中國(guó)是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó),,燃煤排放的氮氧化物(NOx)是造成光化學(xué)煙霧和區(qū)域性灰霾的重要前體物,,控制燃煤煙氣中氮氧化合物的排放成為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵,。目前我國(guó)電廠氮氧化合物排放采用了全球最嚴(yán)的排放限值,,滿足標(biāo)準(zhǔn)的最佳技術(shù)途徑是氨氣選擇性催化還原(NH3-SCR)NOx,。我國(guó)燃煤煙氣排放普遍存在高灰高鈣高硫(三高)特征,,且煙氣溫度波動(dòng)范圍大,如何在“三高”特征下實(shí)現(xiàn)中低溫寬窗口高效脫硝,、高鈣高砷中毒催化劑無(wú)損再生等成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界面臨的難題,。
2015年,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院李俊華教授及其研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的 “燃煤煙氣選擇性催化脫硝關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng),。該項(xiàng)目歷經(jīng)10余年攻關(guān),,首次提出了中低溫雙活性中心脫硝反應(yīng)機(jī)理,在脫硝催化劑及其關(guān)鍵載體,、廢舊催化劑再生及脫硝工藝等核心技術(shù)方面完成多項(xiàng)發(fā)明,,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,引領(lǐng)脫硝理論和技術(shù)進(jìn)步,,推動(dòng)脫硝產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展,。項(xiàng)目完成人依次為清華大學(xué)教授李俊華、郝吉明,,北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司高級(jí)工程師劉漢強(qiáng),,江蘇龍?jiān)创呋瘎┯邢薰靖呒?jí)工程師汪德志,,重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司高級(jí)工程師黃銳,,四川華鐵釩鈦科技發(fā)展有限公司王蘭武,。
李俊華教授團(tuán)隊(duì)在這一項(xiàng)目中提出了復(fù)合載體顆粒增強(qiáng)和晶粒細(xì)化作用機(jī)制,發(fā)明了大比表面鈦硅鎢復(fù)合載體,,解決了我國(guó)燃煤煙氣“三高”排放特征下催化劑易磨損失活的難題,;提出了雙活性中心脫硝反應(yīng)機(jī)理,,發(fā)明了稀土元素耦合過(guò)渡金屬脫硝催化劑,克服了中低溫脫硝效率低的難題,;提出平衡催化劑表面酸堿性和氧化還原性是保證催化劑活性的關(guān)鍵,,發(fā)明了中性絡(luò)合定向再生技術(shù),避免了傳統(tǒng)強(qiáng)酸清洗帶來(lái)的設(shè)備腐蝕,、強(qiáng)度下降和活性組分流失等問(wèn)題,;發(fā)明了高精度流場(chǎng)均勻分布系統(tǒng),保證煙氣與催化劑充分均勻接觸,,提高了脫硝效率,。形成“關(guān)鍵載體-催化劑-再生技術(shù)-脫硝工藝”技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈,氧化物載體,、脫硝催化劑及脫硝工程在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率第一,,實(shí)現(xiàn)了高塵煙氣下高效脫硝。
目前,,該項(xiàng)目成果已通過(guò)中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)鑒定,,并被評(píng)價(jià)為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。本項(xiàng)目授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利23項(xiàng),、實(shí)用新型專利8項(xiàng),、軟件著作權(quán)2項(xiàng),主持編寫2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),,參編1項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),,出版專著1部,發(fā)表SCI論文83篇,,SCI 他引 1365 次,。同時(shí),該項(xiàng)目成果已在國(guó)電,、華能,、大唐及神華等 256 家電站及工業(yè)鍋爐應(yīng)用,并銷往美國(guó)和日本等國(guó)家,,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境效益。