PDF《新型催化剂为燃煤“减负”》

转化

7 执行主编: 童岱 编辑: 王晨绯 校对: 么辰 E-mail押cfwang@stimes.

cn

2013 年11 月26 日 星期二 Tel: (010)

62580702 在河南鹤壁东大高温节能材料有限公司 (以下简称东大公司) 的空置厂房内, 来自中 国科学院过程工程研究所 (以下简称过程工 程所) 的科研团队在这里建立了粉末催化剂

300 吨/年、 蜂窝催化剂

500 方/年的脱硝催 化剂生产中间试验平台. 燃煤烟气脱硝是国家 十二五 大气污染 物减排的重中之重.随着我国对环保重视程 度的不断提升, 最近数年, 烟气脱硝催化剂生 产项目备受关注,迎来了前所未有的发展机 遇.但由于传统商业催化剂生产成本的透明 性,燃煤烟气脱硝发展未来必将势必面临着 激烈的市场竞争. 过程工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. 前期研发时, 研发团 队就吸引了国内外知名企业的目光,纷纷前 来洽谈合作. 一分耕耘, 一分收获 , 团队几 年如一日的执著坚守与开拓创新,让过程工 程所交出的成绩单令人眼前一亮. 原始创新集成优势 宽工作温度烟气脱销催化剂项目得到了 国家

863 计划重点项目的支持, 过程工程所 研究员许光文带领余剑、 郭凤、 杨娟等几位年 轻科研骨干承担该项目的研发. 在我国,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 应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. 面对这些难题,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钛白粉过 程中的偏钛酸出发,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,可以促进我国 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的催化剂需求提 供核心技术支撑. 据科研人员表示,目前研发与应用进展 顺利, 项目已经完成中间试验, 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. 强大的技术实力自然吸引了来自产业界 的 橄榄枝 .过程工程所已与攀枝花钢铁集 团、 中电投远达环保工程有限公司、 日本明电 舍 (株) 、 日本产业技术综合研究所 (AIST) 等 形成了紧密合作关系.申请了相应的专利技 术, 包括国内发明专利

4 项 (授权

1 项) 以及 国际 PCT 专利. 与传统催化剂相比, 新型研制催化剂有 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,较基于国外工艺的商业催化剂降低成 本30%~50%,以适用于不同应用状况的烟气 条件;

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. 中间试验攻坚克难 中间试验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.为此, 项目团队对国内相关企业开展了实地考察和 交流,企业方面对脱硝催化剂的产业化积极 性很高, 经过慎重考虑, 最终决定先期在东大 公司成立中间试验平台. 当来自北京的科研人员发现,河南省与 鹤壁市当地政府非常重视该项目的落户.经 过科研院所和企业双方的积极推动,该项目 以过程工程所的中间试验平台为基础,双方 成功申请了河南省科技厅、鹤壁市科技局重 点产业化项目,为后续产业化工作提供了一 定的资金支持. 尽管得到了多方面的支持,但科研团队 的原始创新之路并非一帆风顺.尤其是工程 放大阶段的难题经常接踵而来,项目团队遇 到了缺乏装备操作经验、 操作不慎容易受伤、 单次试验周期较长、 车间有机物含量超标、 涉 及多学科知识技能等问题. 为此, 科研人员与工人师傅一起想办法、 找出路,齐心协力攻坚克难, 要求智力与体 力并存的中间试验 完成后, 他们都成了 一 专多能 的复合型人才. 例如, 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 来已是汗流浃背. 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. 克服困难, 产研工作不断进展. 院地合作 方面取得喜人进展的同时,国际合作交流方 面也不乏亮点,过程工程所脱硝催化剂研制 工作得到了中科院国际合作重点项目、科技 部国际合作重点项目的支持. 过程工程所与日本明电舍 (株) 、 日本产 业技术综合研究所 (AIST) 进行合作, 多年 来一直坚持涂覆型蜂窝催化剂的研发, 现 阶段已为 日本 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,过程工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. 执着坚守不懈追求 长期驻扎在鹤壁的科研人员不仅与家人 聚少离多, 繁忙工作之余, 心中难免有彷徨与 牵挂, 但对科技事业的执着坚守, 对科学梦想 的不懈追求, 始终支撑着他们努力前行. 团队成员余剑表示, 工作现场的条件比 较艰苦,当白天做完工作的工人下班后, 晚 上一个人凝望月亮时,不免常常问自己, 面 对那么多出国深造的机会,面对更多光环, 却为何要在这里苦苦坚持?很快, 他找到了 答案: 为了团队总体安排.因此, 他全身心地 投入研发. 等待余剑和其他科研人员要突破的, 可 能是项目数月没有明显进展,生活与事业的 不顺一拥而上……这更需要科研人员坚定的 意志、 笃定的信心, 以及团队鼓励, 既然选择 了远方, 便只顾风雨兼程 ―― ―这也是这群年 轻科研骨干心中不变的信念. 目前, 过程工程所 宽工作温度脱硝催 化剂 的产业化生产线正在规划中, 其中一 条生产线预计将在今年年底前后完成安装, 力争明年

5 月前完成连续化调试并实现产 业化生产. 可以预见的是, 新工艺成功产业化后, 将 推动过程工程所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及其应 用, 创造可观的经济和社会效益. 速递 深圳先进院

18 项目获高交会优秀产品奖 本报讯

11 月21 日,第十五届中国国际高新技术成果 交易会在深圳会展中心落下帷幕.中国科学院深圳先进技 术研究院共有

18 项产品获得高交会优秀产品奖, 占全部参 展项目获奖总数的 6.7%. 此外, 中国科学院还获得高交会优 秀组织奖和优秀展示奖. 此次先进院获奖的项目来自集成所、 医工所、 数字所、 医药所及部分育成企业, 涉及医疗器械、 生物医药、 智能系 统、 新能源新材料等诸多前沿领域. 其中包括我国自主研发 的亚洲首台超声肝硬化检测仪;

光电转化效率达到 19.08% 并开始产业化的铜铟镓硒薄膜太阳能电池;

有应用广泛的 大规模人群监控,也有在室内不再迷路的精确室内定位导 航系统;

还有骨水泥、 核电站环境远程监测展示等多项重点 项目也获得了评审组的认可. 本届高交会紧紧围绕创新驱动发展, 多维度、 全方位展 现我国战略性新兴产业与自主创新的最新成果,推动科技 与经济社会发展更紧密结合,促进更广范围的国际科技交 流合作.先进院共组织

191 项项目参展. (苏合香) 青岛能源所 加入德国工业生物技术集群 本报讯

11 月19 日,中国科学院青岛生物能源与过程 研究所作为成员单位获准加入德国工业生物技术集群 (CLIB2021) , 成为唯一一家加入集群的中国科研机构. 该工业生物技术集群于

2006 年由德国政府批准建立, 旨在通过成员间的合作促进工业生物技术领域科学研究及 工业应用. 集群的主要活动包括: 为工业生物技术企业和科 研机构提供合作与交流平台, 促进工业、 中小型企业、 科研 和教育机构间的合作, 提高优质研发、 教育以及科研院所及 教学机构间的国际交流等. 目前, 该集群成员单位包括拜耳集团、 朗盛集团、 俄 罗斯科学院生物化学研究所、德国弗劳恩霍夫生物医学 工程研究所、 比利时法兰德斯技术研究院、 瑞士联邦材料 测试与开发研究所、 等全球近百家企业、 科研单位、 大学、 投资公司. 未来, 青岛能源所将以加入该集群为契机, 进一步加强 与集群内合作伙伴的学术交流、 研究生培养、 项目合作等, 不 断巩固提升在工业生物技术领域的国际影响力. (苏合香) 基因转化科学联合实验室 在京揭牌 本报讯 近日, 北京基因组研究所 - 河北省科学院生物 所 基因转化科学联合实验室 揭牌仪式在京举行.在此基 础上,双方召开了中国科学院―河北省科学院联盟合作项 目研讨会. 与会专家就双方合作项目作了阶段性发展报告,包括 肝癌诊断试剂盒、 漆酶的研发及产业化、 细菌群体感应及其 植物的项目作用、基因组检测基础与应用研究进展和重组 葡萄糖氧化酶的规模生产及应用等. 专家们就项目本身以及基因检测技术的发展应用展开 了热烈讨论, 形成了良好的合作发展势头.双方均表示, 为 快速实现项目的产业化, 将发挥各自在科研、 政策、 制度上 的优势,期许中国科学院联合河北省科学院为地方经济的 转型和快速发展作出贡献. (王安) 推介 纳米复合真空绝热材料 近日,中国科学院固体物理研究所研发出纳米复合真 空绝热材料. 该材料由全无机材料复合制备而成, 导热系数 低, 且不会燃烧. 该技术产品在建筑内外墙、 冰箱冰柜、 石油 化工管道、 冷藏车等领域具有应用市场, 近期已实现了规模 化生产. 该纳米复合真空绝热材料导热系数只有

4 毫瓦 / 米度,是现有有机保温材料导热系数的六分之一到十分之 一. 除此之外, 该材料是由全无机材料复合制备而成, 具有 完全不燃烧的性能, 可有效杜绝由建筑保温材料引起的火 灾发生. 固体物理研究所的研发团队攻克了纳米复合材料的 分散、 成型和功能化等关键材料制备与工艺技术, 实现了 小试样品的性能优于国际同类产品水平, 并拥有自主知识 产权. 目前该成果的市场拓展工作正在有条不紊地进行中, 与道康宁正在洽谈在绿色节能建筑上的应用合作, 与波兰、 俄罗斯等国的客户正在进行样板合作试验.与美的、 美菱等 众多国内冰箱企业建立了联系,并已经成为美菱的产品供 应商, 国内建筑市场的应用推广正在推进中. (由中国科学院固体物理研究所提供, 杨琪整理) 大容量储能用钠硫电池 关键材料及电池的量化制造技术 大容量钠硫电池是一项以材料及其部件组合技术为核 心的储能技术. 在上海市科委的组织下, 中科院上海硅酸盐 所和上海市电力公司合作攻关,研制成功国际上最大容量 的650 安时单体电池,建成了

2 兆瓦产能的中试线并批量 化制备,使我国成为继日本之后世界上第二个拥有大容量 储能钠硫电池成套技术的国家. 核心的发明包括双 ZETA 技术及活化水基前驱粉体的 路线,突破了锂稳定 beta- 氧化铝的低成本化粉体制备技 术;

动态卧式烧成技术制备成功近零形变的 beta- 氧化铝陶 瓷管;

全自动方阵式多轴真空连续热压系统, 填补了我国在 金属陶瓷真空热压批量化封接技术方面的空白,解决了钠 硫电池关键材料部件组合的技术难题. 本项目制备成功的核心材料和电池的各项性能指标 均达到国外同类产品的先进水平.百千瓦级储能电站直 接经济效益

960 万元, 在上海世博会期间成功示范.正在 设计中的各个储能电站预期直接经济效益

4 亿元人民 币. 大容量钠硫电池研制成功被我国两院院士评选为中 国2009 年十大科技进展.本项目研制成果已实现产业化, 对我国智能电网建设以及可再生能源的开发利用具有重 要的意义. (由上海硅酸盐研究所提供, 王安整理) 新型催化剂为燃煤 减负 姻刘伟 科技助力茶业湘军添 劲旅 姻本报记者 王晨绯 创业 不........