固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開發(fā)
"本成果主要依托國家“863”計劃(課題名稱:固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開發(fā),課題編號:2015AA03A401),由南京大學(xué),石河子大學(xué),新疆天富集團(tuán)有限責(zé)任公司三家單位共同研發(fā)完成。南京大學(xué)董林教授為項目負(fù)責(zé)人。 董林教授團(tuán)隊長期以來致力于稀土基催化劑的制備科學(xué)和表面物理化學(xué)性質(zhì)研究以及有關(guān)大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應(yīng)用技術(shù)探索?;谇捌谙嚓P(guān)工作積累,成功開發(fā)出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行,該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測試,脫硝效率達(dá)55 %以上,并且通過了2000 m3/h級側(cè)線驗(yàn)證(圖1)。 該項技術(shù)的試驗(yàn)成功,填補(bǔ)了我國在超低溫(100 oC)脫硝領(lǐng)域的空白,為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時,通過課題的實(shí)施,還達(dá)到了去除“白煙”的效果,實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”,滿足了國家對大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施,不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題,而且符合國家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢,有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行,該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測試,脫硝效率達(dá)55 %以上,并且通過了2000 m3/h級側(cè)線驗(yàn)證。該項技術(shù)的試驗(yàn)成功,填補(bǔ)了我國在超低溫(100 oC)脫硝領(lǐng)域的空白,為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時,通過課題的實(shí)施,還達(dá)到了去除“白煙”的效果,實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”,滿足了國家對大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施,不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題,而且符合國家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢,有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)過國家“十五”和“十一五”的多年攻關(guān),我國除塵和脫硫技術(shù)已相對成熟,但是關(guān)于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚,目前仍面臨諸多挑戰(zhàn),特別是超低溫條件(100-150 oC)下的脫硝技術(shù)。 基于國家當(dāng)前嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及燃煤電廠在現(xiàn)有煙氣處理運(yùn)行模式下遇到的種種問題,我們創(chuàng)新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術(shù)路線(圖2),即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理。 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)路線相比,本項目的研究成果具有以下顯著特點(diǎn): 1. 采用了新型工藝路線 傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線(圖2上)。這一路線能夠很好地利用高溫?zé)煔猓呋瘎勖苤朴诜蹓m的沖刷,通常只能穩(wěn)定運(yùn)行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術(shù)路線(圖2下),即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理,既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障,也可以作為脫硝工藝的新技術(shù)路線使用。 同時,由于煙氣經(jīng)過前期除塵和脫硫后,干擾組分(粉塵、SO2和堿重金屬等)極大減少,這有利于催化劑長時間穩(wěn)定運(yùn)行。 2. 開發(fā)低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補(bǔ)了國內(nèi)外研究領(lǐng)域空白 目前,我們開發(fā)的超低溫脫硝催化劑經(jīng)2000 m3/h級煙氣流量側(cè)線試驗(yàn)后,已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3000 h以上,脫硝效率保持在55 %以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前已有工業(yè)應(yīng)用報道的脫硝催化劑溫度(如,荷蘭殼牌公司生產(chǎn)的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低,為140 oC),進(jìn)一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區(qū)間(圖3)。
南京大學(xué)
2021-04-10