仕凈科技水泥窯用LCR脫硫脫硝技術(shù)開發(fā)過程

一、開發(fā)目的：  

隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán)，我國(guó)煙氣脫硫脫硝市場(chǎng)進(jìn)入一個(gè)較快的發(fā)展階段，國(guó)家對(duì)包括水泥在內(nèi)的各工業(yè)企業(yè)脫硝減排的要求越來越嚴(yán)格。這對(duì)包括水泥在內(nèi)的工業(yè)爐窯工藝裝備、污染治理技術(shù)和環(huán)境管理水平提出了更高的要求。  

面對(duì)這樣的行業(yè)現(xiàn)實(shí)，蘇州仕凈科技股份有限公司（證券代碼：301030，以下簡(jiǎn)稱“仕凈科技”）依托自身的技術(shù)積累，針對(duì)氮氧化物排放難題進(jìn)行了水泥窯用LCR脫硝技術(shù)的開發(fā)，主要希望達(dá)到以下目的：  

同時(shí)研發(fā)出工業(yè)煙氣脫硫、脫硝、除塵、脫氨功能高度集成的一體化工藝與設(shè)備，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)煙氣硫硝塵氨的超低排放。  

通過LCR脫硝技術(shù)研究，攻克中低溫下液態(tài)催化脫硝技術(shù)難題，開發(fā)適用于中低溫下的液態(tài)高效脫硝催化劑，集成脫硫脫硝除塵脫氨一體化工藝技術(shù)，保證硫硝塵氨的超低排放，達(dá)到SO₂≤35mg/Nm³,NOX≤50mg/Nm³，顆粒物≤5mg/Nm³，NH₃≤5mg/Nm³。以環(huán)境安全性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性為切入點(diǎn)，明確控制參數(shù)與指標(biāo)，建立模塊化易推廣的技術(shù)體系。  

二、開發(fā)過程：  

本開發(fā)研究結(jié)合水泥生產(chǎn)線工藝特點(diǎn)，開發(fā)適用于水泥生產(chǎn)線的LCR脫硫脫硝除塵脫氨一體化技術(shù)，主要技術(shù)路線如下：  

廢氣組成成分及各組分特性分析→中低溫下NOx催化還原機(jī)理研究→中低溫下液態(tài)催化劑活性研究→脫硫脫硝一體化工藝研究→中試試驗(yàn)→系統(tǒng)工業(yè)化應(yīng)用→工程示范。  

實(shí)驗(yàn)室通過小試及計(jì)算機(jī)篩選脫硝藥劑：  

選擇過的化合物有：有機(jī)無機(jī)還原性化合物、絡(luò)合物、PH調(diào)節(jié)劑、有機(jī)含硫化合物等（也包括涉密的其它化合物）。  

在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些問題：  

例如，以絡(luò)合物為主，如EDTA亞鐵鹽，可以通過反應(yīng)完成脫硝，但是其再生比較困難，又如以亞硫酸鈉、尿素等還原劑，可以完成脫硝，但是氮氧化物去除率較低，且不同PH值下有不同的副反應(yīng)，因此在重新查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)（非環(huán)保類），借鑒其它行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，重新進(jìn)行試驗(yàn)，最終得到較為合適的催化劑AB劑組合，完成小試。  

小試成功后，進(jìn)行了5萬m³/h風(fēng)量中試，達(dá)到初步預(yù)期，然后在某水泥企業(yè)約42萬Nm³/h尾氣裝置進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用，工業(yè)化應(yīng)用主要需達(dá)到以下目的：  

（1）保證出口氮氧化物NOx≤50mg/Nm³；  

（2）保證SO₂≤35mg/Nm³,顆粒物≤5mg/Nm³,NH₃≤5mg/Nm³；  

（3）優(yōu)化現(xiàn)有裝置，使其更加適用于水泥行業(yè)工況。  

工業(yè)化應(yīng)用思路：  

公司原有LCR工藝已經(jīng)屬于低溫甚至常溫脫硝的創(chuàng)新工藝，同時(shí)能取得較好的脫硫與除塵效果，但是初期應(yīng)用到水泥等行業(yè)時(shí)，存在氮氧化物排放較高，較超凈排放有一定差距等問題。  

工業(yè)化應(yīng)用過程：  

2020年9月開始進(jìn)行第一階段工業(yè)化應(yīng)用，出口氮氧化物數(shù)據(jù)不理想，進(jìn)行藥劑配方及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行第二階段工業(yè)化應(yīng)用，于2021年1月，最終工業(yè)化應(yīng)用成功，出口達(dá)到NOx≤50mg/Nm³,SO₂≤35mg/Nm³,顆粒物≤5mg/Nm³,氨逃逸≤5mg/Nm³。  

下圖為工業(yè)化應(yīng)用成功后的氮氧化物排放出口數(shù)值：  

下圖為便攜式儀器實(shí)測(cè)出口數(shù)值：  

下圖為第三方檢測(cè)公司以分光光度法取樣分析出口氨逃逸結(jié)果：  

最終仕凈科技水泥窯用LCR脫硫脫硝技術(shù)開發(fā)獲得圓滿成功，截至發(fā)稿，該技術(shù)已獲專利授權(quán)16項(xiàng)，其中發(fā)明專利授權(quán)3項(xiàng)，并具備以下技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：  

（1）中低溫下液態(tài)催化劑對(duì)NOx的脫除機(jī)理研究  

揭示了中低溫條件下，液態(tài)催化劑功能基團(tuán)與NOx的反應(yīng)機(jī)制，為下一步實(shí)現(xiàn)中低溫液態(tài)催化脫硝提供了理論基礎(chǔ)。  

（2）中低溫下液態(tài)催化劑活性研究  

對(duì)不同化學(xué)條件下液態(tài)催化劑的反應(yīng)活性進(jìn)行研究，開發(fā)了高效液態(tài)催化劑及環(huán)境體系，解決了中低溫下催化劑反應(yīng)活性低的難題，實(shí)現(xiàn)了水泥等工業(yè)企業(yè)氮氧化物超低排放末端治理。  

（3）脫硫脫硝一體塔工藝研究  

研發(fā)工業(yè)煙氣脫硫、脫硝、除塵、脫氨功能高度集成的一體化工藝與設(shè)備，解決了傳統(tǒng)工藝設(shè)備冗雜、流程復(fù)雜的問題，實(shí)現(xiàn)了硫硝塵氨等污染物協(xié)同治理一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泥窯爐煙氣的高效脫硝、超低排放。  

（4）脫硫脫硝一體塔中試  

建立工業(yè)化中試裝置，對(duì)整體工藝中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。  

（5）脫硫脫硝一體塔工業(yè)化應(yīng)用  

進(jìn)行水泥窯生產(chǎn)線的工業(yè)化應(yīng)用。并在氮氧化物、硫氧化物、顆粒物、氨逃逸均做到超低排放，獲得水泥廠用戶高度好評(píng)。  

【LCR】釋義:即LiquidCatalyticReduction。是仕凈科技公司自主研發(fā)的低溫液態(tài)催化脫硝技術(shù)，該技術(shù)以定制化液態(tài)脫硝催化劑配方為核心，以專有設(shè)備的方式對(duì)NOx進(jìn)行整體處理。LCR脫硫脫硝一體塔即在該系統(tǒng)中集成了脫硫、脫硝等功能。  

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