g 的不同納米尺度的二氧化鈦粉體。 （ 2） 鈦白粉后處理工藝研究：詳細研究了 SiO2、 Al2O3、 ZrO2 無機包膜的機理，并獲得最優化條件，包膜條件包括分散條件、包膜溫度、包覆時間、包覆 pH、攪拌強度、熟化時間等工藝條件。得到了非常好的包覆膜。 研究了鈦白在油漆、涂料（水性）、塑料、造紙等不同應用領域中應用，并獲得提高鈦白應用性能的表面處理工藝。  脫硝催化多孔納米二氧化鈦 鈦白粉包覆均勻致密膜 上圖 鈦白粉高分辨率透射電鏡照片 （ 3） 分析測試方法： 利用 TEM， SEM， XRD， XRF， IR， BET 等現代分析手段研究鈦白粉的結構和理論。 采用物理、化學等檢測方法，詳細研究分析了美國杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930 等產品的包膜工藝， 包括：無機包膜順序、可能的無機包膜劑、可能的 pH 調節劑、有機包膜劑等。4 應用領域電廠和化工、 煉油、 煉焦、 玻璃制造廠里面鍋爐脫硝，煙氣治理以及汽車、 輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。5 效益分析目前國內外基本上都是采用具有特定比表面積的納米二氧化鈦作為脫硝催化劑 SCR 的載體， 應用市場廣泛。可以控制工藝生產不同粒徑、形狀， 不同比表面積的二氧化鈦顆粒，應用在不同的催化劑領域，也可以研制具有高附加值的活性納米催化用二氧化鈦，利潤在20-50%左右。6 合作方式合作開發。7 項目所屬行業領域能源環境。

國內每年僅重型柴油車的銷售量為100萬臺左右，需要 2500~3000噸的脫硝催化劑。 預計2020年前后國6汽車尾氣排放標準實施之后，僅重型卡車所需的小孔分子篩脫硝催化劑的市場將達到8～9億人民幣/年。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 目前柴油機尾氣SCR脫硝催化劑主要采用V2O5-WO3/TiO2氧化物脫硝催化劑，但其低溫催化活性較低，高溫水熱穩定性差，無法滿足2020年前后國6的排放標準。并且目前所用的催化劑含有有毒元素釩，不僅存在廢舊催化劑回收處理困難的問題，而且金屬釩高溫易揮發，會隨汽車尾氣的排放造成二次污染，因而在美國，日本等發達國家早已被禁止使用于汽車尾氣的處理。基于小孔分子篩材料的新一代柴油車尾氣脫硝催化劑由于催化活性高，高溫水熱穩定性能十分優異的特點，是發達國家柴油車尾氣凈化脫硝催化劑的主流。國內每年僅重型柴油車的銷售量為100萬臺左右，需要 2500~3000噸的脫硝催化劑。 預計2020年前后國6汽車尾氣排放標準實施之后，僅重型卡車所需的小孔分子篩脫硝催化劑的市場將達到8～9億人民幣/年。本項目的中試產品已經得到數家國內龍頭汽車催化劑企業的認可。國內用戶的發動機臺架試驗結果表明，本項目的催化劑材料性能遠超目前的國4車用催化劑，并且部分性能優于國際汽車催化劑的巨頭的產品。