“北京市科学技术奖二等奖”

"固定源SO₂和NOₓ同时脱除的结构化催化剂的催化原理和反应工程"

雷志刚

项目编号:

固定源烟气SO2、NOX和重金属等污染物的排放控制是我国能源和环境领域的重要方向之一。目前主流技术为湿法钙基单独脱硫基催化剂单独脱硝及活性炭单独脱汞,但这些技术的组合占地面积大、成本高。烟气多种污染物干法同时脱除及催化剂再生循环技术有望解决组合技术存在的问题,是国内外公认的发展趋势。本项目以此为方向,在国家基金委重点、面上和青年基金及北京市科技新星计划的支持下,针对烟气量大、压力低和含尘高等特点开展了中温同时脱硫脱硝和低温同时脱硫脱硝脱汞的蜂窝催化剂研究,揭示了催化剂组成和结构与表面性质的关系、烟气各组分在催化剂表面的吸附和转化机理、催化剂再生机理及反应工程中传递的作用,取得了系统性进展,得到国内外学术界的关注。主要发现点有:(1)发现CuO/AL2O3催化剂脱硝中铝起储NH3作用,铜起活化NH3作用;建立了SO2和反应温度与表面性质、NH3吸附/活化程度和脱硝活性之间的关系;(2)揭示了V2O5/AC催化剂各组份的相互作用及其对硫、硝和汞脱除的影响,硫对脱硝机理的影响;(3)揭示了高效蜂窝CUO/AL2O3/堇青石催化剂制备的关键因素,阐明了堇青石预处理和各种助剂对催化剂活性和再生行为的影响;(4)揭示了蜂窝V2O5/AC催化剂制备原理,催化剂低温再生方法及氨保护催化剂并显著提高脱硝活性的机理;(5)揭示了反应器中导流结构及氨喷嘴布置与烟气速度分布和NH3浓度分布的关系,提出并证明了调控方法。项目发表SCI收录论文59篇,EI收录论文63篇,其中TOP和IF大于4.0的论文29篇,SCIE他引465次(其中10篇代表性论文SCIE他引118次);授权国内发明专利4项,公开国内发明专利6项;受邀在国际学术会议做大会报告2次、主题报告1次、在国内学术会议做大会报告2次。

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