北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:在河南鶴壁東大高溫節(jié)能材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)東大公司)的空置廠房?jī)?nèi)，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程工程所)的科研團(tuán)隊(duì)在這里建立了粉末催化劑300噸/年、蜂窩催化劑500方/年的脫硝催化劑生產(chǎn)中間試驗(yàn)平臺(tái)。

燃煤煙氣脫硝是國(guó)家“十二五”大氣污染物減排的重中之重。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保重視程度的不斷提升，最近數(shù)年，煙氣脫硝催化劑生產(chǎn)項(xiàng)目備受關(guān)注，迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。但由于傳統(tǒng)商業(yè)催化劑生產(chǎn)成本的透明性，燃煤煙氣脫硝發(fā)展未來(lái)必將勢(shì)必面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

過(guò)程工程所先進(jìn)能源研究室在前瞻布局伊始，便高度重視新技術(shù)新工藝的原始創(chuàng)新和未來(lái)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。前期研發(fā)時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)就吸引了國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的目光，紛紛前來(lái)洽談合作。“一分耕耘，一分收獲”，團(tuán)隊(duì)幾年如一日的執(zhí)著堅(jiān)守與開(kāi)拓創(chuàng)新，讓過(guò)程工程所交出的成績(jī)單令人眼前一亮。

原始創(chuàng)新集成優(yōu)勢(shì)

寬工作溫度煙氣脫銷(xiāo)催化劑項(xiàng)目得到了國(guó)家“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持，過(guò)程工程所研究員許光文帶領(lǐng)余劍、郭鳳、楊娟等幾位年輕科研骨干承擔(dān)該項(xiàng)目的研發(fā)。

在我國(guó)，現(xiàn)有商業(yè)脫硝催化劑基本依賴(lài)國(guó)外傳統(tǒng)工藝、以高檔鈦白(鈦鎢粉)為原料生產(chǎn)，其活性工作溫度在300℃~400℃，無(wú)法應(yīng)用于低負(fù)荷條件下電廠及大量工業(yè)燃燒煙氣的脫硝，且生產(chǎn)成本居高不下。

面對(duì)這些難題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)立足于我國(guó)煙氣排放特點(diǎn)和鈦白生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，從脫硝催化劑生產(chǎn)的源頭粉末催化劑的研制出發(fā)，開(kāi)發(fā)了利用含鈦高爐渣及硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過(guò)程中的偏鈦酸出發(fā)，直接制備蜂窩狀煙氣脫硝催化劑，通過(guò)調(diào)控活性組分的負(fù)載方式，實(shí)現(xiàn)了具有寬工作溫度范圍、低成本的新型蜂窩狀煙氣脫硝催化劑的制備，可以促進(jìn)我國(guó)煙氣脫硝催化劑生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)換代，為滿足我國(guó)大部分燃煤煙氣脫硝的催化劑需求提供核心技術(shù)支撐。

據(jù)科研人員表示，目前研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展順利，項(xiàng)目已經(jīng)完成中間試驗(yàn)，涵蓋了從鈦礦和低品位鈦資源出發(fā)的鈦鎢粉載體、粉末催化劑以及商業(yè)尺度蜂窩狀脫硝催化劑制備的全生產(chǎn)過(guò)程。

強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力自然吸引了來(lái)自產(chǎn)業(yè)界的“橄欖枝”。過(guò)程工程所已與攀枝花鋼鐵集團(tuán)、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、日本明電舍(株)、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST)等形成了緊密合作關(guān)系。申請(qǐng)了相應(yīng)的專(zhuān)*技術(shù)，包括國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)*4項(xiàng)(授權(quán)1項(xiàng))以及國(guó)際PCT專(zhuān)*。

與傳統(tǒng)催化劑相比，新型研制催化劑有三大優(yōu)勢(shì)：其一，催化劑應(yīng)用范圍廣，可以適用于發(fā)電鍋爐的所有工況和大部分的工業(yè)燃燒設(shè)備煙氣的脫硝;其二，催化劑成本低，可通過(guò)不同的技術(shù)方案控制催化劑成本，較基于國(guó)外工藝的商業(yè)催化劑降低成本30%~50%，以適用于不同應(yīng)用狀況的煙氣條件;其三，與日本明電舍(株)緊密合作，開(kāi)發(fā)了廉價(jià)的催化劑涂覆工藝，為后期進(jìn)一步降低蜂窩催化劑成本予以技術(shù)支持。 中國(guó)脫硝網(wǎng)估計(jì)，憑借這些優(yōu)勢(shì)，該新型催化劑將有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

中間試驗(yàn)攻堅(jiān)克難

中間試驗(yàn)是將實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)行工程放大，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵一環(huán)。為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)開(kāi)展了實(shí)地考察和交流，企業(yè)方面對(duì)脫硝催化劑的產(chǎn)業(yè)化積極性很高，經(jīng)過(guò)慎重考慮，最終決定先期在東大公司成立中間試驗(yàn)平臺(tái)。

當(dāng)來(lái)自北京的科研人員發(fā)現(xiàn)，河南省與鶴壁市當(dāng)?shù)卣�府非常重視該�?xiàng)目的落戶。經(jīng)過(guò)科研院所和企業(yè)雙方的積極推動(dòng)，該項(xiàng)目以過(guò)程工程所的中間試驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，雙方成功申請(qǐng)了河南省科技廳、鶴壁市科技局重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化工作提供了一定的資金支持。

盡管得到了多方面的支持，但科研團(tuán)隊(duì)的原始創(chuàng)新之路并非一帆風(fēng)順。尤其是工程放大階段的難題經(jīng)常接踵而來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)遇到了缺乏裝備操作經(jīng)驗(yàn)、操作不慎容易受傷、單次試驗(yàn)周期較長(zhǎng)、車(chē)間有機(jī)物含量超標(biāo)、涉及多學(xué)科知識(shí)技能等問(wèn)題。

為此，科研人員與工人師傅一起想辦法、找出路，齊心協(xié)力攻堅(jiān)克難，“要求智力與體力并存的中間試驗(yàn)”完成后，他們都成了“一專(zhuān)多能”的復(fù)合型人才。

例如，在處理酸性腐蝕問(wèn)題時(shí)，工作人員不得不在炎熱的夏天全副武裝，穿上厚重的工作服，戴上防毒面具與防護(hù)鏡，一次試驗(yàn)下來(lái)已是汗流浹背。在蜂窩胚體切割時(shí)，工作人員嘗試了從鉬絲到細(xì)鐵絲、鋼絲，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最終選擇了樂(lè)器吉他琴絲快速切割胚體，才保證了其完整性與耐用性。

克服困難，產(chǎn)研工作不斷進(jìn)展。院地合作方面取得喜人進(jìn)展的同時(shí)，國(guó)際合作交流方面也不乏亮點(diǎn)，過(guò)程工程所脫硝催化劑研制工作得到了中科院國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。

過(guò)程工程所與日本明電舍(株)、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST)進(jìn)行合作，多年來(lái)一直堅(jiān)持涂覆型蜂窩催化劑的研發(fā)，現(xiàn)階段已為日本提供了近1噸的粉末催化劑，用于蜂窩催化劑涂覆工藝的開(kāi)發(fā)。經(jīng)日方反復(fù)測(cè)試，過(guò)程工程所提供的粉末催化劑達(dá)到寬工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)，溫度窗口確保了250℃~400℃，與商業(yè)催化劑相比，技術(shù)進(jìn)步和比較優(yōu)勢(shì)明顯。目前，日方已經(jīng)完成涂覆型蜂窩催化劑制備的中間試驗(yàn)，雙方計(jì)劃自2013年10月開(kāi)始合作，在陶瓷玻璃行業(yè)開(kāi)展該催化劑的應(yīng)用性能中間試驗(yàn)。

執(zhí)著堅(jiān)守不懈追求

長(zhǎng)期駐扎在鶴壁的科研人員不僅與家人聚少離多，繁忙工作之余，心中難免有彷徨與牽掛，但對(duì)科技事業(yè)的執(zhí)著堅(jiān)守，對(duì)科學(xué)夢(mèng)想的不懈追求，始終支撐著他們努力前行。

團(tuán)隊(duì)成員余劍表示，工作現(xiàn)場(chǎng)的條件比較艱苦，當(dāng)白天做完工作的工人下班后，晚上一個(gè)人凝望月亮?xí)r，不免常常問(wèn)自己，面對(duì)那么多出國(guó)深造的機(jī)會(huì)，面對(duì)更多光環(huán)，卻為何要在這里苦苦堅(jiān)持?很快，他找到了答案：為了團(tuán)隊(duì)總體安排。因此，他全身心地投入研發(fā)。

等待余劍和其他科研人員要突破的，可能是項(xiàng)目數(shù)月沒(méi)有明顯進(jìn)展，生活與事業(yè)的不順一擁而上……這更需要科研人員堅(jiān)定的意志、篤定的信心，以及團(tuán)隊(duì)鼓勵(lì)，“既然選擇了遠(yuǎn)方，便只顧風(fēng)雨兼程”――這也是這群年輕科研骨干心中不變的信念。

目前，過(guò)程工程所“寬工作溫度脫硝催化劑”的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線正在規(guī)劃中，其中一條生產(chǎn)線預(yù)計(jì)將在今年年底前后完成安裝，力爭(zhēng)明年5月前完成連續(xù)化調(diào)試并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

可以預(yù)見(jiàn)的是，新工藝成功產(chǎn)業(yè)化后，將推動(dòng)過(guò)程工程所煙氣脫硝催化劑在電力行業(yè)與工業(yè)燃燒煙氣治理領(lǐng)域的應(yīng)用，形成鏈接鋼鐵、鈦白、環(huán)境行業(yè)的新型成套技術(shù)及其應(yīng)用，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。