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本發(fā)明公開一種低氮燃燒循環(huán)流化床鍋爐的燃燒與SNCR脫硝協(xié)同優(yōu)化方法，在低氮燃燒循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)水冷壁區(qū)域敷設(shè)絕熱材料；首先借助CFD軟件對(duì)鍋爐進(jìn)行爐膛燃燒和旋風(fēng)分離器處SNCR脫硝反應(yīng)的全系統(tǒng)數(shù)值模擬，然后根據(jù)鍋爐實(shí)際工況制定絕熱材料布置方案、代入CFD軟件中進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，在滿足超低排放的基礎(chǔ)上，以爐膛出口的焦炭質(zhì)量濃度與旋風(fēng)分離器出口的氨逃逸量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)確定絕熱材料最終的敷設(shè)位置及敷設(shè)面積。采取在循環(huán)流化床鍋爐水冷壁區(qū)域敷設(shè)絕熱材料的方法，提高了進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)的煙氣溫度，可提高SNCR脫硝效率，避免過量噴氨；同時(shí)，敷設(shè)絕熱材料實(shí)現(xiàn)了溫度上升，降低了爐膛處口處的飛灰含碳量，實(shí)現(xiàn)了燃燒與脫硝的協(xié)同優(yōu)化。

小試階段/n1. VOx /TiO2 體系的催化劑的制備及催化分解 NOx 和氯苯各項(xiàng)指標(biāo)性能的評(píng)價(jià)。研究添加 W、 Mn、 Sn、 Ce 等組分，載體 TiO2 的晶型和形貌和制備方法（包括干混法、等體積浸漬法和濕法浸漬法）對(duì)催化分解 NOx 和氯苯性能的影響。。 2. 篩選的低釩催化劑的配方和制備工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。研究添加不同種類過渡金屬氧化物對(duì)催化劑催化性能的機(jī)理。。 3. 對(duì)上述所得到的低釩含量催化劑體系做進(jìn)一步的配方和制備工藝的優(yōu)化，。并進(jìn)行低溫催化還原 NO 和催化氧化氯苯的活性研究。。 4. 制備低釩含量，且具有高的低溫催化活性的成型蜂窩狀催化劑。

衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對(duì)衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問題。我校陳駿教授團(tuán)隊(duì)以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國的衛(wèi)星上，填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號(hào)高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實(shí)踐十九號(hào)衛(wèi)星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（圖片來源央視新聞?lì)l道）

一、 項(xiàng)目簡介NOX作為一種主要的空氣污染物會(huì)造成一系列的環(huán)境問題，例如光化學(xué)煙霧、酸雨、地表水富營養(yǎng)化、臭氧層破壞等。如何有效的消除氮氧化物引起了全球的關(guān)注，也是我國大氣環(huán)保中的重點(diǎn)。人類活動(dòng)產(chǎn)生的NOX主要是由燃燒所致，目前, 減少燃燒煙氣中的NOX排放主要有燃燒控制和煙氣脫硝兩種措施。各種控制方法中選擇性催化還原法（SCR）由于兼顧經(jīng)濟(jì)和效率成為火電廠等固定源主要的脫硝技術(shù)。其主要技術(shù)是在催化劑作用下，用NH3、尿素或者其他烴類為還原劑，把NO、NO2還原為N2和H2O。但是，傳統(tǒng)的脫硝方式存在一些問題：受催化劑活性溫度限制的要求，傳統(tǒng)SCR裝置一般安裝在除塵器和脫硫塔的上游以滿足最佳催化溫度為350-400℃的要求。這種安裝方式會(huì)使得煙氣中含有大量的飛灰和SO2，造成催化劑活性的降低和使用壽命的縮短，且增加了現(xiàn)有鍋爐脫硝改造的難度。有的煙氣脫硝SCR裝置也安裝在除塵器之后，但需要安裝煙氣再熱系統(tǒng)才能滿足反應(yīng)溫度的要求，這樣就帶來能耗增加，從而影響經(jīng)濟(jì)性。因此，研究低溫SCR脫硝技術(shù)，保證其在250℃甚至更低的溫度下運(yùn)行，使得SCR反應(yīng)器可以安裝在電除塵和脫硫塔之后，具有重要意義。迄今為止，我們的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)獲得重要進(jìn)展，即獲得了在150～250℃之間脫硝效率超過80%的催化劑，其脫硝效率和傳統(tǒng)脫硝方式相當(dāng)，但溫度卻大大降低，應(yīng)用前景非常廣闊 。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已完成低溫SCR脫硝催化劑的性能實(shí)驗(yàn)工作。三、 技術(shù)指標(biāo)在150～250℃之間，催化劑的脫硝效率超過80%。四、 市場前景在鍋爐等燃燒設(shè)備需要脫硝的地方都可以應(yīng)用，市場前景廣闊。五、 規(guī)模與投資需求投資規(guī)模1000萬元，廠房及設(shè)備設(shè)施需求等。六、 生產(chǎn)設(shè)備溶解池、干燥爐、金屬切割、焊接等。七、 效益分析按每年生產(chǎn)2000噸計(jì)算，可獲利約2000-3000萬。八、 合作方式技術(shù)入股，技術(shù)轉(zhuǎn)讓等形式。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和聯(lián)系人：茍湘，電話：13652167898，郵箱：[email protected] 。

活性氨煙氣脫硝系統(tǒng)是一種既具有 SCR 技術(shù)高的脫硝率和 SNCR 技術(shù)投資、 運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢，而又區(qū)別于單純的 SNCR 和 SCR 技術(shù)的新的脫硝方式，它 是以高反應(yīng)活性的活性氨為還原劑，在 400-800℃，無催化條件下與 NOx 發(fā)生 還原反應(yīng)，從而達(dá)到脫硝的目的，具有重大的理論突破和應(yīng)用技術(shù)突破，其克 服了 SCR 技術(shù)的催化劑投資大、煙氣成分影響大、運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)，克服了 SNCR 技術(shù)的反應(yīng)溫度高、還原劑與煙氣混合差、脫硝效率低、氨氣逸出量大 的系列缺點(diǎn)。 活性氨脫硝系統(tǒng)只需建立活性氨發(fā)生裝置及其計(jì)量噴射系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，設(shè)備投資少，占地面積小，對(duì)鍋爐（窯爐）工況的影響小，具有脫硝效率 高、運(yùn)行成本低和適用范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)于解決我國目前的脫硝難題具有重要 的現(xiàn)實(shí)意義，適用于多種工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐的煙氣脫硝。

1. 痛點(diǎn)問題 目前循環(huán)流化床鍋爐脫硝工藝主要有選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）。SNCR技術(shù)應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐有著明顯的優(yōu)勢。循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行溫度區(qū)間與SNCR的反應(yīng)溫度窗口有重合，正常運(yùn)行的情況下，可以直接提供合適的反應(yīng)溫度。將SNCR技術(shù)應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐時(shí)存在明確的痛點(diǎn)問題，尤其是“雙碳”背景下，為規(guī)模化消納可再生能源，燃煤鍋爐頻繁處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，最佳脫硝反應(yīng)溫度窗口與爐內(nèi)溫度出現(xiàn)較多差異，氨及尿素等還原劑加入處，溫度常低于SNCR反應(yīng)最佳溫度，脫硝效率以及氨利用率較低。實(shí)際運(yùn)行中，常通過提升氨氮比以滿足環(huán)保要求。而氨氮比提升潛在帶來更多氨消耗，以及尾部氨逃逸給鍋爐尾部受熱面造成的積灰等風(fēng)險(xiǎn)。我國有較多采用SNCR脫硝工藝的循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組常年處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，亟需開發(fā)相應(yīng)的氨利用率提升技術(shù)，為鍋爐靈活性運(yùn)行與深度調(diào)峰需求提供環(huán)保技術(shù)保障。 2. 解決方案 本項(xiàng)目提出了2種脫硝增效方法： 1）固態(tài)添加劑：開發(fā)了一種用于中高溫脫硝的鐵基催化劑及其制備方法和應(yīng)用； 2）復(fù)合添加劑：申請了中國發(fā)明專利。 上述2種方法，均已完成實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證、240t/h流化床鍋爐和4500t/d水泥窯爐的工業(yè)試驗(yàn)，證明了該技術(shù)路線的可行性。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)際工程測試表明，采用本技術(shù)，可大幅減少SNCR噴氨量，且氨逃逸量明顯降低，也就是氨利用率大幅提高。 本成果產(chǎn)品以添加劑形式體現(xiàn)，未來可以添加劑形式銷售。主要用戶為燃煤鍋爐、水泥窯爐、垃圾或者生物質(zhì)鍋爐等。

活性氨煙氣脫硝系統(tǒng)是一種既具有SCR技術(shù)高的脫硝率和SNCR技術(shù)投資、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢，而又區(qū)別于單純的SNCR和SCR技術(shù)的新的脫硝方式，它是以高反應(yīng)活性的活性氨為還原劑，在400-800℃，無催化條件下與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，從而達(dá)到脫硝的目的，具有重大的理論突破和應(yīng)用技術(shù)突破，其克服了SCR技術(shù)的催化劑投資大、煙氣成分影響大、運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)，克服了SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度高、還原劑與煙氣混合差、脫硝效率低、氨氣逸出量大的系列缺點(diǎn)。活性氨脫硝系統(tǒng)只需建立活性氨發(fā)

本項(xiàng)目將采用均一分子量的殼聚糖，簡化反應(yīng)體系，以殼聚糖-血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的分析揭示復(fù)合物多功能性的物質(zhì)基礎(chǔ)，為解決肉類腌制中依賴亞硝酸鈉的現(xiàn)狀、達(dá)到真正的無硝生產(chǎn)和提高肉制品的安全性提供理論依據(jù)，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。

還原劑是SCR煙氣脫硝必不可少的重要原料。位于大中城市及其近郊區(qū)的電廠（人口稠密區(qū)的脫硝設(shè)施）因安全性要求較高，均宜選用尿素作為還原劑。通過理論研究、實(shí)驗(yàn)室小型實(shí)驗(yàn)、中試、工業(yè)示范，開發(fā)成功SCR脫硝尿素催化熱解技術(shù)。（1）提出了尿素催化熱解反應(yīng)的合理溫度區(qū)間；（2）研發(fā)出新型尿素?zé)峤鉅t；（3）開發(fā)出物料及能量平衡計(jì)算軟件包。該成果獲北京市科技成果二等獎(jiǎng)。

針對(duì)燃煤電站鍋爐負(fù)荷變化大和各類工業(yè)爐窯煙氣溫度波動(dòng)范圍寬的特點(diǎn)，研制出能適應(yīng)150~300度范圍的高效煙氣脫硝催化劑。（1）篩選得到了受表面硫酸根影響較小的活性組分，采用MoO3和Nb2O5等作為助劑改性催化劑，提升催化劑低溫脫硝活性。（2）研究發(fā)現(xiàn)了NH3、H2O對(duì)SO2對(duì)改性催化劑失活的促進(jìn)作用、失活原因，提出了催化劑抗水抗硫方法。