科技进步奖公示内容
项目名称:非电燃煤锅炉烟气污染物深度处理技术及应用
推荐单位:浙江大学
项目简介:
非电锅炉的燃煤过程排放的大量二氧化硫、氮氧化物等污染物造成了灰霾等严重的区域性大气复合污染。非电燃煤锅炉大部分分布在城市周边,对城市群大气复合污染贡献率大,对烟气污染物深度处理技术的需求更为迫切。
本成果由浙江大学和浙江天蓝环保技术股份有限公司共同完成。开发出具有优异活性、选择性、稳定性和抗碱/碱土金属中毒能力的SCR脱硝催化剂。在此基础上,通过SNCR和SCR系统的耦合,开发了高效经济的SNCR-SCR脱硝技术。开发了利用电石渣做脱硫剂的具有“以废治污、循环经济”的电石渣-石膏法资源化利用技术;开发出了增强型石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺;开发出了具有pH值分区功能的可调式干粉脱硫剂塔内直喷的Y型吸收塔深度脱硫技术。改进了SNCR脱硝喷枪的结构形式及气液匹配,实现了脱硝喷枪还原剂的供给稳定和高效混合,延长SNCR脱硝反应的反应时间和还原剂反应速率,实现NOx的高效脱除。已在20余个省(市)的推广应用400余台套,处理烟气总量9000余万Nm3/h,极大地推动了我国环保产业的发展。已实现削减二氧化硫50余万吨/年、氮氧化物4万余吨/年,取得了显著的环境、经济效益。
主要科技创新:
(1)通过优化钛基核壳催化剂的构筑方法,考察了钛纳米管特性对管腔内活性物质的保护作用,探明了抗碱/碱土金属中毒的作用机理,开发出具有优异活性、选择性、稳定性和抗碱/碱土金属中毒能力的SCR脱硝催化剂。在此基础上开发了高效经济的SNCR-SCR脱硝技术,通过SNCR和SCR系统效率的合理分配和高效耦合,实现氮氧化物的高效经济脱除。
(2)开发了利用电石渣做脱硫剂的具有“以废治污、循环经济”的电石渣-石膏法资源化利用技术;通过研究添加剂对脱硫效率和稳定性的影响,开发出了增强型石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺;通过研究直喷石灰石干粉在脱硫塔内的运动轨迹、捕集、塔内pH值分布和塔内件结构优化,开发出了具有pH值分区功能的可调式干粉塔内直喷的Y型吸收塔深度脱硫技术,实现二氧化硫的深度脱除。
(3)在锅炉燃烧工况深入分析的基础上,优化还原剂喷入位置和雾化参数,通过对气孔和液孔的优化设计和开发,改进脱硝喷枪的结构形式及气液匹配;通过对计量混合模块的优化设计和脱硝系统集成,实现脱硝喷枪还原剂的供给稳定,配合脱硝添加剂的使用,实现在合适地点和温度点内还原剂和烟气短时间内高效混合,提高还原剂反应速率,实现NOx的高效脱除。
主要完成人及技术贡献:
(1)吴忠标
是本项目的组织者和技术指导者,三个技术创新点的主要贡献者。已授权9项国家发明专利(ZL201110375071.6、ZL201210118136.3、ZL201210426269.7、ZL200710156609.8、ZL200910101848.2、ZL201010601131.7、ZL201310158055.0、ZL201310156356.X、ZL201110375073.5),其中5项为第一发明人,是6篇代表作(1、2、4、6、8、11)的第一或通讯作者。(2)王海强
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。已授权3项国家发明专利(ZL201110375071.6、ZL 201210118136.3、ZL201110375073.5),其中1项为第一发明人,是8篇代表作(1、3、4、6、7、9、10、11)的第一或通讯作者。
(3)莫建松
为本项目第二和第三个技术创新点的主要贡献者。已授权7项国家发明专利(ZL201210426269.7、ZL200710156609.8、ZL200910101848.2、ZL201010601131.7、ZL201210107722.8、ZL201310158055.0、ZL201310156356.X),其中1项为第一发明人,是代表作10的通讯作者。
(4)王岳军
为本项目第三个技术创新点的主要贡献者。已授权3项国家发明专利(ZL201210107722.8、ZL201310158055.0、ZL201310156356.X),其中2项为第一发明人。
(5)陈雄波
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。已授权3项国家发明专利(ZL201110375071.6、ZL 201210118136.3、ZL201110375073.5),是代表作2、3、4、5、7的第一或通讯作者。
(6)刘越
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。已授权1项国家发明专利(ZL201110375071.6),是代表作8、12的通讯作者。
(7)程常杰
是本项目第二技术创新点的主要贡献者,已授权4项国家发明专利(ZL201210426269.7、ZL200710156609.8、ZL200910101848.2、ZL201010601131.7、),其中1项为第一发明人。
(8)高珊
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。已授权2项国家发明专利(ZL 201210118136.3、ZL201110375073.5),是代表作10、11的第一作者。
(9)夏纯洁
为本项目第二个技术创新点的主要贡献者。已授权3项国家发明专利(ZL201010601131.7、ZL200910101848.2、ZL201210426269.7)。
(10)寿冬金
为本项目第三个技术创新点的主要贡献者。已授权2项国家发明专利(ZL201310158055.0、ZL201310156356.X)。
(11)王芃芦
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。是代表作7的第一作者。
(12)唐念
为本项目第一个技术创新点的主要贡献者。是代表作9的第一作者。
(13)刘学炎
为本项目第三个技术创新点的主要贡献者。已授权1项国家发明专利(ZL201210107722.8)。
主要完成单位及创新推广贡献:
(1)浙江大学
本项目第一个技术创新点的主要完成单位,第二、三个技术创新点的次要完成单位。共授权发明专利3项(ZL201110375071.6、ZL 201210118136.3、ZL201110375073.5)。为主发表SCI论文12篇,参与编制我国《工业锅炉/炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009)。
(2)浙江天蓝环保技术股份有限公司
本项目第二、三个技术创新点的主要完成单位;第一个技术创新点的次要完成单位;共授权发明专利7项(ZL201210426269.7、ZL200710156609.8、ZL200910101848.2、ZL201010601131.7、ZL201210107722.8、ZL201310158055.0、ZL201310156356.X)。领衔编制我国《工业锅炉/炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009);负责编制《工业锅炉大气污染防治技术政策》。已在20余个省(市)的推广应用400余台套,处理烟气总量9000余万Nm3/h。
经济(社会)效益:
已实现削减二氧化硫50余万吨/年、氮氧化物4万余吨/年,取得了显著的环境、经济效益,极大地推动了我国环保产业的发展。
推广应用情况:
已在20余个省(市)的推广应用400余台套,处理烟气总量9000余万Nm3/h。
代表性论文专著及作者:
[1] Wang Haiqiang, Chen Xiongbo, Weng Xiaole, Liu Yue,Gao Shan, Wu Zhongbiao*, Enhanced catalytic activity for selective catalyticreduction of NO over titanium nanotube-confined CeO2 catalyst, CatalysisCommunications, 2011, 12 (11) 1042-1045.
[2] Chen Xiongbo, Wang Haiqiang, Wu Zhongbiao*, Liu Yue, WengXiaole, Novel H2Ti12O25-confined CeO2catalyst with remarkable resistance to alkali poisoning based on the "shellprotection effect", Journal of Physical Chemistry C, 2011,115 (35) 17479-17484.
[3] Chen Xiongbo, Gao Shan, Wang Haiqiang*, Liu Yue, WuZhongbiao, Selective catalytic reduction of NO over carbon nanotubes supportedCeO2, Catalysis Communications, 2011, 14 (1) 1-5.
[4] Chen Xiongbo, Wang Haiqiang*, Gao Shan, Wu Zhongbiao*, Effectof pH value on the microstructure and deNO(x) catalytic performance of titanatenanotubes loaded CeO2, Journal of Colloid and Interface Science,2012, 377, 31-136.
[5] Chen Xiongbo, Cao Shuang, Weng Xiaole*, Wang Haiqiang,Wu Zhongbiao, Effects of morphology and structure of titanate supports on theperformance of ceria in selective catalytic reduction of NO. CatalysisCommunications, 2012, 26, 178-182.
[6] Wang Haiqiang, Chen Xiongbo, Gao Shan, Wu Zhongbiao*, LiuYue, Weng Xiaole, Deactivation mechanism of Ce/TiO2 selectivecatalytic reduction catalysts by the loading of sodium and calcium salts, CatalysisScience & Technology, 2013, 3 (3) 715-722.
[7] Wang Penglu, Wang Haiqiang*, Chen Xiongbo*, Liu Yue, WengXiaole, Wu Zhongbiao, Novel SCR catalyst with superior alkaline resistanceperformance: enhanced self-protection originated from modifying protonatedtitanate nanotubes, Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3(2) 680-690.
[8]Wu Zhongbiao, Tang Nian, XiaoLing, Liu Yue*, Wang Haiqiiang, MnOx/TiO2 composite nanoxidessynthesized by deposition-precipitation method as a superior catalyst for NOoxidation, Journal of Colloid and Interface Science, 2010,352 (1) 143-148.
[9] Tang Nian, Liu Yue, Wang Haiqiang*, Wu Zhongbiao,Mechanism study of NO catalytic oxidation over MnOx/TiO2 catalysts, Journalof Physical Chemistry C, 2011, 115 (16) 8214-8220 .
[10] Gao Shan, Chen Xiongbo, Wang Haiqiang*, Mo Jiansong*, WuZhongbiao, Liu Yue, Weng Xiaole, Ceria supported on sulfated zirconia as asuperacid catalyst for selective catalytic reduction of NO with NH3,Journal of Colloid and Interface Science, 2013, 394, 515-521.
[11] Gao Shan, Wang Penglu, Chen Xiongbo, Wang Haigiang*, WuZhongbiao*, Liu Yue, Weng Xiaole, Enhanced alkali resistance of CeO2/SO42--ZrO2catalyst in selective catalytic reduction of NOx by ammonia, CatalysisCommunications, 2014, 43, 223-226.
[12] Wang Haiqiang, Gao Shan, Yu Feixiang, Liu Yue*, WengXiaole, Wu Zhongbiao, Effective way to control the performance of a ceria-basedDeNO(x) catalyst with improved alkali resistance: acid-base adjusting, Journalof Physical Chemistry C, 2015, 119 (27) 15077-15084.
主要知识产权及发明人:
[1]吴忠标, 王海强, 陈雄波, 刘越. 一种具有良好抗碱金属和碱土金属中毒性能的脱硝催化剂. 中国专利, ZL201110375071.6.
[2]吴忠标, 王海强, 高珊, 陈雄波. 一种SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用. 中国专利, ZL 201210118136.3.
[3] 王海强, 陈雄波, 吴忠标, 曹爽, 高珊. 一种炭基材料负载铈钨的中温脱硝催化剂及其制备方法. 中国专利, ZL201110375073.5.
[4] 莫建松, 夏纯洁, 程常杰, 吴忠标. 一种Y型吸收板塔及用其进行烟气脱硫的方法, 中国专利, ZL201210426269.7.
[5] 吴忠标, 莫建松,程常杰. 一种塔外氧化石灰/电石渣-石膏法脱硫工艺及装置, 中国专利, ZL200710156609.8.
[6] 吴忠标, 莫建松,程常杰,夏纯洁. 电石渣-石膏法脱硫液中还原性物质分离和去除的方法,中国专利,ZL200910101848.2.
[7] 程常杰, 夏纯洁, 莫建松, 吴忠标. 一种干粉脱硫剂塔内直喷供灰装置, 中国专利, ZL201010601131.7.
[8] 王岳军, 刘学炎, 莫建松, 虞廷兴. 一种用于循环流化床烟气净化的SNCR脱硝工艺及装置, 中国专利, ZL201210107722.8.
[9] 吴忠标, 寿冬金, 王岳军, 莫建松, 李世远. 一种用于烟气SNCR脱硝的添加剂及其应用, 中国专利, ZL201310158055.0.
[10] 王岳军, 寿冬金, 莫建松, 李世远, 梁平, 吴忠标. 一种用于提高SNCR氨活性的添加剂及其应用, 中国专利, ZL201310156356.X.
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