仕净科技水泥窑用LCR脱硫脱硝技术开发过程
水泥 仕净科技 2021-12-07
一、开发目的：
随着大气污染物排放标准的不断提高和环保政策的不断趋严，我国烟气脱硫脱硝市场进入一个较快的发展阶段，国家对包括水泥在内的各工业企业脱硝减排的要求越来越严格。这对包括水泥在内的工业炉窑工艺装备、污染治理技术和环境管理水平提出了更高的要求。
面对这样的行业现实，苏州仕净科技股份有限公司（证券代码：301030，以下简称“仕净科技”）依托自身的技术积累，针对氮氧化物排放难题进行了水泥窑用LCR脱硝技术的开发，主要希望达到以下目的：
同时研发出工业烟气脱硫、脱硝、除尘、脱氨功能高度集成的一体化工艺与设备，同时实现工业烟气硫硝尘氨的超低排放。
通过LCR脱硝技术研究，攻克中低温下液态催化脱硝技术难题，开发适用于中低温下的液态高效脱硝催化剂，集成脱硫脱硝除尘脱氨一体化工艺技术，保证硫硝尘氨的超低排放，达到SO2≤35mg/Nm3,NOX≤50mg/Nm3，颗粒物≤5mg/Nm3，NH3≤5mg/Nm3。以环境安全性、技术经济性为切入点，明确控制参数与指标，建立模块化易推广的技术体系。
二、开发过程：
本开发研究结合水泥生产线工艺特点，开发适用于水泥生产线的LCR脱硫脱硝除尘脱氨一体化技术，主要技术路线如下：
废气组成成分及各组分特性分析→中低温下NOx催化还原机理研究→中低温下液态催化剂活性研究→脱硫脱硝一体化工艺研究→中试试验→系统工业化应用→工程示范。
实验室通过小试及计算机筛选脱硝药剂：
选择过的化合物有：有机无机还原性化合物、络合物、PH调节剂、有机含硫化合物等（也包括涉密的其它化合物）。
在实验中发现一些问题：
例如，以络合物为主，如EDTA亚铁盐，可以通过反应完成脱硝，但是其再生比较困难，又如以亚硫酸钠、尿素等还原剂，可以完成脱硝，但是氮氧化物去除率较低，且不同PH值下有不同的副反应，因此在重新查阅国内外文献（非环保类），借鉴其它行业经验，重新进行试验，最终得到较为合适的催化剂AB剂组合，完成小试。
小试成功后，进行了5万m3/h风量中试，达到初步预期，然后在某水泥企业约42万Nm3/h尾气装置进行工业化应用，工业化应用主要需达到以下目的：
（1）保证出口氮氧化物NOx≤50mg/Nm3；
（2）保证SO2≤35mg/Nm3,颗粒物≤5mg/Nm3,NH3≤5mg/Nm3；
（3）优化现有装置，使其更加适用于水泥行业工况。
工业化应用思路：
公司原有LCR工艺已经属于低温甚至常温脱硝的创新工艺，同时能取得较好的脱硫与除尘效果，但是初期应用到水泥等行业时，存在氮氧化物排放较高，较超净排放有一定差距等问题。
工业化应用过程：
2020年9月开始进行第一阶段工业化应用，出口氮氧化物数据不理想，进行药剂配方及塔内结构优化，在此基础上进行第二阶段工业化应用，于2021年1月，最终工业化应用成功，出口达到NOx≤50mg/Nm3,SO2≤35mg/Nm3,颗粒物≤5mg/Nm3,氨逃逸≤5mg/Nm3。
下图为工业化应用成功后的氮氧化物排放出口数值：
下图为便携式仪器实测出口数值：
下图为第三方检测公司以分光光度法取样分析出口氨逃逸结果：
最终仕净科技水泥窑用LCR脱硫脱硝技术开发获得圆满成功，截至发稿，该技术已获专利授权16项，其中发明专利授权3项，并具备以下技术创新点：
（1）中低温下液态催化剂对NOx的脱除机理研究
揭示了中低温条件下，液态催化剂功能基团与NOx的反应机制，为下一步实现中低温液态催化脱硝提供了理论基础。
（2）中低温下液态催化剂活性研究
对不同化学条件下液态催化剂的反应活性进行研究，开发了高效液态催化剂及环境体系，解决了中低温下催化剂反应活性低的难题，实现了水泥等工业企业氮氧化物超低排放末端治理。
（3）脱硫脱硝一体塔工艺研究
研发工业烟气脱硫、脱硝、除尘、脱氨功能高度集成的一体化工艺与设备，解决了传统工艺设备冗杂、流程复杂的问题，实现了硫硝尘氨等污染物协同治理一体化技术，实现水泥窑炉烟气的高效脱硝、超低排放。
（4）脱硫脱硝一体塔中试
建立工业化中试装置，对整体工艺中的关键技术进行验证。
（5）脱硫脱硝一体塔工业化应用
进行水泥窑生产线的工业化应用。并在氮氧化物、硫氧化物、颗粒物、氨逃逸均做到超低排放，获得水泥厂用户高度好评。
【LCR】释义:即LiquidCatalyticReduction。是仕净科技公司自主研发的低温液态催化脱硝技术，该技术以定制化液态脱硝催化剂配方为核心，以专有设备的方式对NOx进行整体处理。LCR脱硫脱硝一体塔即在该系统中集成了脱硫、脱硝等功能。
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