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本實用新型提供一種強(qiáng)化除硝除汞反應(yīng)裝置，其特征在于，包括:順次串聯(lián)連接的入口煙道(1)、SCO 反應(yīng)器(2)、噴氨裝置(3)和 SCR 反應(yīng)器(4)，所述 SCO 反應(yīng)器(2)內(nèi)部設(shè)有 SCO 催化劑，所述 SCR 反應(yīng) 器(4)內(nèi)部設(shè)有 SCR 催化劑;Hg 氧化反應(yīng)器(5)，

本發(fā)明公開了一種用于硝汞協(xié)同控制的催化劑及其制備方法，所述催化劑由以下質(zhì)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(fā)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(yīng)我國燃煤電廠中脫汞的要求，且SO2/SO3轉(zhuǎn)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。

本發(fā)明公開了一種用于脫硝脫汞的復(fù)合催化劑，包括質(zhì)量百分比 30～40％的 TiO2，57～68％的殼聚糖，2～3％的助催化劑，助催化劑為 CuO、MnO2 及 CeO2 中的一種或其組合。制備上述催化劑的方法為：(1)將質(zhì)量份 57～68 殼聚糖加入醋酸溶液中并攪拌使之充分溶解；(2)向殼聚糖醋酸溶液中加入質(zhì)量份 30～40 的 TiO2 和 2～3 的助催化劑，然后使用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pH 值至 9～12，并使用磁力攪拌、

針對傳統(tǒng)SCR脫硝催化劑難以適應(yīng)我國高硫、高灰、高汞燃煤煙氣而導(dǎo)致的 催化劑失活、使用壽命縮短、脫硝成本增加等問題，以及實現(xiàn)燃煤煙氣協(xié)同脫硝 脫汞目標(biāo)，在“國家科技支撐計劃"、“國家863計劃”等項目支持下，重慶大 學(xué)與國家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、國家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保催化劑有限公 司通力合作，開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、集多項核心技術(shù)于一體、適應(yīng)我國 惡劣燃煤煙氣條件的脫硝脫汞催化劑配方及制備關(guān)鍵技術(shù)。主要取得以下創(chuàng)新性 成果： （1） 率先建立了高硫高灰高汞燃煤煙氣條件下催化劑中毒失活機(jī)理模型， 開發(fā)出適應(yīng)我國復(fù)雜燃煤煙氣的耐磨抗中毒鈦鴿-堇青石復(fù)合催化劑載體； （2） 揭示了汞在燃煤煙氣中的熱力學(xué)特性和遷移行為，建立了汞在脫硝過 程中的吸附與氧化機(jī)制，開發(fā)出了適應(yīng)高硫高灰高汞煙氣的寬尺度協(xié)同脫硝脫汞 催化劑； （3） 建立了我國典型煤種汞分布與賦存形態(tài)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了汞高效吸附氧 化設(shè)計平臺，構(gòu)建了針對不同煤質(zhì)條件的協(xié)同脫硝脫汞催化劑設(shè)計與快速響應(yīng)系 統(tǒng)； （4） 開發(fā)出協(xié)同脫硝脫汞復(fù)合載體催化劑制備關(guān)鍵技術(shù)與生產(chǎn)工藝，建立 了具有國際先進(jìn)水平的脫硝脫汞試驗平臺，構(gòu)建了催化劑運(yùn)行智能監(jiān)測管理系統(tǒng)。 本項目研制的新型脫硝脫汞催化劑脫硝率、汞氧化率、耐磨性、使用壽命等指標(biāo) 達(dá)到國際先進(jìn)水平，其它性能指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

        成熟度：技術(shù)突破         一種安全、可靠、光強(qiáng)穩(wěn)定的數(shù)字化超高壓汞燈曝光光源控制器，驅(qū)動功率高達(dá)3kW，功率調(diào)整步長小于5W，光強(qiáng)穩(wěn)定性誤差不高于0.3%@30min，汞燈觸發(fā)成功率高于90%。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

目前，乙炔法生產(chǎn)PVC的催化劑，幾乎全部采用氯化汞催化劑。大量使用汞觸媒帶來的結(jié)果，不僅是汞資源的迅速枯竭，更重要的是惡劣的環(huán)境污染，汞污染造成的連鎖反應(yīng)，對人類生活產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。 為確保我國乙炔法PVC和氯堿產(chǎn)業(yè)的安全發(fā)展，有序推進(jìn)汞減排，有關(guān)部門的對策是：2012 年，實現(xiàn)電石法PVC行業(yè)低汞觸媒普及率達(dá)到50%，并全部合理回收廢汞觸媒；到2015 年，全行業(yè)全部使用低汞觸媒，廢汞觸媒回收率達(dá)到100%。 南開大學(xué)與國內(nèi)重要PVC生產(chǎn)企業(yè)合作，工業(yè)放大制備的

本成果創(chuàng)造性地提出了一種可再生磁珠高效脫汞技術(shù)。基于創(chuàng)新性提出的“以廢治毒”思想，利用煤灰中磁珠制備可再生高效汞吸附劑，發(fā)明了可再生吸附劑噴射脫汞工藝系統(tǒng)。 據(jù)報道，煤中含鐵礦物成分經(jīng)燃燒后形成Fe2O3、Fe3O4，會同飛灰一并進(jìn)入煙氣管道，形成具有鐵磁性的顆粒物。此類顆粒物因其較強(qiáng)的鐵磁性，可利用磁選機(jī)實現(xiàn)分篩，所以具有作為磁性脫汞吸附劑載體的潛力。磁珠中所含鐵尖晶石具有一定的催化氧化活性，可以將單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為二價汞。但是，該性質(zhì)受磁珠化學(xué)組分差異的影響，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。因此，需要進(jìn)一步改性活化，以提高其汞吸附能力。 本技術(shù)利用銅氯基催化氧化作用，令汞單質(zhì)與磁珠表面銅氯基活性位點通過化學(xué)吸附相結(jié)合，生成二價汞附著于磁珠表面，實現(xiàn)氣態(tài)汞的顆粒化，再利用后續(xù)顆粒物捕集裝置協(xié)同脫除煙氣中汞。 該技術(shù)通過在煙氣處理系統(tǒng)中嵌入磁珠分選、活化和噴射系統(tǒng)，實現(xiàn)吸附劑在線制備與應(yīng)用，能夠顯著減少脫汞工藝流程，降低技術(shù)成本。 圖4 磁珠改性制備系統(tǒng) 圖5 汞回收裝備 【技術(shù)優(yōu)勢】 1000MW燃煤機(jī)組磁珠脫汞示范項目應(yīng)用效果顯示，汞脫除效率維持在95%以上，排放煙氣汞濃度為0.4µg/m3，遠(yuǎn)低于國內(nèi)外現(xiàn)有大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且能夠滿足國際《關(guān)于汞的水俁公約》限值。高品質(zhì)鐵磁性礦物和汞回收也屬于該技術(shù)重要一環(huán)，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益能夠抵扣脫汞成本，壓縮靜態(tài)投資回收期低至2年以下。 相較于同類技術(shù)，可再生磁珠脫汞技術(shù)屬于高投資回報項目，具有強(qiáng)勁市場競爭力，有助于形成汞的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，完善工業(yè)煙氣汞處理整體產(chǎn)業(yè)鏈，將原有排汞致污企業(yè)，轉(zhuǎn)型為可持續(xù)循環(huán)的綠色生產(chǎn)企業(yè)。隨著該項技術(shù)的推廣應(yīng)用，將對我國電力、冶金、建材等等行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，改善汞污染治理現(xiàn)狀，提升大國地位和國際形象，產(chǎn)生積極的影響和作用，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。 【技術(shù)指標(biāo)】 目前，美、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)300MW以上燃煤機(jī)組煙氣汞排標(biāo)準(zhǔn)為<1～4µg/m3，而我國頒發(fā)的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，燃煤電廠汞排放濃度限定在<30µg/m3水平，隨著全球《關(guān)于汞的水俁公約》持續(xù)推進(jìn)，我國汞排放限值將進(jìn)一步收緊。基于1000MW燃煤機(jī)組的可再生磁珠脫汞示范系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣汞的超低排放，綜合脫汞效率維持在95%以上，汞排放濃度為0.4µg/m3，滿足國內(nèi)外各區(qū)域煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

一、 項目簡介NOX作為一種主要的空氣污染物會造成一系列的環(huán)境問題，例如光化學(xué)煙霧、酸雨、地表水富營養(yǎng)化、臭氧層破壞等。如何有效的消除氮氧化物引起了全球的關(guān)注，也是我國大氣環(huán)保中的重點。人類活動產(chǎn)生的NOX主要是由燃燒所致，目前, 減少燃燒煙氣中的NOX排放主要有燃燒控制和煙氣脫硝兩種措施。各種控制方法中選擇性催化還原法（SCR）由于兼顧經(jīng)濟(jì)和效率成為火電廠等固定源主要的脫硝技術(shù)。其主要技術(shù)是在催化劑作用下，用NH3、尿素或者其他烴類為還原劑，把NO、NO2還原為N2和H2O。但是，傳統(tǒng)的脫硝方式存在一些問題：受催化劑活性溫度限制的要求，傳統(tǒng)SCR裝置一般安裝在除塵器和脫硫塔的上游以滿足最佳催化溫度為350-400℃的要求。這種安裝方式會使得煙氣中含有大量的飛灰和SO2，造成催化劑活性的降低和使用壽命的縮短，且增加了現(xiàn)有鍋爐脫硝改造的難度。有的煙氣脫硝SCR裝置也安裝在除塵器之后，但需要安裝煙氣再熱系統(tǒng)才能滿足反應(yīng)溫度的要求，這樣就帶來能耗增加，從而影響經(jīng)濟(jì)性。因此，研究低溫SCR脫硝技術(shù)，保證其在250℃甚至更低的溫度下運(yùn)行，使得SCR反應(yīng)器可以安裝在電除塵和脫硫塔之后，具有重要意義。迄今為止，我們的實驗研究已經(jīng)獲得重要進(jìn)展，即獲得了在150～250℃之間脫硝效率超過80%的催化劑，其脫硝效率和傳統(tǒng)脫硝方式相當(dāng)，但溫度卻大大降低，應(yīng)用前景非常廣闊 。二、 項目技術(shù)成熟程度已完成低溫SCR脫硝催化劑的性能實驗工作。三、 技術(shù)指標(biāo)在150～250℃之間，催化劑的脫硝效率超過80%。四、 市場前景在鍋爐等燃燒設(shè)備需要脫硝的地方都可以應(yīng)用，市場前景廣闊。五、 規(guī)模與投資需求投資規(guī)模1000萬元，廠房及設(shè)備設(shè)施需求等。六、 生產(chǎn)設(shè)備溶解池、干燥爐、金屬切割、焊接等。七、 效益分析按每年生產(chǎn)2000噸計算，可獲利約2000-3000萬。八、 合作方式技術(shù)入股，技術(shù)轉(zhuǎn)讓等形式。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項目負(fù)責(zé)人和聯(lián)系人：茍湘，電話：13652167898，郵箱：[email protected] 。

項目成果/簡介:南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運(yùn)行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。應(yīng)用范圍:本項目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達(dá)到 99%以上，使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在萬噸級 PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10萬余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達(dá) 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價廉，優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達(dá) A 級或 B1 級）。本項目社會貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻(xiàn)，需求量巨大，經(jīng)濟(jì)效益可觀。效益分析:選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質(zhì)炭進(jìn)行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有強(qiáng)結(jié)合力的官能團(tuán)，大幅提升活性組分負(fù)載牢固度，提高觸媒抗積碳能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量，降低助劑金屬用量，增強(qiáng)汞負(fù)載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性，延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運(yùn)行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。