工序人员正在检察催化剂端面
近年来，随着我国工业的快速生长，SO2（二氧化硫）和NOx（氮氧化物）作为大气的主要污染物，引起了公众的广泛关注，而燃煤烟气的脱硝工艺也成为节能减排的重要措施之一 。
内蒙古希捷环�？萍加邢拊鹑喂荆ㄒ韵录虺葡＝莼繁＃┮劳心暇┕ひ荡笱е柿匣Чこ坦抑氐闶笛槭壹际�，在国家自然科学基金、国家“863计划”专项、国家科技支撑计划及中央专项投资资金的支持下，乐成研制生产具有我国自主知识产权、切合国家尺度的稀土型选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂，填补了我国大气防治领域烟气脱硝催化剂技术的空白 。
“我们的SCR烟气脱硝装置接纳高尘型工艺，反映器部署在省煤器与空气预热器之间 。每台锅炉设2台SCR反映器，关于锅炉中心线对称部署 。经过测试，脱硝效率与氨逃逸、SO2/SO3转化率、反映器整体烟气阻力、氨耗量等指标都合格 。”希捷环保总经理王志民体现 。
一场新的技术厘革到来
据预测，到2030年，中国NOx排放量将到达35.4Mt（兆吨），其中牢固源（火电厂、水泥厂、锅炉等）排放量占50%左右 。“这正是减排的要害所在 。而对火电厂等企业排出的污染物进行脱硝的要害在于催化剂，催化性能的崎岖直接影响到脱硝系统的整体脱硝效率 。”王志民说 。
传统的脱硝催化剂以钒基脱硝催化剂为主，其投放市场较早且技术成熟、应用较广 。钒钛系脱硝催化剂核心技术掌握在少数发达国家手中，我国在该技术领域还有很多性能待优化 。
经过多年的努力，国内钒钛系催化剂技术日趋成熟，国产化率较高 。但是据南京工业大学教授祝社民介绍，“我们没有自主的知识产权，且钒钛系脱硝催化剂具有毒性对环境造成污染，研发自主知识产权、高效低成本的SCR脱硝催化剂具有非常重要的现实意义 。”
由于废烟气脱硝催化剂（钒钛系）具有浸出毒性等危险特性，它被归类为《国家危险废物名录》中“HW50其他废物” 。
祝社民解释道：“钒钛系脱硝催化剂使用的主要活性身分是五氧化二钒（V2O5），它是一种高毒物质，凭据职业性接触毒物危害水平分级属于高度危害，对人体的呼吸系统和皮肤会发生严重损害 。”
2016年，《国家勉励的有毒有害原料（产物）替代品目录（2016年版）》明确将稀土基脱硝催化剂列为钒基脱硝催化剂的替代品 。一场新的技术厘革悄然到来 。
优化脱硝催化剂的性能
“现有技术条件下催化剂的使用寿命一般为3年，自2015年起，我国每年发生替换下来的钒钛系有毒脱硝催化剂高达30万～40万立方米，大量废弃有毒催化剂如保管或处置不妥，极易污染土壤及地下水，给我国环境造成巨大隐患 。”王志民急在心上 。
如何在催化剂中充实利用好稀土质料奇特的4f轨道结构和优异的氧化还原性质，成为近年来研究的重点 。
稀土基脱硝催化剂的活性身分是由镧、铈、钇等稀土元素氧化物和其他过渡金属氧化物组成，以钛基陶瓷为第一载体、钛锆复合金属氧化物为第二载体，利用稀土元素具有未充满电子的4f轨道作为催化剂活性身分，它使用时体现出电子“存储器”的性质，有效地解决了氧化铈作为活性物质时酸性较弱的问题 。
希捷环保的产物不仅彻底挣脱了五氧化二钒身分，还针对钒基脱硝催化剂的各项性能进行了优化 。
王志民体现，发电厂在排烟的过程中，烟气在催化剂内从湍流转变为层流，灰分颗粒倾向于翻转并在整个通道长度内攻击催化剂内壁，所以磨损从上至下是均匀的，体积密度小的薄壁催化剂是使用不了多长时间的 。
希捷环保在脱硝催化剂的高强度、高比外貌、可控孔制备技术方面，增加了比外貌和催化活性，解决了高活性与高强度、高耐磨性能间的矛盾，从而有效地延长了催化剂的使用寿命 。
“目前钒钛系催化剂有一个致命的问题，即当烟气温度在300℃以下时，催化性能下降、活性降低 。”希捷环保总工程师周广贺解释道，“为此，我们突破了两项核心技术，将稀土基SCR烟气脱硝催化剂的性能进一步优化 。”
促进稀土工业健康生长
环境� ；に肮嬖蚨�，对废钒钛系脱硝催化剂等类似危险废物每吨征收1000元的环境� ；に�，是稀土脱硝催化剂等普通固体废物的40倍 。王志民说：“以目前技术水平，钒钛系脱硝催化剂的危废处置用度达每立方米6000～7000元，特别增加了使用企业的负担 。”
近年来，希捷环保已经实现年产5万立方米稀土基SCR烟气脱硝催化剂，产物可以用于燃煤电厂、工业燃煤锅（窑）炉、水泥厂、焦化厂、生物电厂、石油焦燃烧企业、玻璃厂等排放的氮氧化物污染物治理 。
王志民介绍：“项目一期于2018年正式建成投产，生产过程接纳先进的蜂窝体挤出工艺和烧成方案，自动化水平高、运行可靠 。”
“公司产物自2012年投放市场以来，已乐成应用于100余项脱硝工程，涵盖了燃煤发电、玻璃、焦化、冶炼、陶瓷和化工等行业 。各项工程均到达了国家环保排放尺度，取得了良好的使用效果 。有一些脱硝催化剂已经运行凌驾24000小时，但依然运行良好，目前仍在使用中 。”王志民对未来信心百倍 。
数据显示，“十三五”期间国内约有85万立方米左右的催化剂在运行，预计从2018年开始每年替换下来的废钒钛系脱硝催化剂将高达30万立方米 。
王志民体现：“若将钒钛系脱硝催化剂全部替换为稀土脱硝催化剂，每年将减少危险废物30万立方米 。稀土脱硝催化剂还能平衡利用北方稀土富厚的镧铈轻稀土资源，促进稀土工业健康生长 。”
《中国科学报》 (2019-07-18 第6版 转移转化)