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〔江苏科技报〕稀土催化脱硝控制大气污染 江苏高校这个项目获中国化工学会技术发明奖一等奖

时间:2022-09-21 来源:江苏科技报 作者:杨芳 摄影: 编辑:杨筱奕 上传:
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通讯员杨芳记者葛思佳

9月16日,记者从新利18彩票 获悉,该校材料科学与工程学院教授沈岳松主持的项目《轻稀土基整体蜂窝式烟气脱硝催化剂的关键技术及产业化应用》,在2022年度中国化工学会科学技术奖评审中喜获技术发明奖一等奖。

“如何科学地、最大程度地降低煤在燃烧过程中产生的大气污染和CO2排放是环境科技工作者必须关注和解决的重大问题。”在沈岳松看来,要打赢“蓝天保卫战”和实现碳达峰碳中和,煤改气是重要举措之一。

然而,煤改气过程中氮氧化物排放不减反增,而氮氧化物又是形成PM2.5、酸雨、雾霾和臭氧等污染物的重要前体物。因此,氮氧化物治理(俗称“脱硝”)是大气污染长久治理的重点,也是“十四五”要求实现PM2.5和臭氧等多污染物协同控制的关键。

“大气污染开始从硫酸型雾霾转变为硝酸型雾霾,脱硝任务更加突出,氮氧化物超低排放成为当前耗能产业亟待解决的‘卡脖子’难题。”沈岳松介绍,烟气脱硝治理的关键在于选择性催化还原高效脱硝催化剂的应用。作为氮氧化物排放大国,我国前期引进、消化吸收了国外钒基脱硝催化剂技术,这虽然部分缓解了氮氧化物的污染,但因其活性组分五氧化二钒属水溶性剧毒物质,不仅在生产使用中,而且在废弃后仍具高毒性,再次威胁环境安全,难以实现绿色可持续发展,研发环境友好型脱硝催化剂成为全世界环保的共同需求。

“稀土铈具有氨气选择性还原脱硝所必备的独特氧化还原性质且组分环境友好,有替代五氧化二钒的可能性。”2005年,沈岳松攻读硕士学位时,便在导师祝社民教授的指导下,开始研究稀土基催化剂。

“稀土铈在我国具有高丰度、价廉等特点。”祝社民表示,但二氧化铈的酸性弱、高温水热稳定差和活性窗口窄等缺点,让它不能直接用于替代五氧化二钒。为使轻稀土二氧化铈既能替代五氧化二钒作为脱硝催化剂,又能克服自身弊端,沈岳松领衔团队走上了化学催化与材料科学融合创新之路。

近二十年的时间,沈岳松逐渐掌握稀土铈的性能,首次提出并成功研制了以其为主活性组成分的绿色高效脱硝催化剂,通过三个创新发明点扬其长补其短,实现了稀土基催化剂全生命周期绿色高效脱硝和大规模工业应用。

首先,创建了高效铈基复合氧化物脱硝催化剂新体系,实现烟气脱硝催化剂的环境友好,为高丰度轻稀土铈高附加值利用开辟了新路径。其次,发明了整体蜂窝式脱硝催化剂的关键制备技术,解决了蜂窝催化剂的高活性与高强度难以并存的难题,实现了载体钛白粉的国产化,使稀土基催化剂的强度、硬度较之钒基催化剂提高了2~3倍,原料成本下降了20%。再次,开发了轻稀土基催化剂的应用与再生利用技术,实现了稀土基催化剂在不同工况下脱硝低氨逃逸的高效稳定运行和循环再生。

团队成员陈英文教授介绍,2016年,稀土基脱硝催化剂被工业和信息化部、科学技术部和环境保护部三部委联合指定为钒基脱硝催化剂的替代品,脱硝工程已在全国280多家火电、建材、化工行业应用,近五年新增经济效益24.5亿元。

2022年9月21日A12版《江苏科技报》:http://www.jskjb.com:8081/xpaper/news/100315/110432/119480-1.shtml

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