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YACOO: 浙大一成果让燃煤氮氧化物排放低于天然气

2015-04-30 来源:亚科官网

       科技金融时报报:根据2014年国民经济和社会发展统计公报显示,我国已经成为世界第一大煤炭消费国,2014年消费35.1亿吨,约占全球一半,伴随而来的是二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘排放累计超过5600多万吨,而这其中二氧化硫的90.3%、氮氧化物的70.9%、烟尘的83.4%来自火电、钢铁、水泥等主要用能行业排放。相关研究结果已表明,氮氧化物是形成雾霾的主要成分之一,减少该类有害物质的排放已然刻不容缓。
        浙江大学能源工程学院副院长高翔教授和岑可法院士的团队,历经18年研究,探索如何从源头控制这些有害物质排放,还天空一抹蔚蓝。该团队的“高效烟气催化脱硝关键技术及应用”项目获得了2014年度浙江省科技进步奖一等奖。据悉,该项目关键成果已应用于燃煤锅炉、生物质锅炉、污泥焚烧锅炉、玻璃窑炉等,实现年减排氮氧化物约94.2万吨。
        项目负责人、浙江大学能源工程学院副院长高翔介绍说:“这个项目的成就概括来说主要有三点,一是构建了适合我国复杂煤质及运行工况的高效脱硝催化剂配方体系设计方法及成套制备技术;二是针对失活催化剂循环利用的再生改性一体化新方法;三是研制了混合及反应过程耦合强化的催化反应装置。”
        通俗来说,当下燃煤电厂脱硝方式的主要方式是用烟气脱硝催化剂,利用化学反应生成对大气环境无污染的氮气和水。“与发达国家相比,我国煤质更复杂,其中高硫、高灰等劣质煤约占煤炭资源总量的40%,发电用煤平均灰分是28%(美国是8% )。针对这个情况,我们通过添加稀土、过渡金属等组分制备了具有多活性中心的脱硝催化剂,有效提高了催化剂的抗中毒、抗磨损能力,不仅能够有效转化二氧化硫和氮氧化物,还能对汞进行氧化。使用这样的催化剂,实现了氮氧化物的超低排放,达到了20毫克每立方米,远远低于国家100毫克的标准,甚至比天然气排放浓度还要低。”高翔表示,“不仅在催化剂成分的研究上有所创新,对于催化剂的载体,我们也改变了原来的思路,改用钛硅混合的材料,这对硫的控制起到了关键作用。”
        但是烟气脱硝催化剂随着使用时间的推移活性会逐渐下降,更换催化剂不仅需要大量成本,还面临着如何处理催化剂废弃物的难题。几经研究,该团队厘清了催化剂失效的原理,并研发出高效的催化剂再生复合配方与活性修补配方,开发出了适合脱硝催化剂商业化再生的成套工艺设备。“全新的催化剂价格每立方超过2万元,而再生催化剂一次仅需要1万余元,再生后的催化剂活性能达到全新的98%左右,大大降低了更新成本,还节省了大量固废的产生和处理费用。”
如今,项目成果在浙江、江苏、安徽、广东等十几个省市的燃煤电站锅炉等实现了规模化应用,合作单位累计合同额逾60亿元,推动了国家脱硝战略新兴产业的发展,产生了显著的经济、社会效益。
       接下来,团队将目光转向了建材行业如玻璃、水泥等以及船舶,尤其是大型船舶,针对不同情况拓展更多的应用领域。