何洪：致力于低温SCR脱硝技术国产化

    当前，能源消耗带来的环境问题日益严重，其中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源，对人民的身体健康和社会环境建设构成严重威胁。尤其是氮氧化物(NOx），已成为城市雾霾天气的“祸首”之一，其治理也引起全社会关注。
    目前，虽然机动车尾气与电力行业的氮氧化物排放已经得到明显的控制，但对于非电力行业（包括自备电站）NOx排放治理却遇到了极大的困难，这是因为非电力行业的工业锅（窑）炉设备烟气以及涉及硝酸生产和使用的工艺过程废气的排放温度大多低于300℃，难以直接采用中高温（300-400℃）电力行业使用的SCR催化工艺对NOx排放进行控制。再者，我国的能源结构中煤炭占70%，与西方国家明显不同，其高硫高灰分的烟气治理只依靠国外的技术难以解决，在非电力行业中这一问题更为突出。
    北京工业大学环境与能源工程学院化学化工系何洪教授，长期致力于低温SCR工业脱硝技术探索研究，他以解决非电力行业脱硝问题为出发点，以蜂窝SCR催化剂的成型配方和成型技术低温SCR催化材料为突破口，充分挖掘国内外先进技术理念，经近10年的不懈努力，终于开发出具有自主知识产权、脱硝效率高达90%、工程造价和运行成本远低于中高温SCR脱硝技术的国产化的低温SCR工业脱硝技术。
    自2003年开始，何洪教授便带领团队开展低温高硫烟气脱硝技术的研发工作，他说：“我们选取降低已实现成熟应用的V2O5-WO3（MoO3）/TiO2催化剂的运行温度作为低温SCR催化剂开发的一个方向。从调整催化剂表面酸碱性和微观结构出发，经过多年的研究，得到了系列低温SCR催化剂的配方和制备工艺，该催化剂的工作温度区间拓展到160-400oC。”基于低温SCR催化剂的基础配方，何洪教授团队又对蜂窝SCR催化剂的成型技术进行了深入的研究。
    蜂窝SCR催化剂的成型是其实现工业化生产的核心技术，也是各个催化剂生产商的秘密，没有成熟的文献和报告参考。因此，何洪教授携团队从陶瓷成型技术出发，仔细筛选每一种成型助剂，研究其配伍和相互协调作用。历经无数次失败，最终掌握了低温SCR催化剂的成型配方和制备工艺，生产出合格的低温SCR催化剂产品。之后为了完善和促进低温SCR催化剂的工业应用，他们又进行了低温SCR工业脱硝工程技术的开发。从10吨工业燃煤锅炉脱硝实验出发，他们研究了温度、风速、NOx含量、灰分含量、水汽含量和O2含量对脱硝效率的影响，并研究了反应器设计、烟气均流、还原剂喷射等技术。
    2012年，何洪教授团队和北京方信立华科技有限公司先后承接了云南钛业酸洗线氮氧化物净化系统，合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程，湖北益泰药业有限公司的氧化制草酸工艺NOx尾气处理工程，广州钢铁厂自备电站锅炉氮氧化物净化系统工程等。其中湖北益泰药业氧化制草酸工艺NOx尾气处理系统是我国草酸行业第一个使用国产低温SCR催化剂技术的脱硝工程。
    目前何洪教授团队正与该公司合作解决低温SCR催化剂在低温高硫烟气脱硝应用的问题，工作内容包括研究在低温SCR催化床层中硫酸氢铵（ABS）生成情况以及对SCR催化剂的伤害程度，烟气条件-ABS生成-SCR催化剂失效的规律，低温SCR催化脱硝设备的运行条件、控制方式、反应器设计优化、SCR与脱硫除尘设备的耦合和低温SCR催化剂的原位再生技术。
    继往开来，何洪及其团队将从催化材料、SCR脱硝工艺设计、设备优化和原位再生技术出发，开发适合我国工业锅（窑）炉污染物排放控制的低温高硫烟气脱硝技术，为解决我国大气污染难题贡献新契机。