新型无毒催化剂介绍.ppt

1、新型无毒SCR脱硝催化剂,北京水木星源环保科技有限公司,1、氮氧化物的危害,众所周知，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，目前煤炭在中国一次能源消费结构中的比例仍占2/3 以上，是我国的主要能源。燃煤电厂是大气环境污染物NOx（氮氧化物）的重要排放源，其排放和控制一直是环保领域的关注热点。NOx 排入大气后逐渐与大气中的氧或臭氧结合形成硝酸盐，不仅影响人体健康而且会形成酸雨和光化学烟雾，同时破坏臭氧层引起气候变化等问题。随着人类对环境问题的逐渐重视，燃煤废气的减排治理已成为人们关注的对象，国家和地方政府现已开始采取相应措施。十二五规划将其列入了治理范围，电力企业是治理重点。,对人体健康影响：

2、NO2 吸入对心、肝、肾都有影响，对神经系统有麻醉作用。 对环境的影响：NOx在大气中，发生复杂的光化学反应，形成光化学烟雾污染；同时氮氧化物也破坏臭氧层；造成温室效应；氮氧化物在大气中最终被氧化成硝酸和硝酸盐颗粒，造成酸雨。 PM2.5污染物的重要组成部分,经过第三次修订的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）自2012年1月1日起，新建火力发电锅炉及燃气轮机组开始执行污染物新排放限值；自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组开始执行污染物新排放限值。在氮氧化物方面，新标准将全部燃煤锅炉排放限值定为100mg/立方米；,国家NOx排放标准,2、脱硝技术的现状,目前针

3、对锅炉烟气的脱硝主要有以下几种技术： 低NOx燃烧技术 选择性非催化还原 SNCR 选择性催化还原烟气脱硝技术SCR,由于新标准的执行，低氮燃烧器和分级燃烧将无法满足排放要求，只有安装SCR烟气脱硝装置才能达标排放。,国内SCR催化剂的现状,目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材，以V2O5为主要活性成份，以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。型式可分为三种：板式、蜂窝式和波纹板式。板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材，将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上，经过压制、锻烧后，将催化剂板组装成催化剂模块。蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合

4、物通过一种陶瓷挤出设备，形成截面为蜂窝体的长条状催化剂。,SCR脱硝机理,由于现在的脱硝催化剂都含有钒、钨等，属于重金属污染物，等催化剂使用寿命到达后，需要专业处理，否则会对环境造成二次处理。 国内普遍处理此类污染物的主要手段是深度填埋，对场地要求很高。,3.铁基无毒催化剂,铁基无毒催化剂可脱除烟气中的氮氧化物，达到环保部火电厂大气污染排放标准GB13223-2011排放标准,同时避免了催化剂本身的二次污染。,“国家重点基础研究发展计划”（“973 计划”）项目“燃煤污染防治的基础研究”（19992004） “国家重点基础研究发展计划”（“973 计划”）项目“燃煤污染物干法联合脱除基础研究”

5、（20062010） “国家高新技术研究发展计划”（“863计划”）项目“中温干法烟气同时脱硫脱硝技术研究开发” （2009.6-2011.12） 北京市科委重大科技计划项目课题“燃煤电厂氮氧化物控制综合技术研究及示范”（2010.1-2011.6）,铁基无毒催化剂研发过程,铁基催化剂工业化应用过程,在实验室固体床上的实验应用 在小型燃煤锅炉上的实验应用 在石景山电厂的工业应用（大型火电厂） 在京能集团草桥电厂的工业应用（燃气轮机） 在焦作长怀电力有限公司的工业应用（多种形式应用）,铁基催化剂在NO+NH3体系中的反应进程,脱硝性能,NH3的转化率在400C以上高于NO转化率 副产物为少量N2

6、O，没有检测到NO2 400C性能最优 温度窗口300400C,0.2 g FeSO4H2O,活性测试,粉料测试 整体催化剂负载量7.1%,空白试验 TiO2 0.2 g,整体催化剂催化剂 0.2 g,活性成分作用为主，N2O的浓度降低,整体催化剂制备,催化剂与陶瓷材料混合 基于成型温度不超过550 C 活性成分 FeSO4 水溶液形式加入 选择相应的助剂 工艺 混料，练泥，陈腐，成型，干燥，烧成 浸泡 基本参数 孔数1818，催化剂长度1.1 m，比表面积 76.2 m2/g 活性成分负载量7.1%（以FeSO4计）,SO2氧化与氨逃逸情况,SO2氧化情况 NaOH溶液与HCHO溶液两级吸收

7、 没有检测到SO2氧化为SO3情况 氨逃逸 喷氨90%以下符合氨逃逸要求,温度和耐久度测试,模块尺寸：150150300 mm 空速：7000 h-1 NO：500600 ppm; NH3/NO=1; SO2 50100 ppm,温度的影响,耐久性测试,工业规模测试,高效 相较于传统的催化剂，脱硝效率在同等条件下提高10-20% 无毒 铁系多相氧化物催化剂对环境完全无毒无害。 廉价 钛白粉生产废料中的主要成份是铁，可以以此为原材料，控制生产温度和其它条件进行制备。 应用形式多样 可根据脱硝现场的具体情况制作特定的催化剂形状 适应温度更广 在烟气温度200-550均有脱硝效果，最佳温度在350左

8、右。,工业规模测试结果,初步测试结果表明： 初始NO为170 ppm 喷氨量为70 %，90 %时，NO转化率可达到68 %，89 %。 脱硝效果主要来自第一层催化剂 NH3逃逸和SO2氧化符合工业应用要求,科 技 成 果,在北京市石景山热电厂进行了工程示范，并形成氮氧化物控制技术报告一份。 由华北电力科学研究院对该工程示范项目进行了性能检测，形成了检测报告（MA认证编号2008002234D）。 获得北京市科学技术奖。 期间发表学术论文11篇，其中国际期刊SCI收录4篇，Ei收录6篇，申请专利2项目。,发表文章和申请专利,发表文章情况: Yufeng Zhao, Bo Zhao, Yuqun

9、 Zhuo, Changhe Chen, Xuchang Xu. Studies of the mechanism of iron-based sulfates catalyst for selective catalytic reduction of NO by NH3. Aisa-Pacific Journal of Chemical Engineering. 2011.（SCI收录, DOI:10.1002/apj.610） Xinfang Yang, Bo Zhao, Yuqun Zhuo, Yang Gao, Changhe Chen and Xuchang Xu. DRIFTS s

10、tudy of ammonia activation over CaO and sulfated CaO for NO reduction by NH3. Environ. Sci. Technol. 2011, 45: 1147-1151. （SCI收录, 检索号：711HG） Xinfang Yang, Bo Zhao, Yuqun Zhuo, Changhe Chen and Xuchang Xu. The investigation of SCR reaction on sulfated CaO. In press. Aisa-Pacific Journal of Chemical E

11、ngineering. 2011.（SCI收录, DOI:10.1002/apj.491） Xinfang Yang, Bo Zhao, Yuqun Zhuo, Yang Gao, Changhe Chen and Xuchang Xu. Effect of water vapor, CO2 and SO2 on the catalytic activity of sulfated CaO for the SCR reaction of NO by NH3. The Korean Journal of Chemical Engineering, 2011, 28(8): 1785-1790.

12、Ren, W., Zhuo, Y. Q., Lei, J. Y., A study on NO reduction by ammonia via FeSO4 catalyst. Proceedings of the 6th International Symposium on Coal Combustion, Dec. 1-4, 2007, Wuhan: 533-537. (ISTP 收录, 检索号: ：BHM01) Ren, W., Zhao B.; Zhuo, Y. Q., Chen, C. H. Catalytic mechanism of NaY Zeolite supported F

13、eSO4 catalyst for selective catalytic reduction of NOx. Proceedings of the 7th International Symposium on Coal Combustion, July 17-20, 2011, Harbin: 357-362. (EI 收录),任雯，赵博，王瑜，禚玉群，雷俊勇，李彦，陈昌和，使用添加剂调制钙基脱硫剂的实验研究，清华大学学报，2010，50（7）:1037 -1041 任雯，赵博，禚玉群，雷俊勇，陈昌和，FeSO4催化剂模块的制备及对其脱硝性能影响的研究，环境科学学报，2010，30（7）：1

14、345-1351 任雯，赵博，禚玉群，陈昌和. 分子筛担载FeSO4催化剂用于氨气还原NOx的性能，化工学报，2011，62(2)：362-368 赵宇峰，赵博，禚玉群，陈昌和，徐旭常. SO2对于铁基硫酸盐的NH3选择性还原NO催化活性的影响. 中国电机工程学报，2011，31(23)：23-27 赵宇峰，赵博，禚玉群，陈昌和，徐旭常. 硫酸亚铁热解产物及其SCR催化活性的研究. 清华大学学报. (EI源刊，已收录）,获得相关专利: 发明专利名称：一种陶瓷蜂窝式脱硝催化剂及制备方法 专利号：ZL 2011 1 0215250.3 专利权人：北京水木星源环保科技有限公司、清华大学 专利申请日期：2011年7月29日 发明专利名称：一种陶瓷蜂窝式脱硝催化剂及制备方法 专利号：ZL 2011 1 0216666.7 专利权人：