低温脱硝技术现状及发展趋势

1、脱硝技术现状及发展趋势 1 低温脱硝技术现状及发展趋势 低温SCR兑硝技术及对比 低温SCR兑硝技术工艺流程 低温SCF技术是02和催化剂存在的条件下，在120300C温度窗口内，用 还原剂NH3将烟气中的NOx还原为N2和H2Q反应原理如下： 低温SCF反应器一般布置在脱硫装置和除灰装置之后， 烟气不需要加热，通 过反应器的烟气具有低温、低硫和低尘的特性。系统由氨储罐、氨蒸发器、氨缓 冲罐、稀释风机、氨 / 空气混合器、喷氨格栅、混合单元和催化剂组成，工艺流 程如图1所示。氨水或液氨经蒸发器转化为 NH3经氨缓冲罐，在氨/空气混合 器内稀释，再经喷氨格栅喷入烟道，与烟气均匀混合，并在低温SC

2、F反应器内发 生还原反应将NOx去除。 低温SCR脱硝技术与中温SCR脱硝技术对比 低温SCR脱硝技术的优点 1、低温脱硝催化剂的反应温度在120C300E，可以应用在工业锅炉、水 泥玻璃窑炉、 冶金钢铁烧结炉、 石化催化裂解炉和化工与酸洗设备等领域， 可处 理高浓淡度氮氧化物烟气（1500mg/Nm3以上），有广泛的应用前景； 2、布置在锅炉的尾部烟道，无需对锅炉本体做改动，低温脱硝的吸收塔体 积小，安装简便，占地面积小。因此，脱硝装置总体成本可大幅度下降 ； 3、 由于其位于除尘装置之后，因此烟气具有低温、低尘 （或低硫）的特性， 解决了催化剂的堵塞、磨损等问题，维护成本降低，使用寿命提高

3、 ； 4、减轻飞灰中的K、Na Ca As等微量元素对催化剂的污染或中毒，若在 脱硫之后还可缓解SO2引起的催化剂失活等问题； 低温SCR脱硝技术的缺点 1、受二氧化硫的影响较为明显，在低温下二氧化硫与水、氨气容易形成粘 稠的铵盐，附着在催化剂上，造成催化剂的中毒失活。影响催化剂性能 2、低温脱硝的催化剂对灰尘和含硫量有较严格的要求，针对燃煤锅炉，其 吸收塔只能布置在脱硫后，需要对烟气进行再热，增加了能量消耗和设备投资 ; 3、目前应用工程案例较少，应用工艺需继续开发完善。 2 低温催化剂现状 低温脱硝国内现状 国内低温SCR兑硝技术主要方法 完成烟气治理目标 低温脱硝势在必行 (1)方信立华

4、低温SCF技术 北京方信立华科技有限公司与北京工业大学建立长期合作关系， 何洪教授团 队与北京方信立华科技有限公司合作解决低温 SCR催化剂在低温高硫烟气脱硝 应用的问题。经过多年努力，成功研发出具有自主知识产权的“方信”牌低温 SCF脱硝催化剂，属于钒钛体系催化剂。该技术大幅拓宽了SCF脱硝催化剂的常 规治理温区，将治理温区从 300-400 C拓宽至160-400C。目前，“方信”牌低 温SCF脱硝催化剂已成功应用于诸如云南钛业集团、广州钢铁、湖北益泰药业、 宝钢湛江钢铁有限公司等大型行业龙头企业的脱硝工程，并取得了良好的效果。 合肥晨晰低温SCF技术 合肥晨晰环保工程有限公司与合肥工业大

5、学建立长期合作关系， 拥有一批环 境治理领域的技术专家和可持续发展的技术开发团队， 秉承自主创新的理念， 成 功研发出具有自主知识产权的新型 Mn/FA-PG氐温SCR催化剂，属于非钒系催化 剂，整个SCF工艺温度范围宽、适用于180300C。并与山东铁雄新沙能源有限 公司签订了 150万吨焦炉烟气中低温SCF脱硝工程总承包合同。 (3) 上海瀚昱低温SCF技术 瀚昱公司研发团队与浙江大学合作建立长期合作关系， 研发、设计并制造均 质的 MeOx-CoOx(CeOx/)TiO2 蜂窝催化剂和堆垛式棒状催化剂， 属于非钒系催化 剂，应用于低温SCR脱硝项目中。催化剂的适应温度为130C 260C

6、。脱硝效率 60%90%，并已在玻璃窑和石油化工领域拥有工程应用业绩。 (4) 华元科技低温SCF技术 内蒙古华元科技有限公司生产的脱硝催化剂属于非钒系催化剂， 使用窗口温 度为120-420 C，并已有低温SCR玻璃窑)脱硝催化剂中试应用案例 （5）中能国信低温SCR支术 中能国信（北京）科技发展有限公司与清华大学材料学院达成战略合作协议， 合作开发拥有全部自主知识产权的低温蜂窝型和低温泡沫型SCR兑硝催化剂生 产技术，属于钒钛体系催化剂。 中能国信（北京）科技发展有限公司与北京金隅集 团下属金隅红树林环保技术有限责任公司一起于 2014年 7月开始了在水泥窑低 温SCR兑硝上的探索并已取得

7、成功。 国内低温SCR兑硝技术发展趋势 低温SCR工艺最为核心的问题是低温催化剂的研制和其结构设计。能够适合 SCF尾部布置和其他低温应用的需要，同时又可以减少对烟气进行再加热，能够 高效脱除烟气中的NOx这就必然要求催化剂的活性温度窗口在 120-300C之间 有较高的兑硝效率。低温催化剂需要解决两个问题， 一是在低温时有较高的活性， 二是较好的抗SO2和 H2O效果。 国内最早致力于低温SCR工业脱硝技术探索研究的是北京工业大学环境与 能源工程学院化学化工系何洪教授，自 2003年开始，他以解决非电力行业兑硝 问题为出发点，以低温SCR崔化材料为突破口，充分挖掘国内外先进技术理念， 经历近

8、十年不懈努力， 终于开发出具有自主知识产权、 兑硝效率高、工程造价和 运行成本远低于中高温SCR崔化脱硝技术的低温SCR工业脱硝技术。2012年1 月份，由康恩贝集团和一些个人投资者投资， 以北京工业大学的低温SCR催化剂 生产技术为核心， 北京方信立华科技有限公司在北京成立， 经过多年努力， 成功 研发出具有自主知识产权的“方信”牌低温SCR兑硝催化剂，属于钒钛体系催化 剂。该公司建设有一条低温SCR崔化剂生产线和低温SCR崔化工程技术中试实验 基地，并开始向工业脱硝市场提供低温 SCR崔化剂。目前，该公司正在开发与低 温SCR崔化剂相适应的工业低温脱硝技术，并已经在玻璃、钢铁、冶金、化工、

9、 焦化、垃圾焚烧领域有相关的应用业绩。 尽管何洪教授团队在低温SCR催化剂研发方面获得了令业内十分关注的成 绩，得到了工作温度低至160C的高效低温SCR催化剂，但将其用于燃煤工业锅 炉或其他含硫烟气的脱硝时遭遇到了一个必须克服的障碍。 目前何洪教授团队正 与北京方信立华科技有限公司合作解决低温 SCR催化剂在低温高硫烟气脱硝应 用的问题，正在开展的工作包括研究在低温 SCR崔化床层中ABS生成情况以及对 SCR崔化剂的伤害程度，研究烟气条件一 ABS生成一SCR崔化剂失效的规律，研 究低温SCR催化脱硝设备的运行条件、控制方式、反应器设计优化、SCR与脱硫 除尘设备的耦合和低温SCR催化剂的

10、原位再生技术。继往开来，他们将从催化材 料、SCR兑硝工艺设计、设备优化和原位再生技术出发，开发适合我国工业锅(窑) 炉污染物排放控制的低温高硫烟气脱硝技术， 以更进一步为解决我国大气污染难 题贡献新契机。 2012年 12月份， 何洪教授的学生霍昱与清华大学材料学院达成战略合作协 议，成立了中能国信 (北京)科技发展有限公司， 合作开发拥有低温蜂窝型和低温 泡沫型SCR兑硝催化剂生产技术，公司的低温SCR兑硝催化剂也属于钒钛体系催 化剂。并与北京金隅集团下属金隅红树林环保技术有限责任公司一起于 2014 年 7月开始了在水泥窑低温SCR兑硝上的探索并已取得成功。 从 2014 年开始，国内开

11、始涌现一批以锰系催化剂为研究方向的一批公司， 主要有上海瀚昱环保材料有限公司、 合肥晨晰环保工程有限公司、 内蒙古华元科 技有限公司， 并已经取得一定的低温应用业绩。 除了以上几家公司在低温催化剂 领域取得一定成就外，中节能六合天融、江苏龙源、重庆远达、浙江才府环保、 北京宝塔三聚、 廊坊晋盛节能、 武汉大富、 襄阳先天下环保等公司都在进行低温 催化剂研发攻关工作。截止到目前，没有相关的应用业绩。 未来的低温催化剂研究方向必定朝着更低的温度段跟进， 满足多种温度要求 ; 适合更多烟气工况条件满足复杂烟气特性的方向发展， 寻求提高效率、 降低造价 和运行成本的的途径， 可以满足非电力行业的工业锅

12、 (窑)炉设备的烟气兑硝要求。 国外现状 国外SCR低温脱硝技术主要方法 (1) 壳牌 Shell 低温兑硝技术 经过多年的研究，壳牌公司 (Shell) 于 20世纪 90年代开发出了低温 DeNOx 系统(SDS)，它包括一种专有的V/Ti颗粒状催化剂和一个低压降的侧流反应器 (LFR)。典型的商业应用级 SDS,操作温度在120C350C ;空速在250040000/ h;可以在很小的氨逃逸率下达到高于 95 %勺NOx转化率。Shell低温脱硝系统工 程应用节选见表 2。 Shell 低温脱硝系统在国内有安装实践， 2005 年初，柳州化工股份有限公司 采购了 CRI三套脱硝系统，使用

13、的温度分别是137C, 164C, 290C。在南京某 己内酰胺厂也有一套 CRI 脱硝系统在运行。 201 0年3月宁波万华安装一套气液 焚烧装置的尾气处理，同年7月又安装尾气流量这12455Nm3/h硝酸尾气处 理;2010 年 5月，湖北华强年产 6万吨的硝酸项目的尾气处理，尾气中的氮氧化 物排放均远低于国家即将执行的 300mg/Nm3标准。 奥地利Ceram低温脱硝技术 Ceram的催化剂的采用的也是 V-Ti体系，其中V含量在0到3沱间，催化 剂的活性温度在150-550 C之间。从1990开始Ceram从事的低温脱硝项目包括 垃圾发电，乙烯裂解炉，硝酸厂，天然气燃汽轮机等。温度最

14、低的是 1995年的 Wuppertal项目，催化剂的反应温度是150C。其中以城市垃圾和医用垃圾，化 学残留物等垃圾炉的尾气SCR处理最多，另外也有少量的少量乙烯裂解炉，硝酸 厂，天然气燃汽轮机等低温 SCR项目。 国外SCR氐温脱硝技术发展趋势 从国外开始应用SCR法脱硝技术以来，将低温SCF技术应用于燃煤电厂，由 于烟气湿法脱硫之后，烟气的温度只有 70-80 C,所以要想在电厂FGD之后安装 低温SCR装置，对催化剂的温度活性温度要求很高， 如果烟气的温度不能达到催 化剂的要求，则需要另外将催化剂预热，又增加了 SCF兑硝的运行成本。干法和 半干法脱硫之后烟气温度相对较高，但是干法和半

15、干法脱硫不能应用于 300MW 以上的锅炉，所以开发适合干法和半干法脱硫工艺之后的低温SCFF催化剂将有很 好的应用意义， 应用的主要领域主要在无硫和烟气量相对较小的锅炉、 窑炉、燃 气轮机、硝酸厂和垃圾焚烧厂等。 3低温SCR脱硝技术的应用 低温SCFF催化脱硝技术的应用是一项非常复杂的工程，面临着众多应用领域。 国内目前从事低温SCR兑硝技术推广的环保公司有多家，主要包括方信立华、合 肥晨晰、上海瀚昱、华元科技、中能国信等。目前国内低温脱硝市场尚未全面启 动，在工程上主要应用在玻璃、 化工、焦化、垃圾焚烧领域， 应用工程数目不多。 从方信立华立华 2015年上半年合同签署情况来看：随着焦化行业低温脱硝 市场的释放， 2015年3月 25日，该公司喜获世界首条焦炉烟气脱硝与世界单笔 低温SCR兑硝催化剂采购量最大的宝钢湛江钢铁有限公司焦炉烟气净化设施EP 项目低温SCR兑硝催化剂设备采购合同，合同额在 1500万元左右，此外还获得 山东铁雄新沙焦化兑硝工程合同，合同额在 600万元左右;玻璃行业的合同额在 600万元左右;化工行业的合同额在 500万元左右;此外与南京江北垃圾焚烧发电 厂的示范工程项目合作也在如火如荼进行中。 从合肥晨晰环保工程有限公司合同签署情况来看： 201