《高耐磨、高活性SCR脱硝催化剂端面硬化关键技术的研究与应用》

随着国家新环保法颁布实施以及新一轮燃煤电厂超净排放改造的进行,使用SCR脱硝催化剂已成为降低烟气中氮氧化物含量最为有效的方式。但是受中国煤质条件限制,一般SCR脱硝催化剂在使用一段时间后会有较大磨损,严重影响脱硝效率和催化剂的使用寿命。该项目自主研发了一种具有活性的硬化液配方,应用该硬化液进行硬化处理后的SCR脱硝催化剂,对比未硬化处理的催化剂可降低磨损率50%以上,可大大延长催化剂使用寿命,每年可为使用单位节约可观的催化剂成本;通过对催化剂磨损原理的深入研究制定了科学的硬化高度,降低了催化剂硬化处理的成本。自主设计开发了催化剂端面自动硬化端装置和测试磨损率用的抗磨损装置,有效提高了催化剂硬化处理效率以及催化剂磨损率的测试精度,为中国SCR脱硝催化剂的技术创新做出了贡献,为中国环保事业做出了突出贡献。

该项目完全自主研发,具有如下创新点:

(1)创新性的发明了一种高耐磨、高活性的SCR脱硝催化剂硬化液,攻克了业内SCR脱硝催化剂端面硬化液无活性、低活性的难题。创新性的发明了一种以五价钒离子为活性物质、铝离子溶胶为硬化物质的硬化液,同时加入表面活性剂提高活性物质的负载能力。该创新点成功攻克了SCR脱硝催化剂抗磨损性与催化剂高活性的关键技术,在小幅度提升了催化剂活性水平的基础上,有效降低催化剂的磨损率达50%以上,延长了SCR脱销催化剂的使用寿命。

(2)创新性地设计了SCR脱硝催化剂端面硬化装置。自主设计了真空吸盘吸附催化剂的解决方案,采用电机和皮带配合实现催化剂的自动传送,并根据设备上安装的传感器可精确控制硬化高度。实现了端面硬化工序的自动化、精确化,避免了人工硬化时不必要的磕碰,避免了化学试剂危害操作人员的身体健康,提高了SCR脱硝催化剂生产效率和产品合格率。

(3)突破性研制了SCR脱硝催化剂磨损率测试装置。该发明创新性的采用并联法将标准样和测试样分开布置,可以精准控制两个样品仓的风速,解决了传统串联法测试样品前后风速不一致的问题,使SCR脱硝催化剂磨损率的测试更加准确。

(4)提出了SCR脱硝催化剂端面硬化高度的设计方案。通过研究发现只有催化剂的迎风面受到灰尘的磨损,背风面几乎不会受到影响。该项目通过对催化剂的磨损率的原理研究,得到了硬化高度和磨损率的关系曲线,制定了科学的硬化高度,有效降低了催化剂硬化的材料成本。

该项目成果具有完全自主知识产权,其中已授权发明专利2项,授权实用新型专利5项。项目技术产品自2015年1月开始已推广应用在中国60多家电厂的100余台机组中使用,运行时间超过3万小时,减少氨氧化物排放量30万吨/年,每年为用户节约SCR脱硝催化剂成本50%左右,取得了良好的社会效益和环保效益。该项目已实现新增销售额38243.60万元,新增利润447.41万元,新增税收2897.63万元,取得了良好的经济效益。

成果说明

该技术具有完全自主知识产权,该成果生产的经硬化处理的SCR蜂窝式脱硝催化剂已经应用在全国40多家火力发电厂、80余台发电机组中得到应用,目前已投入应用的产品机组累计发电量超过30000MW,巡行时间超过24000小时,减少氮化物排放30万吨/年。由于该成果产品在保持催化剂活性的前提下,有效降低了催化剂磨损率,大大延长了催化剂的寿命,为火力发电厂节约大量脱硝催化剂成本,为我国环保事业做出了突出的贡献,具有很高的推广价值。我单位应用该技术制成硬化处理后的SCR蜂窝式催化剂,累计销量超过2万平方米,累计销售收入

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