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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)域敷設絕熱材料；首先借助CFD軟件對鍋爐進行爐膛燃燒和旋風分離器處SNCR脫硝反應的全系統(tǒng)數(shù)值模擬，然后根據(jù)鍋爐實際工況制定絕熱材料布置方案、代入CFD軟件中進行設計驗證，在滿足超低排放的基礎上，以爐膛出口的焦炭質(zhì)量濃度與旋風分離器出口的氨逃逸量作為評價指標確定絕熱材料最終的敷設位置及敷設面積。采取在循環(huán)流化床鍋爐水冷壁區(qū)域敷設絕熱材料的方法，提高了進入旋風分離器內(nèi)的煙氣溫度，可提高SNCR脫硝效率，避免過量噴氨；同時，敷設絕熱材料實現(xiàn)了溫度上升，降低了爐膛處口處的飛灰含碳量，實現(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 和氯苯各項指標性能的評價。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)化實驗。研究添加不同種類過渡金屬氧化物對催化劑催化性能的機理。。 3. 對上述所得到的低釩含量催化劑體系做進一步的配方和制備工藝的優(yōu)化，。并進行低溫催化還原 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、任務高可靠的關鍵。針對衛(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。我校陳駿教授團隊以原創(chuàng)的負熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負熱膨脹技術(shù)應用到我國的衛(wèi)星上，填補了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應用領域的空白。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、界面應力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實踐十九號衛(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合材料及構(gòu)件應用于全球首顆可重復使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星（圖片來源央視新聞頻道）

一、 項目簡介NOX作為一種主要的空氣污染物會造成一系列的環(huán)境問題，例如光化學煙霧、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注，也是我國大氣環(huán)保中的重點。人類活動產(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)才能滿足反應溫度的要求，這樣就帶來能耗增加，從而影響經(jīng)濟性。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行，使得SCR反應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，我們的實驗研究已經(jīng)獲得重要進展，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，但溫度卻大大降低，應用前景非常廣闊 。二、 項目技術(shù)成熟程度已完成低溫SCR脫硝催化劑的性能實驗工作。三、 技術(shù)指標在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備需要脫硝的地方都可以應用，市場前景廣闊。五、 規(guī)模與投資需求投資規(guī)模1000萬元，廠房及設備設施需求等。六、 生產(chǎn)設備溶解池、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、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項目負責人和聯(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、 運行費用低的優(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，從而達到脫硝的目的，具有重大的理論突破和應用技術(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、運行成本高的缺點，克服了 SNCR 技術(shù)的反應溫度高、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。 活性氨脫硝系統(tǒng)只需建立活性氨發(fā)生裝置及其計量噴射系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，設備投資少，占地面積小，對鍋爐（窯爐）工況的影響小，具有脫硝效率 高、運行成本低和適用范圍廣的特點，對于解決我國目前的脫硝難題具有重要 的現(xiàn)實意義，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)流化床鍋爐的運行溫度區(qū)間與SNCR的反應溫度窗口有重合，正常運行的情況下，可以直接提供合適的反應溫度。將SNCR技術(shù)應用于循環(huán)流化床鍋爐時存在明確的痛點問題，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荷運行狀態(tài)，最佳脫硝反應溫度窗口與爐內(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反應最佳溫度，脫硝效率以及氨利用率較低。實際運行中，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險。我國有較多采用SNCR脫硝工藝的循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機組常年處于低負荷運行狀態(tài)，亟需開發(fā)相應的氨利用率提升技術(shù)，為鍋爐靈活性運行與深度調(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用； 2）復合添加劑：申請了中國發(fā)明專利。 上述2種方法，均已完成實驗室驗證、240t/h流化床鍋爐和4500t/d水泥窯爐的工業(yè)試驗，證明了該技術(shù)路線的可行性。實驗室試驗和實際工程測試表明，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、運行費用低的優(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，從而達到脫硝的目的，具有重大的理論突破和應用技術(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、運行成本高的缺點，克服了SNCR技術(shù)的反應溫度高、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。活性氨脫硝系統(tǒng)只需建立活性氨發(fā)

本項目將采用均一分子量的殼聚糖，簡化反應體系，以殼聚糖-血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的分析揭示復合物多功能性的物質(zhì)基礎，為解決肉類腌制中依賴亞硝酸鈉的現(xiàn)狀、達到真正的無硝生產(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)濟效益和社會意義。

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、實驗室小型實驗、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的合理溫度區(qū)間；（2）研發(fā)出新型尿素熱解爐；（3）開發(fā)出物料及能量平衡計算軟件包。該成果獲北京市科技成果二等獎。

針對燃煤電站鍋爐負荷變化大和各類工業(yè)爐窯煙氣溫度波動范圍寬的特點，研制出能適應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SO2對改性催化劑失活的促進作用、失活原因，提出了催化劑抗水抗硫方法。