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申报2024年河北省科学技术奖项目公示
发布时间：
2024-09-10 09:56
来源：
一、项目名称：复杂烟气多污染物全温度窗口协同催化技术研究与应用
二、提名单位（提名专家）：河北省教育厅
三、提名类型及提名等级：科技进步奖，二等及以上
四、项目简介
针对中低温复杂烟气净化需求，研发了适应性强的高效、耐毒的宽温窗低温SCR脱硝催化剂（150~280℃）和耐水、抗毒、C-H键高效断裂的VOCs低温氧化材料（140~370℃），匹配节能降耗技术和工艺优化方案，实现复杂工况条件下污染物高效稳定净化。
（1）成功研制了高效耐毒的宽温窗低温V基脱硝催化剂（180~280℃），掌握了全流程生产工艺，实现了低温烟气稳定、高效脱硝的多行业成熟应用，并成为行业主流产品之一。揭示了Keggin结构催化剂的SCR脱硝活性促进过程、耐水耐硫机制和抗性提升策略，通过离子修饰和体相掺杂实现了表面酸碱性能&氧化/还原能力的协同调控，抑制了表面SO2吸附行为和硫酸盐物种累积作用，优化了催化剂的全流程制备技术和再生工艺，实现了多行业复杂工况下低温稳定脱硝（180~200℃），满足超低排放标准要求，匹配氨耗调节可实现近零排放，相较于250℃中温脱硝的运行能耗降低20%以上。
（2）创新性研制了多污染物协同净化的宽温窗低温Mn基脱硝催化剂（150~250℃），掌握了规模化生产技术，实现了低温烟气脱硝脱CO一体化净化的工程应用。揭示了Spinel结构催化剂的SCR脱硝反应机理、耐硫机制和抗碱作用，调控了晶格八面体中心活性位点和空间形貌结构，提出了多元组分耦合的酸碱性能&氧化/还原能力协同调控策略，成功构造并规模化研制了多污染物（NOx、CO、Hg）协同催化材料，实现了较低烟温（150~200℃）、高浓度NOx（＞3000mg/m3）的协同脱硝脱CO，通过匹配调节脱硝温度（170℃）和还原剂耗量（节省23.5%）可达到近零排放，系统压损低于700Pa。
（3）研发设计了耐水、抗毒、C-H键高效断裂的Co基VOCs催化剂（140~370℃），掌握了短流程关键调控技术，实现了VOCs吸附-催化集成化治理的工业推广。解析表面活性氧“生成-迁移-消耗”和C-H键“吸附-活化-断裂”规律，阐明催化剂多尺度结构特征与C-H键活化能力、晶格氧迁移率和耐中毒性能内在关系，提出全过程防控关键技术与应用，开发“光/低温等离子+催化氧化”、“吸附再生+催化氧化”等耦合技术与设备，一定程度上解决了集成过程中不同性质VOCs组分协同处理、能量回收和二次污染问题，效果好&“投资+运行”成本低，推广30多台套。
项目成果拥有自主知识产权，获得专利超过10项（发明超过5项），发表论文超过30篇（SCI不少于20篇）。NOx治理方面，已在钢铁、焦化和建材等行业的炉窑烟气治理中得到应用，累计40套约处理烟气量3000万Nm3/h以上，NOx减排能力10万吨/年以上；VOCs治理方面，近三年在超15家企业中获得应用，工程治理规模约50000m3/h，有机物污染减排(以TVOC计)>30吨/年，为企业节省经济开支约2000万元，累计实现VOCs减排量近100吨。
上述成果的示范和推广，为超低排放技术进步做出积极贡献，综合效益显著，应用前景广泛。项目成果由中国钢铁工业协会评价为国际领先。
五、全部完成人姓名（含排序）
唐晓龙，段二红，易红宏，高凤雨，宋丽云，王丽涛，王佩，吕文彬，郭斌，时屹然
六、全部完成人情况
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排名 |
完成人 |
职称 |
现工作单位 |
成果完成单位 |
对本项目主要贡献 |
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8 |
吕文彬 |
高级工程师 |
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负责低温SCR脱硝技术装备的研发和应用推广 |
七、全部完成单位名称（含排序）
河北科技大学、北京科技大学、河钢集团有限公司、北京工业大学、威尼斯欢乐娱人城v3676
公示时间：2024年9月10日至2024年9月16日
联系电话：0551-64276188