低氮燃烧与挥发性有机物高效净化技术研究及示范应用

20240619

水利、环境和公共设施管理业

（1）蓄热催化燃烧技术 通过耐高温蓄热催化一体化材料的研制，解决燃烧过程NOx的排放控制问题，研究结果表明相比于传统的均相燃烧，蓄热催化燃烧可以降低燃烧过程NOx的排放，尾气中NOx浓度低于20ppm。 （2）低浓度含氮废气选择催化氧化工艺技术 基于含氮废气选择催化氧化材料的开发，形成针对低浓度含氮挥发性有机选择催化氧化的工艺技术。以空气作为氧化剂，气压为常压，在250-450oC下，将废气中的含氮挥发性有机污染物转化成为二氧化碳、水、氮气，氮氧化物可控制在排放标准内。具体控制方法为将选择氧化氧化催化剂预热到一定温度后有机废气通过选择氧化催化床层。另外，该设备还可拓展运用到含氮复合有机废气的净化。 （3）高浓度含氮废气选择催化氧化催化还原一体化工艺技术 基于蓄热燃烧设备流向变换的反应原理，结合所开发的蓄热催化材料，选择氧化催化还原材料，通过气流组织方式研究，催化还原装置联动方式，开发VOCs催化氧化和NOx催化还原协同处理的选择氧化-催化还原工艺。该含氮有机废气选择氧化-催化还原一体化装置以及可以同时实现含氮有机废气选择氧化和氮氧化物催化还原的双功能催化材料，在实现含氮有机废气高效降解的同时实现尾气中氮氧化物的达标排放，且材料制备过程简单，易实现批量生产，大幅节约投资和操作费用，应用前景广泛。

提高研发产品的产业化水平。进一步加强材料和技术的应用研究，倡导设备模块式的产品开发模式，材料生产流程和设备制造的标准化。与国内相关领域企业公司紧密合作，与企业合作加快科技成果的产业化与转化，建立适宜的科研成果转化和产业化实施机制。 推广研究成果在其他行业的应用。核心技术成果应用于彩钢、电子等行业，希望今后进一步加大成果的推广力度，应用于石化、化工其它行业，以产生更大的经济环境社会效益。

可国（境）内外转让

与有机废气燃烧串联选择性催化还原SCR技术相比，课题研发的VOCs和NOx协同控制技术每万风量单套设备可降低一次性投资成本120-150万元，年运行成本降低20-40万元，从而具有良好的经济效益。

怀柔科学城成果落地

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）作为PM2.5和O3的前体物，其大量排放正是我国重点区域高浓度PM2.5和O3污染形成的重要根源。催化燃烧技术作为VOCs排放控制的主流技术之一，仍然存在污染物控制过程VOCs和NOx协同控制、含氮有机物高效控制材料与技术等关键科学问题与瓶颈技术。本技术针对VOCs减排与控制，开发出六铝酸盐、烧绿石和尖晶石复合氧化物催化材料，针对VOCs燃烧过程VOCs和NOx控制，开发出负载型分子筛、类水滑石衍生复合氧化物、固溶体氧化物等选择氧化和选择氧化催化还原一体化催化材料，基于材料合成控制和活性相（选择氧化-酸中心、选择氧化-还原中心）的构筑，揭示了含氮有机物中C-N化学键的活化与转化、中间物种的生成转化机理及有毒副产物（有机胺、NOx）的抑制机制，开发出高效污染控制的（蓄热）催化燃烧、选择氧化-还原等工艺技术，研发制造样机，在彩钢和电子行业开展工业含氮有机物VOCs与NOx协同净化控制材料与装置的工程应用。