燃煤烟气SCR脱硝关键技术研发与工程应用

项目名称：燃煤烟气SCR 脱硝关键技术研发与工程应用

完成人员：金保昇 仲兆平 徐海涛 黄亚继 张亚平 张勇 沈凯 李仁刚 尤毓敏 方阳升 吴磊

完成单位：东南大学 南京龙源环保有限公司 瑞基科技发展有限公司 宜兴市宜刚环保工程材料有限公司 项目简介：

燃煤锅炉氮氧化物(NOx)减排是\国家大气污染防治计划\的重要组成部分，实现减排的关键在于烟气脱硝工程的建设。选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)由于脱硝效率高、无二次污染等优点而在全世界范围内得到广泛应用(约占95%)。我国通过引进德国、日本、美国等发达国家的SCR 技术建设了一批脱硝工程，虽减排了一部分NOx，但仍存在着核心技术和材料受制于人、投资和运行成本过高等一系列问题，本项目在国家科技部、江苏省政府的支持下，围绕烟气脱硝过程工艺技术、低成本脱硝催化剂制备技术、对现有锅炉的适应性技术等三大核心关键问题，开展了长达10 年的研究，取得的原创性成果为：

（1）形成了独特的烟气混合和还原剂分配及调节技术，采用从炉膛至尾部受热面全系统数值计算和冷模结合的方法，通过在连接烟道和脱硝反应器顶部设置导流板和局部阻力元件，实现\静态条件下的均匀混合\；以\风帽式喷氨混合装置\实现\低狭长空间条件下的小尺度快速均匀混合\的系统性解决方案；以\基于响应曲面的设计及调试方法\得出\动态条件下的分布规律\；以\喷氨格栅及其调节方法\完成\精确快速调节的工程实现\。上述技术组合应用，解决了在时、空受限下烟气均匀混合和还原剂精确定量控制及分布的难题。 （2）基于国产原料，发明了超声均相沉淀法制备纳米TiO2 及溶胶共浸渍法负载活性组分的SCR催化剂粉体制备技术，研发出脱硝活性、催化选择性、机械强度及抗中毒性能得到显著提升的催化剂配方，发明了低能耗、高效率的整体式蜂窝SCR 烟气脱硝催化剂制备方法及相关生产设备，形成了从原料制备到催化剂成品产出的成套工艺及装备技术。生产出的催化剂产品已广泛用于燃煤烟气脱硝工程，其机械性能优于国外同类产品，化学性能和国外同类产品相当。

（3）研发出脱硝装置与现有锅炉系统的集成优化技术，发明了防止爆米花灰堵塞催化剂的技术，通过设置柔性金属筛网有效拦截并分离燃煤烟气中大颗粒粒径的\爆米花灰\解决了\爆米花灰\对催化剂的冲刷和堵塞问题，发明了紧凑型烟气脱硝装置，通过改变烟气引出和导入的方式，将锅炉改造所需空间缩减1/2 以上，大幅降低了改造费用。

授权专利情况：

获授权专利30 项（其中发明专利8 项），公开发明专利20 项；编制国家环保部环境保护行业标准1 项；发表论文26 篇，SCI 收录8 篇，EI 收录18 篇(含双收录)。

技术经济指标：

脱硝效率>80%且排放浓度达到国家有关排放标准，氨逃逸率<2.5mg/m3，SO2/SO3 转化率<1%。催化剂产品轴向及侧向耐压强度分别为1.9 和1.2MPa，磨耗率为0.16%.kg-1。

应用及效益情况：

截止2012 年，本项目技术已应用于国电、大唐、华能、中石油、武钢等企业的164 台锅炉的烟气脱硝工程，覆盖电站锅炉(420-2050 t/h)、工业锅炉（75-410 t/h）和热水锅炉（35-64 MWt）。新增产值42.56 亿元，新增利税9.77 亿元，节支总额12.58 亿元。