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近日获悉,由北京国电龙源环保工程有限公司等单位共同承担的“燃煤电厂烟气催化剂脱硝关键技术研发及应用”项目,荣获国内环保领域最高奖项—— 2014年度环境保护科学技术奖一等奖,并已顺利通过2015年国家技术发明奖二等奖的评审。这一项目对引领清洁火电发展、推动燃煤电厂自身升级、解决我国大气污染问题提供了关键的技术支撑。
自主研发打造完整脱硝产业链
燃煤烟气排放产生的氮氧化物(NOx)是造成酸雨、光化学烟雾及灰霾等污染事件的重要原因,控制燃煤电厂氮氧化物排放成为改善我国空气质量的关键。2011年起,我国火力发电燃煤锅炉采用了全球范围内最严格的大气污染物排放标准,其中氮氧化物排放限值为100毫克/立方米,既对燃煤电厂环保减排工作提出了挑战,也为电力环保事业的发展提供了机遇。
众所周知,燃煤电厂烟气脱硝主要采用选择性催化还原法,其原理是氨与氮氧化物在催化剂表面上进行催化还原反应,生成氮气和水,反应过程不会产生二次污染物,脱硝催化剂是此项技术的核心。
国电龙源环保这一项目立足我国燃煤烟气高灰(烟尘)、高钙(钙化物)和高硫(硫化物)的现实国情,创造性地研制了高表面和高强度复合氧化物原材料,突破了适用于我国的高效低成本催化体系设计和废旧催化剂再生的技术瓶颈,攻克了原材料及催化剂生产过程中关键设备国产化的难题,打造了具有自主知识产权的 “原材料生产-催化剂制造-脱硝工艺-废旧催化剂再生”这一完备的技术产业链,实现了整个脱硝产业链的100%国产化,形成了我国目前最大脱硝产业链和完整的供应体系。打破了国外企业技术垄断,引领了民族企业的发展。
原材料入手解决失活难题
脱硝催化剂一般以二氧化钛(TiO2)作为主要载体,五氧化二矾(V2O5)为主要活性成分,三氧化钨(WO3)等为抗氧化、抗毒化辅助成份。存在二氧化钛易相变失活的难题,影响脱硝效率。
课题组通过反复的试验和论证,最终揭示了载体酸性及助剂三氧化钨分散度是影响脱硝催化剂活性和选择性的主控因素。由于抓住了主要矛盾,该公司顺利研发了高比表面积的钛硅、钛钨及钛钨硅等复合氧化物载体,突破了脱硝催化剂原材料制备技术和生产工艺瓶颈,解决了传统二氧化钛易相变失活的难题,研制出一系列针对不同燃煤烟气脱硝催化剂制造所需的关键原材料。
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