[00994152]新型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂技术及产业化应用

本项目属于特种功能无机非金属材料、催化剂工程和大气污染防治工程科学技术领域。脱硝是国家“十二五”大气污染治理的重点。目前我国脱硝技术核心催化剂主要是依靠引进技术、设备、原料进行“来料加工”，其知识产权都是德、日、美、韩、丹麦、奥地利等国的。商用催化剂均是V<,2>O<,5>(WO<,3>)/TiO<,2>体系，V<,2>O<,5>是一种剧毒物质，侵入人体会严重损害呼吸系统和皮肤，长期接触会引起支气管炎、视力障碍、肾损害等。不仅在生产中产生污染，废弃催化剂也会再次威胁环境。在国家“十二五”科技支撑、国家“863”计划、国家发改委新兴产业及产业结构调整专项、国家自然科学基金、教育部博士点基金、江苏省工业科技支撑、江苏省环保科研课题等10项国家及部省级项目资助下，本项目采用化学化工催化与材料学科协同创新，从SCR脱硝基本催化原理出发，研究了组分、结构与催化活性之间的关系，分析和归纳了催化活性组分之间及活性组分与支撑体之间的高效耦合规律、催化协同机理，发展和丰富了结构催化理论，研发出了新型高效、无毒SCR脱硝催化剂技术。发明了稀土掺入过渡金属复合氧化物脱硝催化剂新体系，替代剧毒的钒钛体系；发明了具有助催化脱硝功能的新型ATS多相蜂窝陶瓷支撑体；发明了催化剂高强度、高比表面、可控孔的制备技术。首次发现酸性强度决定SCR催化活性适宜温度，表面酸量决定SCR催化活性大小。实现了脱硝催化剂高效、无毒、国产、廉价。新型工业尺寸蜂窝脱硝催化剂组分无毒、环境友好，脱硝率＞90％，活性温度窗口宽（250～450℃）。抗硫、碱、尘等中毒能力强，耐水防湿，SO<,2>转化率低（＜0.4%），强度高（＞15MPa），机械寿命可达10年，失效后可再生利用。可与进口催化剂尺寸匹配，无需改变工艺和设备。价格是商用催化剂的80%，运行成本比商用催化剂低50%。废弃催化剂无二次污染，可制作保温砖或铺地渗水砖，有效实现废弃催化剂资源化利用。新型高效、无毒SCR脱硝催化剂技术通过中国建材联合会组织的科学技术成果鉴定，专家一致认为：该成果“填补了国内外烟气无毒脱硝催化剂技术的空白，技术性能达到了国际领先水平”。本项目共申请发明专利20项（其中PCT 1项，授权7项），发表学术论文40余篇，打破了SCR脱硝关键技术依赖国外进口的局面，取得我国脱硝催化剂完全自主知识产权。本项目成果已在山东天璨环保科技股份有限公司成功投产，建成了年产12000立方米催化剂生产线，二期生产线正在建设中，建成后规模可达36000立方米。新型脱硝催化剂产品畅销于国华太仓电厂、淄博华能白杨河电厂、中石化扬子电厂、山东博汇纸业、江苏华尔润集团有限公司、金晶玻璃厂、陕西未来能源自备电厂、山铝水泥厂等。新增产值1.87亿，利润5600万。新型脱硝催化剂已列入国家发改委重点推荐的环保产品目录。本项目脱硝催化剂技术不仅用于燃煤电厂，还可用于水泥、玻璃、钢铁、化工、交通等行业的脱硝。推广此脱硝催化剂技术，若将使我国NOx排放总量的一半从1200万吨下降至180万吨，如以每吨NOx的经济损失2.5万元计，其环境效益达2550亿元。