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摘要

新型催化法脫硫技術(shù)是成都達奇科技股份有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一項高效、低碳、污染少、收益好的催化法煙氣脫硫技術(shù)，致力于硫酸、焦化、鍋爐、鋼鐵等多個行業(yè)，用最簡單的流程達到超低排放的標準！

一、新型催化法脫硫技術(shù)原理簡述

新型催化法煙氣脫硫技術(shù)是一種以炭基催化劑為核心，在較低溫度（40–150℃）下，利用煙氣中的O₂和H₂O將SO₂轉(zhuǎn)化為硫酸的環(huán)境友好型污染控制技術(shù)。公司研發(fā)團隊開創(chuàng)性地采用計算模擬手段，明確了炭材料空位、氮摻雜和受限空間協(xié)同催化氧化SO₂的機理，為公司新型脫硫催化劑的研發(fā)提供了可靠的理論指導。催化脫硫反應機理遵循Langmuir-Hinshelwood反應模式，脫硫反應包括氣-固催化和液-固再生兩個相耦合的過程，催化脫硫性能是反應物吸附、氧化和產(chǎn)物硫酸脫附的綜合結(jié)果。炭基催化劑利用自身豐富的孔隙結(jié)構(gòu)將SO₂，O₂和H₂O吸附到孔隙內(nèi)表面：SO₂(g)→SO₂^*（^*指吸附態(tài)，下同），O₂(g)→O₂^*，H₂O(g)→H₂O^*。催化劑中豐富的碳原子空位和微孔受限空間是SO₂吸附與氧化的主要場所，SO₂被O₂分子直接氧化：SO₂^*+O^*→SO₃^*，SO₃^*+H₂O^*→H₂SO₄^*。其中，氮摻雜通過改變臨近碳原子的電子結(jié)構(gòu)激發(fā)炭材料的催化活性，并能增強O₂吸附和顯著降低其解離能壘；羥基通過氫鍵作用將電子傳遞給吸附態(tài)SO₂，形成炭-羥基-吸附態(tài)SO₂和環(huán)氧基的電子傳遞環(huán)，從而降低氧化能壘。當催化劑孔隙內(nèi)硫酸達到飽和后，采用簡單的水洗再生即可實現(xiàn)產(chǎn)物硫酸的脫附，釋放出催化劑活性位，從而實現(xiàn)催化劑的循環(huán)使用與副產(chǎn)硫酸的回收。

圖1 核心技術(shù)原理與計算模擬

二、新型催化法脫硫技術(shù)優(yōu)勢亮點

  目前市面常見的SO₂的脫除方法通?？煞譃闈穹ā敫煞ê透煞夹g(shù)，濕法脫除技術(shù)：石灰石-石膏法、氨法煙氣脫硫、雙堿法、氧化鎂法、磷銨肥法和微生物法等，濕法脫硫技術(shù)大都有脫硫率高的優(yōu)點，但也存在運行費用高、二次污染等缺點；半干法脫除技術(shù)：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法和循環(huán)流化床等，這些技術(shù)有工藝流程簡單、運行成本低的優(yōu)點，但也存在脫硫效率低、對脫硫劑要求高的缺點；常見的干法脫硫技術(shù)有：爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫、電子束輻照法、荷電干式吸收劑噴射脫硫法和活性炭/活性炭纖維/分子篩吸附法等，這些技術(shù)有設備簡單、副產(chǎn)物可以利用等優(yōu)點，但也存在運行和維護成本高、脫硫效率參差不齊等的缺點。

新型催化法脫硫技術(shù)作為達奇環(huán)境具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一項技術(shù)，具有高效、低碳、環(huán)境友好、收益好等的優(yōu)勢。

首先新型催化法煙氣脫硫技術(shù)具有高效的性能：經(jīng)特殊處理的炭基材料具有大的比表面積，可高效吸附煙氣中的SO₂，提高接觸催化氧化效果，脫硫效率可達95%以上。

其次新型催化法煙氣脫硫技術(shù)具有低碳的運行工藝：脫硫劑一次添加可長期使用，操作人員僅需按時進行再生，運行費用只有少量電費和水費等，因此有較低的運行成本，同時具有低碳的運行特點。

然后新型催化法煙氣脫硫技術(shù)具有污染少的運行環(huán)境：因其吸附及催化轉(zhuǎn)化在同一設備中完成，流程短，設備少，操作簡單，無需消耗其他原料并且副產(chǎn)物硫酸可回收利用，所以具備污染少的特點。

另外新型催化法煙氣脫硫技術(shù)還具有收益好的運行結(jié)果：除了高效脫除二氧化硫和硫酸霧之外，在脫除污染物時不消耗其他原料，利用煙氣中的組分實現(xiàn)脫硫，并且副產(chǎn)物稀硫酸可回收利用，無二次污染。且因其吸附性好，可避免PM2.5超標，意外情況下還可承擔多種污染物綜合減排的任務。

針對新型催化法脫硫技術(shù)高效、低碳、污染少、收益好的這幾項優(yōu)勢，在使用理論數(shù)據(jù)證明的同時，還在實驗室內(nèi)進行了多次的實驗，實驗數(shù)據(jù)也真實的驗證了這些優(yōu)勢。

圖2 《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄》支撐單位

與傳統(tǒng)炭法比較，新型催化法脫硫能耗少、脫硫劑損耗小且不必再建一套硫酸生產(chǎn)裝置，使工藝流程變短，運行更穩(wěn)定可靠。因此，新型催化法技術(shù)主要有以下絕對的優(yōu)勢：

（1）工藝流程短，整個反應可以在1個塔內(nèi)完成；

（2）脫硫效率高，可穩(wěn)定實現(xiàn)SO₂＜20mg、硫酸霧＜5mg；

（3）環(huán)境效益好，無廢水廢渣，副產(chǎn)物稀硫酸品質(zhì)好，可資源化利用；

（4）經(jīng)濟效益好，可將尾氣中的SO₂充分回收進入制酸系統(tǒng)最終得到硫酸產(chǎn)品，符合循環(huán)經(jīng)濟要求；

（5）技術(shù)先進強，自主知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)國際先進，催化技術(shù)國際領先。

新型催化法技術(shù)的煙氣脫硫效率超過90%，甚至高達99%以上，并且無廢水、廢渣等二次污染物產(chǎn)生，能夠?qū)⑽廴疚锟刂频浇闩欧牛且豁椄咝Лh(huán)保綠色的治理技術(shù)，近年來，新型催化法脫硫脫硝技術(shù)在核心原理、方法和技術(shù)特別是在材料、工藝和設備方面取得了重大進步，為適應技術(shù)智能化、專用化要求，進一步減少裝置投資，降低成本，促進新型催化法技術(shù)的進一步推廣應用。

目前正開展以下工作：（1）以智能化成套裝備和專用化系列催化劑為重點，通過嚴格控制工藝過程，確保催化劑和裝備能適應不同工況要求達到使用性能，從而實現(xiàn)催化法技術(shù)精準治理煙氣污染，同時降低投資和運行成本。（2）進一步全面開展圍繞以新型催化材料、新型反應器、新治理工藝為核心的系列技術(shù)創(chuàng)新，進而實現(xiàn)該技術(shù)在脫硫、脫硝、脫汞、脫重金屬離子等方面的突破。

同時在研發(fā)和工程應用過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了新型催化法煙氣脫硫技術(shù)存在的一些問題和優(yōu)化，我們達奇人仍需要更加努力推陳出新，優(yōu)化產(chǎn)品升級，不斷攻堅技術(shù)問題，以更優(yōu)質(zhì)的服務回饋客戶，求真務實，創(chuàng)新達奇，以科技力量改善環(huán)境質(zhì)量，為實現(xiàn)碧水藍天，凈土青山愿景，做出更多杰出貢獻。