低温脱销技术挑战

1、工业锅（窑）炉低温SCR脱硝技术探讨 2012.7 深圳1一， NOx排放现状和展望氮氧化物(NOx): N2O5、N2O4、N2O3、N2O2、N2O、NO、NO2NO为无色无臭气体，很容易与血液中的血色素结合,造成血液缺氧引起中枢神经麻痹；NO2的毒性是NO的510倍，是CO的500010000倍，对人体危害极大，还会诱发光化学烟雾和导致酸雨形成。N2O 温室气体效应是CO2的200倍1995 年以来北京、广州的NOx 年均值均是标准的2 倍以上, NOx 污染非常严重。 2中国环境规划院的研究报告: NOx 排放量2010 年的2.15 107 t , 到2020 年和2030 年, 全

2、国能源消费导致的NOx 排放总量将分别达到2.42.9 107 t 和3.24.3107 t,到2020 年前后将超过美国成为世界第一大NOx 排放国, 如此巨大的排放量将给公众健康和生态环境带来灾难性的后果 工业脱硝-国家十二五环境污染控制领域的重中之重的工作北京市地方标准锅炉大气污染物排放标准 （DB11/ 1392007） 严重问题没有成熟的技术支撑3火电外，工业排放是最大的NOx源4工业锅炉（包括自备电站锅炉）（燃煤，燃油和燃气锅炉）玻璃炉窑，水泥炉窑， 陶瓷窑炉冶金烧结炉，石化裂解炉化工厂，垃圾焚烧电子，新能源与冶金等行业的酸洗气体工业排放源对NOx排放贡献率与火电行业相当！市场价值

3、？5北京市地方标准锅炉大气污染物排放标准 （DB11/ 1392007） 严重问题没有成熟的技术支撑工业锅炉6北京工业锅炉NOx环境污染状况（2008年监测数据）7二， NOx排放控制主流技术选择性催化还原法( Selective Catalytic Reduction, SCR) 4NO+4NH3+O2 4N2 +6H2O2NO2+4NH3+O2 3N2 +6H2O难点: 1. 反应温度350-400 , 2. NH4 的逃逸 3. 生成NH4HSO4, 催化剂失活, 堵塞选择性非催化还原法( Selective non- Catalytic Reduction,SNCR) NOx的去除率要

4、低于SCR, 脱硝效率只有3050 制备成本低 ，运行温度为900-1100 主要应用于电厂锅炉8三，低温SCR脱硝技术火力发电领域-成熟的SCR脱硝技术排烟温度较高, 工况稳定催化剂工作温度 330-400, 成熟的SCR工艺需要尿素分解炉不具有自主的知识产权国外技术为主工业锅炉（包括自备电站锅炉）（燃煤，燃油和燃气锅炉）玻璃炉窑，水泥炉窑冶金烧结炉，石化裂解炉化工厂，垃圾焚烧电子，新能源与冶金等行业的酸洗气体排烟温度低, 120-300 ？运行工况不稳定场地有限, 情况复杂没有成熟的脱硝技术！？难以完成国家的NOx减排指标9火电厂、工业锅炉（窑炉）、冶金烧结炉、化工裂解炉、水泥和玻璃窑炉、

5、硝酸厂、电子行业、冶金行业（酸洗工艺过程） 脱硝技术应用领域（固定源）三个最重要的因素温度SO2 含量灰份含量10火电厂冶金烧结炉化工裂解炉玻璃窑炉水泥硝酸厂工业锅炉冶金行业（酸洗工艺）电子行业 40050含硫量排烟温度(包括省煤器或余热锅炉后的温度）300SCR200100玻璃窑炉化工裂解炉火电厂冶金烧结炉工业锅炉燃气（油）锅炉水泥硝酸厂冶金行业（酸洗工艺）电子行业11含灰量水泥玻璃窑炉冶金烧结炉火电厂燃煤工业锅炉化工裂解炉燃气（油）锅炉硝酸厂冶金行业（酸洗工艺）电子行业工业锅炉-玻璃窑炉-冶金烧结炉-化工裂解炉-最严峻的挑战低温且SO2含量高水泥窑- 粉尘 (低温？）12产业链与挑战缺乏自

6、主知识产权技术SCR催化剂生产SCR反应系统设计与数值模拟SCR反应器与配套设备制造SCR反应工程安装SCR设备运行SCR系统售后服务催化剂再生还原剂生产与供应自动控制装备技术缺乏自主知识产权技术已取得一定经验，还原剂喷射系统气体均流已取得一定经验，已取得一定经验尚未形成体系挑战：当SCR催化剂在低于（250 C？）运行时， ABS的产生情况和对催化剂的伤害情况不明。 因此：工业锅炉、 玻璃窑炉、冶金烧结炉、化工裂解炉脱 硝遭遇巨大挑战。13四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究对于原有催化剂的改性研究催化剂蜂窝成型的研究催化剂原始活性组分含量的最佳配比活性组分种类和含量的调配阴阳离子修饰

7、成型助剂成型工艺运行条件示范工程以V-TiO2催化剂为基础14四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究15四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究SCR催化剂的工作窗口北京工业大学开发的低温SCR催化活性（SV=22000H-1）NO：350ppm；SO2：200ppmO2: 8% 16阳离子(X)修饰V2O5-WO3/TiO2的催化剂脱硝活性X含量（wt%)0.05%0.1%0.15%0.2%0.3%0.5%1%12026.22%41.12%23.91%24.55%26.96%30.29%28.11%14044.69%67.67%44.65%43.50%33.31%52.25%52.95

8、%16069.16%90.87%71.82%67.65%54.71%81.04%82.60%18090.63%99.16%92.09%89.75%77.82%96.53%98.04%20099.50%99.89%99.24%99.03%93.31%99.81%99.95%22099.98%99.92%99.97%99.90%99.08%99.93%99.97%四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究X含量（wt%)0%+0.05%0.1%0.15%0.2%0.3%0.5%1%1200.83%0.55%0.42%0.14%0.28%0.28%0.42%0.28%1400.69%0.55%0.0

9、0%0.14%0.42%0.28%0.42%0.42%1600.83%0.55%0.00%0.14%0.00%0.42%0.28%0.42%1800.83%0.69%0.14%0.14%0.28%0.56%0.56%0.70%2000.83%0.69%0.14%0.00%0.14%0.56%0.56%0.70%2200.83%0.69%0.42%0.14%0.14%0.98%0.56%0.83%阳离子(X)修饰V2O5-WO3/TiO2的催化剂脱硝条件下的SO2氧化率17云南钛业酸洗线氮氧化物净化系统 四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究钛板车间NOx废气： 3000-7000ppm 技

10、术路线： SCR脱硝效率： 80 （175 ）18合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究污染物浓度： NOx 9600mg/m3、粉尘5600 mg/m3。 排放氮氧化物浓度：200 mg/Nm3。NH3逃逸率：小于5ppm19张家港氮LED玻璃氧化物净化系统四，低温SCR脱硝技术-北京工业大学的研究20五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战业内的疑问？The Shell Denox System (SDS) for Nitric Acid plants21五， 低温SCR脱硝技术-问题和挑战22五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战优点：运行温度低具有自主知识

11、产权自主生产催化剂 SO2氧化转化低可以应用于SO2含量低的烟气或废气脱硝处理问题： SCR过程中产生的硫酸氢氨（NH4HSO4）会沉积到催化剂表面，是催化剂堵塞或失活，NH4HSO4 的露点温度为220C左右我们不知道：使用低温SCR技术对SO2浓度的要求？催化剂是否可以原位再生， 如果是， 则再生时间和频率是多少？如何设计低温SCR反应器？在工程设计上如何克服NH4HSO4的问题23NH4HSO4-ABS问题160C138-160C330 C330 -216C五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战24NH4HSO4-ABS问题五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战25工业锅炉（包括自备电站锅炉）（

12、燃煤，燃油和燃气锅炉）玻璃炉窑，水泥炉窑冶金烧结炉，石化裂解炉化工厂，垃圾焚烧电子，新能源与冶金等行业的酸洗气体？五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战26解决办法：1. 催化剂孔道设计, 避免微孔，减少ABS结露。2. 催化剂配方调整，减少SO2的氧化。3. 研究可以使用低温SCR催化剂的条件。4. 研究烟气中SO2含量-SO3的生成量-ABS沉积量-催化床层阻力-催化剂失活- 等因素之间的关系。5. 研究低温SCR催化剂原位再生方法（水洗？热分解？），研究催化剂的再生周 期，频率和再生时间（工业上是否可以接受？）6. 工程设计？现场能源的利用和管理解决工业锅炉等NOx排放控制的难题！五，低温S

13、CR脱硝技术-问题和挑战27 正在搭建的低温SCR试验系统五，低温SCR脱硝技术-问题和挑战28六，脱硝市场分析脱硝领域：火电厂、工业锅炉（窑炉）、冶金烧结炉、化工裂解炉、水泥和玻璃窑炉、硝酸厂、电子行业、冶金行业（酸洗工艺过程） 未来五年脱硝市场总体市场容量测算地区脱硝装置催化剂脱硝装置+催化剂5年（亿元）每年（亿元）5年（亿元）每年（亿元）5年（亿元）火电厂830166320641150工业锅炉69013814830838总容量152030746894198829七，低温SCR脱硝技术研究开发基地-中试北京方信立华科技有限公司联东U谷工业园地处北京东南工业产业带核心位置亦庄产业新城中心，坐落于北京中关村科技园区金桥科技产业基地内 投资1800万，建立完善的低温SCR技术研发基地（17