——中科院过程所烟气脱硝催化剂研发纪实

　图为科技部领导和“863”计划专家参观蜂窝催化剂挤出中试线。

日前，从中国科学院过程工程研究所传出消息，该所宽工作温度脱硝催化剂产业化生产线正在规划中，其中一条有望于今年年底完成安装、明年5月前完成连续化调试并实现产业化。

这种新工艺产业化成功后，将推动烟气脱硝催化剂在电力行业与工业燃烧烟气治理领域的应用，形成链接钢铁、钛白、环境行业的新型成套技术，创造可观的经济和社会效益，同时也将促进我国烟气脱硝催化剂生产技术的升级换代，为满足我国大部分燃煤烟气脱硝“减负”提供核心技术支撑。

燃煤烟气脱硝是国家“十二五”大气污染物减排的重中之重，烟气脱硝催化剂生产项目近年来备受关注。然而，我国现有商业脱硝催化剂基本依赖国外传统工艺，以高档钛白(钛钨粉)为原料生产，其活性工作温度在300℃~400℃，无法用于低负荷条件下电厂及大量工业燃烧烟气的脱硝，且生产成本居高不下。

过程所先进能源研究室在前瞻布局伊始，便高度重视新技术新工艺的原始创新和未来产品的生产成本。研发团队立足于我国烟气排放特点和钛白生产工艺现状，从脱硝催化剂生产的源头粉末催化剂的研制出发，开发了利用含钛高炉渣及硫酸法生产偏钛酸工艺，直接制备蜂窝状烟气脱硝催化剂，通过调控活性组分的负载方式，实现了具有宽工作温度范围、低成本的新型蜂窝状烟气脱硝催化剂的制备。

与传统催化剂相比，新型催化剂有三大优势：其一，催化剂应用范围广，可以适用于发电锅炉的所有工况和大部分的工业燃烧设备烟气的脱硝;其二，催化剂成本低，可通过不同的技术方案控制催化剂成本，与基于国外工艺的商业催化剂相比，成本降低30%~50%;其三，与日本明电舍(株)紧密合作，开发了廉价的催化剂涂覆工艺，为后期进一步降低蜂窝催化剂成本予以技术支持。

科研人员表示，目前，该项目研发与应用进展顺利，已经完成中间试验，涵盖了从钛矿和低品位钛资源出发的钛钨粉载体、粉末催化剂以及商业尺度蜂窝状脱硝催化剂制备的全生产过程。项目组已申请国内发明专利4项(授权1项)及国际PCT专利，并引来了产业界的多根“橄榄枝”。

中试是将实验室成果进行工程放大，最终实现产业化应用的关键一环。鉴于企业方面对脱硝催化剂的产业化积极性很高，项目团队经过实地考察和交流，最终决定先期在河南鹤壁东大高温节能材料有限公司成立中间试验平台。

在东大公司的空置厂房内，过程所研究员许光文带领余剑、郭凤、杨娟等几位年轻科研骨干建立了粉末催化剂300吨/年、蜂窝催化剂500立方米/年的脱硝催化剂生产中间试验平台。然而，尽管得到了河南省科技厅、鹤壁市科技局重点产业化项目等多方面的资金支持，科研团队的原始创新之路却非一帆风顺。尤其在工程放大阶段，装备操作经验缺乏、单次试验周期较长、车间有机物含量超标等问题接踵而来。

科研人员经受住了智力与体力的双重考验。在处理酸性腐蚀问题时，工作人员不得不在炎热的夏天全副武装，穿上厚重的工作服，戴上防毒面具与防护镜，一次试验下来即已汗流浃背。在蜂窝胚体切割时，工作人员尝试了从钼丝到细铁丝、钢丝，经过反复试验，最终选择了乐器吉他琴丝快速切割胚体，才保证了其完整性与耐用性。

现在，过程所已为日方合作伙伴提供了近1吨的粉末催化剂，用于蜂窝催化剂涂覆工艺的开发。经日方反复测试，过程所提供的粉末催化剂达到宽工作温度的标准，温度窗口确保了250℃~400℃，与商业催化剂相比，技术进步和比较优势明显。目前，日方已经完成涂覆型蜂窝催化剂制备的中间试验，双方计划自2013 年10月开始合作，在陶瓷玻璃行业开展该催化剂的应用性能中间试验。