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導(dǎo)語：為更好推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，落實(shí)《關(guān)于構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》，加速綠色低碳技術(shù)升級(jí)，科技部社發(fā)司委托中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織編制了《國(guó)家綠色低碳先進(jìn)技術(shù)成果目錄》，并于2023年9月11日正式公布。為持續(xù)宣傳推廣《國(guó)家綠色低碳先進(jìn)技術(shù)成果目錄》成果，引導(dǎo)綠色低碳技術(shù)發(fā)展，我會(huì)將陸續(xù)在官微推送目錄成果信息，敬請(qǐng)關(guān)注。
大氣污染治理領(lǐng)域
01.技術(shù)名稱
水泥窯煙氣中低溫選擇性催化還原法脫硝技術(shù)
02.適用范圍
建材行業(yè)窯爐煙氣脫硝。
03.技術(shù)內(nèi)容
技術(shù)原理
該技術(shù)基于國(guó)際上已運(yùn)行電力和其他工業(yè)窯爐的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，綜合了水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，提出在水泥窯尾余熱鍋爐出口布置SCR反應(yīng)器的技術(shù)路線，既可以滿足催化劑運(yùn)行需求，又不影響余熱發(fā)電效率和水泥企業(yè)生產(chǎn)能耗；基于傳統(tǒng)釩基催化劑體系穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)，通過稀土耦合、載體改性和活性物種調(diào)控技術(shù)調(diào)整催化劑表面酸堿性和氧化還原性，提高其在180℃~250℃范圍內(nèi)的脫硝活性和抗中毒性；開發(fā)蜂窩狀中低溫催化劑成型技術(shù)，并通過技術(shù)集成實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。催化劑適用煙氣溫度180℃～250℃，耐受堿性粉塵濃度10g/m3～80g/m3(O2含量10%)，NOx處理能力2200mg/m2。技術(shù)路線如圖1所示。
圖 1 水泥窯爐中低溫復(fù)雜煙氣 SCR 脫硝技術(shù)路線圖
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
(1)研究探明了催化劑組成、結(jié)構(gòu)及性能的相互關(guān)系，優(yōu)化設(shè)計(jì)了催化劑的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)，成功研發(fā)了稀土耦合釩鈦體系的中低溫SCR脫硝催化劑系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了煙氣在180℃～250℃窗口溫度下脫硝效率大于90%。
(2)在催化劑體系中引入非金屬礦物，調(diào)節(jié)催化劑孔結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)，同時(shí)減少窯尾鍋爐(SP鍋爐)回灰和硫酸氫氨在催化劑表面的沉積附著，提高催化劑耐磨性、抗粉塵堵塞和使用壽命。
(3)開發(fā)了SCR脫硝催化劑干燥防腐一體化技術(shù)、智能焙燒升溫控制技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)模塊化裝配的成套制備工藝技術(shù)，解決了中低溫催化劑的高效制備難題，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。催化劑各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
(4)開發(fā)設(shè)計(jì)了中低溫?zé)煔釹CR水泥窯爐脫硝工藝技術(shù)及裝備，建成了國(guó)內(nèi)外首臺(tái)套水泥窯爐煙氣中低溫SCR脫硝反應(yīng)器及其系統(tǒng)。
04.污染治理或環(huán)境修復(fù)效果
脫硝效率≥90%，催化劑化學(xué)壽命超過24000h，機(jī)械壽命超過30000h。
05.技術(shù)示范情況
該技術(shù)成果目前已在山西晉城合聚山水、河北鼎星水泥、石家莊中通建材、峨勝水泥等數(shù)十條新型干法水泥熟料生產(chǎn)線推廣應(yīng)用，其中有8個(gè)項(xiàng)目已建成，均能夠?qū)⒏G尾NOx濃度控制在50mg/m3(或35mg/m3)以下。
山西晉城合聚山水5000t/d生產(chǎn)線中低溫SCR脫硝工程于2022年5月投運(yùn)，一直穩(wěn)定運(yùn)行。該項(xiàng)目煙氣溫度180℃～220℃，自投運(yùn)后窯尾煙囪NOx排放濃度≤45mg/m3，氨逃逸≤5mg/m3；噸熟料氨水耗量<1.8kg/tcl，運(yùn)行增加的噸熟料電耗<2.5kW·h。
06.投資估算
以一條5000t/d水泥生產(chǎn)線為例，將SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐后，催化劑用量約240m3，總投資約2500萬元，其中設(shè)備和材料費(fèi)約1900萬元，建筑安裝費(fèi)500萬元。
07.投資回收期
按國(guó)際上NOx排污權(quán)交易核算，靜態(tài)投資回收期1年。
08. 技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣前景
我國(guó)每年熟料產(chǎn)量約15億噸，若該技術(shù)達(dá)到10%的推廣率，每年可減少NOx排放約16萬t；若實(shí)現(xiàn)50%的推廣率，每年可減排NOx約80萬t。同時(shí)，該技術(shù)在氨氮比≤1的條件下運(yùn)行即可達(dá)到較高的脫硝率，可大量減少氨水等還原劑使用量，推廣應(yīng)用前景好。
