各位專家，各位同行下午好，我今天匯報的題目是鋼鐵工業(yè)SCR脫硝技術，我是來自華北電力大學的，同時我也代表我們校外企業(yè)北京光大環(huán)境股份有限公司跟各位領導做一個交流。

華北電力大學/生物質(zhì)發(fā)電成套設備國家工程實驗室 副主任 陸強

首先看一下我們行業(yè)的應用背景，今天包括上午下午各位領導做了很多研究，做了很多介紹，鋼鐵工藝環(huán)節(jié)非常多，多個環(huán)節(jié)涉及脫硝，除了煉鋼環(huán)節(jié)基本上每個環(huán)節(jié)都有脫硝工藝技術的需求，這里面需求最多可能是焦化，包括焦爐出臺的國家標準，像軋鋼都有標準，具體我不說了。今天我想針對焦化和燒結煙氣做一個介紹。

今天下午第一個報告介紹我們焦化煙氣的特點，我們焦化煙氣第一焦化爐不停爐，煙氣非常復雜，里面有焦油，溫度比火電溫度低一百度左右。對于燒結來說煙氣溫度更低只有100—185度的低溫，更重要的煙氣里面還有很多堿金屬，對我們常規(guī)的SCR脫硝的毒害作用非常大，這兩個背景之下我分別介紹一下針對我們焦化如何來做脫硝，針對燒結如何做脫硝。

針對焦化做脫硝目前有很多脫硝工藝，我把主要工藝做一個簡單總結，第一工藝做的比較多的是氧化脫硝，這里面用臭氧或者其他的氧化劑，把氮氧化物氧化，通過堿的方式做吸收，實現(xiàn)低成本的脫硝，因為它只是把氣相轉移到液相，里面同時產(chǎn)生了水污染的問題。

我們第二個脫硝工藝活性炭或者活性焦，這個更多是物理吸附過程，這個成本比較龐大，涉及到活性焦托付再生技術?，F(xiàn)在鋼鐵行業(yè)推行比較多的中溫的，具體把煙氣排到320度以上，用最廉價的最常規(guī)的催化劑做這樣煙氣的脫硝，這個工藝最大特點就是運行成本非常龐大，要把這么大的煙氣從原本的200多度提升320度以上能耗需求非常大。

我們第四個工藝現(xiàn)在包括今天各位專家非常推崇的工藝，我們在低溫下做脫硝，有兩種方法，第一種方法是將我們脫硝布置在脫硫以后，這個工藝國內(nèi)外有很多應用，最典型在生活當中經(jīng)常碰到的垃圾焚燒。

所有煙氣凈化做脫硝，同樣也可以做，先脫硫和先除塵做脫硝，這個工具最大特點是煙霧實在非常低，催化劑用量不大，要做脫硝工程成本很高。我們要在脫硫前脫硝，這樣盡可能保證焦化煙氣本身有200度以上煙溫。

相對低溫脫硝來說催化劑用量可以節(jié)省很多，相對來說投資運行成本也會降低很多。如果我們要在脫硫前布置脫硝，主要技術有哪幾個問題，后面簡單介紹一下，這是相關的技術對比，剛才介紹過了。

如果我們要做脫硫脫硝，第一個焦爐經(jīng)常不停爐，我們考慮到脫硝塔長期的運行。第二個考慮到我們焦爐里面有焦油，兩百多度不可能發(fā)生分解，焦油有黏性，一旦進了脫硝塔里面很快吸附在催化劑表面，造成催化劑表面很快會堵塞失火。

把焦油脫出以后還有煙氣進入脫硝催化劑主要會有兩個問題，第一個催化劑發(fā)生硫酸銨鹽中毒作用，右邊列了副反應。我們現(xiàn)在常見的低溫脫硝催化劑基本上都是在中溫催化劑基礎上做了改進，在300多度脫硝活性才會好，200多度脫硝活性很低。

如何提高催化劑活性是我們低溫脫硝面臨重要問題，對我們做低溫脫硝兩大技術難點，一是脫硝技術的降低，這是我們常見催化活性的分布圖，對于釩基催化劑，一旦低于300度會快速下降，脫硝活性是我們做焦化煙氣脫硝第一個技術難點，這個難點還不是很大。

我們可以通過調(diào)整催化劑用量。煙氣里面只要有氨氣，有三氧化硫一定會反映成硫酸銨鹽，硫酸銨鹽生成附著在催化劑表面造成催化劑失火。如果煙氣不是特別干凈還有飛灰成分在里面，造成永久性的催化劑的失火。

這兩個可以說一年多之前，國際上都沒有任何克服這個缺點的催化劑，國外很少有這樣需求，這樣情況下十年前開始做相關研究工作，這是我研究工作思路經(jīng)過這個實驗研究。

首先從量子化學方法建立催化劑表面結構模型，看表面如何來負載活性成分，對催化劑有特定催化作用效果，我們通過量子化學方法闡明了催化劑表面活性，能量信息和反映動力學信息，脫硝反映是很多反映同時進行的。

這樣基礎上研發(fā)了低溫范圍內(nèi)有非常高性能催化劑的配方，強化催化劑低溫下抗水和耐油性能，這樣基礎上通過兩個方式，第一個通過負載和制備方法改進改善了催化劑表面的結構，盡量做到單層分散，大量降低催化劑對二氧化硫的氧化率，我們脫硝反應首先要把氨氣和一氧化碳吸附在催化劑表面才能進行脫硝反應，不吸附這個反應沒辦法進行。

更重要是我們在催化劑里面通過改善催化劑助劑，添加新的助劑形成二氧化硫結構，這是三年前做出來，當時焦化還沒有這么大脫硝需求，我們找不到單位做應用，當時在電力系統(tǒng)做一個驗證，挑選了貴州來做中試，中試的時候為了模仿，這個可以看一下，這是電力行業(yè)里面煙氣工礦最惡劣的電廠。

做實驗的時候為了模仿鋼鐵行業(yè)需求，我們通過拆冷風方式控制到200—300度之間，不是用了常規(guī)的溫度來做脫硝經(jīng)過2420小時，各項檢測數(shù)據(jù)非常完善，我們在這么高的情況下催化劑沒有發(fā)生任何失火問題。

總結一下我們催化劑的優(yōu)勢，主要解決低溫有油環(huán)境下的高效脫硝問題，目前我們有很多業(yè)績可以看一下煙氣溫度有270，250—430的，各個煙氣溫度都有應用，所有的應用在脫硫之前做的脫硝，煙氣里面本身還有硫的，我們并沒有在脫硝塔里面設計系統(tǒng)，不是說時時刻刻對催化系統(tǒng)做熱再生，沒有設計過催化劑熱再生系統(tǒng)。

第三部分我想介紹針對我們燒結機煙氣脫硝，對于現(xiàn)在我們燒結行業(yè)來說的話煙氣混合在一起最后一塊排煙，針對這種脫硝的話工藝什么樣，也可以分為脫硫工藝以后脫硝，或者脫硫之前做脫硝。

脫硫之前做脫硝有兩個，針對半干法或者針對濕法脫硫，我們燒結機煙箱溫度不一樣，可以混合一塊做脫硝，也可以針對不同煙氣溫度分別做脫硝，這是具體方法可以看一下，脫硫以后做脫硝半干法在120度左右，把煙溫升到180然后升到220，如果濕法脫硫位置比較大，濕法脫硫溫度有幾十度。

這是簡單的總結，可以看一下，估算一下對于260平米的燒結機煙氣量120萬標方，相比火電行業(yè)用這種方式做脫硝的話，鋼鐵行業(yè)脫硝投入遠遠高于火電行業(yè)，尤其司法脫硫以后要把這么低的溫度升到220度這個代價非常龐大。

我們提出脫硫以后做脫硝，脫硫以后做脫硝更多對于催化劑有需求，第一種工藝燒結煙氣混在一塊，假設我們按130度計算，第一股煙氣到180再到220，第二個我們通過利用燒結行業(yè)本身已有的能量來把煙溫直接到300度以上，一分為二，同樣的話我們可以對燒結機煙溫三種煙氣分別做脫硝處理。

對于60度煙氣溫度更適合用化學方法做脫硝，對于140度煙霧溫可以加熱到300度以上，做中溫的脫硝，對于220度可以用低溫催化劑脫硝，這是對幾種方法做的總結，我們一方面要充分利用燒結機本身現(xiàn)在有關設備能量，盡量把一股煙氣升到300度做脫硝，成本非常低。

如果我們把煙氣分開處理的話，對于非常低的低溫，可以做氧化脫硝，相對來說投入成本最低，無論用中低溫脫硝都有這個特點，雖然灰含量不高，按期里面有大量的堿金屬，會讓催化劑發(fā)生嚴重的中毒作用，引出了我們需要堿金屬中毒的脫硝催化劑。

針對我們火電行業(yè)，針對我們生物質(zhì)行業(yè)秸稈里面都是鉀鹽，這種早期都有很多研究，堿金屬進入脫硝催化劑發(fā)生反應，影響催化劑的活化，可以降低吸附能力和氧化性能，這樣的話催化劑沒有辦法完成脫硝。在此基礎上化學吸附氧的比例也是降低，如果不能把氨氣等吸附在表面，這個脫硝反應沒有辦法進行。

五年前針對堿金屬來做如何提高催化劑對堿金屬抗中毒能力，我們也是通過量子化學分子研究催化劑表面如何吸附上去，如何發(fā)生化學反應，如何影響催化劑表面的活性位和不同價態(tài)的比例，在此基礎上針對這個堿技術化學反應設計催化劑，來簡化催化劑對堿金屬的抗中毒能力。

我們抗堿金屬催化劑，我們催化劑只要接觸煙氣堿金屬一定會進入微孔，不要發(fā)生反應就可以保護催化劑活性位，添加酸性更強的助劑進去，就可以發(fā)生反應，可以降低堿金屬發(fā)生反應，同樣增強催化劑表面的酸性，這就是增強催化劑的容量，哪怕催化劑吸附1%，甚至更多堿金屬在上面。

可能我們催化劑依舊不會讓脫硝性能受到影響，最后調(diào)整催化劑配方，創(chuàng)造各種各樣結構，讓堿金屬容納在孔里面，盡量讓堿金屬減少表面吸附，雖然這個過程很難，通過做了以后我們成功研制出來，尤其針對我們現(xiàn)在堿金屬非常高的地方，重點是我們生物質(zhì)行業(yè)。

燒結機行業(yè)起步時間比較短，我們還沒有投運，已經(jīng)下了訂單，目前在生產(chǎn)，有機會也請各位領導對我們相關情況多多考察，多了解我們情況，這是我們燒結機簡單應用業(yè)績。這個我們現(xiàn)在可以看一下我們設計方案，都在40毫克以下，這是我們技術方面優(yōu)勢，脫硝我們可以保證超低排放，以后鋼鐵行業(yè)也會步入火電行業(yè)的要求，不僅要做改造更要做超低排放改造，今天這是我匯報的主要內(nèi)容，請各位專家通航多多批評指正，謝謝。

(發(fā)言為環(huán)保頭條APP根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核)

會議直播：

直播｜2018鋼鐵、焦化煙氣治理技術與應用研討會