船舶是继机动车、工业之后的第三大NOx排放源，国际海船Tier3脱硝已经开始，内河船舶脱硝即将全面启动，船舶脱硝需求紧迫。现有船舶脱硝技术核心催化剂均为钒基催化剂，其活性组分V2O5为水溶性剧毒物质，不仅生产和使用过程有污染，废弃后还会威胁环境安全，国家环保部已将废弃钒基脱硝催化剂列为危废，要求严格监管和无害化处置，研发环境友好型脱硝催化剂技术成为船舶脱硝的重大需求。本项目针对船舶柴油机尾气工况，自主研发适应性强的船用高

小试阶段/n1. VOx /TiO2 体系的催化剂的制备及催化分解 NOx 和氯苯各项指标性能的评价。研究添加 W、 Mn、 Sn、 Ce 等组分，载体 TiO2 的晶型和形貌和制备方法（包括干混法、等体积浸渍法和湿法浸渍法）对催化分解 NOx 和氯苯性能的影响。。 2. 筛选的低钒催化剂的配方和制备工艺优化实验。研究添加不同种类过渡金属氧化物对催化剂催化性能的机理。。 3. 对上述所得到的低钒含量催化剂体系做进一步的配方和制备工艺的优化，。并进行低温催化还原 NO 和催化氧化氯苯的活性研究。。 4. 制备低钒含量，且具有高的低温催化活性的成型蜂窝状催化剂。

1 成果简介钛白粉有比表面积大、 催化活性高、 化学性质稳定、 使用寿命长等优势，作为 SCR 脱硝催化剂用的载体材料，主要是处理氮氧化物，专门为垃圾焚烧电厂和化工、 炼油、 炼焦、玻璃制造厂烟气治理以及汽车、轮船尾气处理所需脱硝催化剂的制造。此产品具有亲水性高、吸附力强、 比表面积大、 催化活性高、 500℃高温烧结后比表面积稳定、 不产生二次污染等特点。产品主要用于脱硝， 在 100%烟气条件下，脱硝率 95%以上。对环境保护起着非常重要的作用。2 技术指标3 关键技术（ 1） 开发了脱硝催化剂（ SCR）用纳米钛白，采用硫酸法水解得到的偏钛酸，通过加入控制剂、同时控制浓度、温度、 pH 等工艺参数， 可控得到比表面积从 80-300 m2/g 的不同纳米尺度的二氧化钛粉体。 （ 2） 钛白粉后处理工艺研究：详细研究了 SiO2、 Al2O3、 ZrO2 无机包膜的机理，并获得最优化条件，包膜条件包括分散条件、包膜温度、包覆时间、包覆 pH、搅拌强度、熟化时间等工艺条件。得到了非常好的包覆膜。 研究了钛白在油漆、涂料（水性）、塑料、造纸等不同应用领域中应用，并获得提高钛白应用性能的表面处理工艺。  脱硝催化多孔纳米二氧化钛 钛白粉包覆均匀致密膜 上图 钛白粉高分辨率透射电镜照片 （ 3） 分析测试方法： 利用 TEM， SEM， XRD， XRF， IR， BET 等现代分析手段研究钛白粉的结构和理论。 采用物理、化学等检测方法，详细研究分析了美国杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930 等产品的包膜工艺， 包括：无机包膜顺序、可能的无机包膜剂、可能的 pH 调节剂、有机包膜剂等。4 应用领域电厂和化工、 炼油、 炼焦、 玻璃制造厂里面锅炉脱硝，烟气治理以及汽车、 轮船尾气处理所需脱硝催化剂的制造。5 效益分析目前国内外基本上都是采用具有特定比表面积的纳米二氧化钛作为脱硝催化剂 SCR 的载体， 应用市场广泛。可以控制工艺生产不同粒径、形状， 不同比表面积的二氧化钛颗粒，应用在不同的催化剂领域，也可以研制具有高附加值的活性纳米催化用二氧化钛，利润在20-50%左右。6 合作方式合作开发。7 项目所属行业领域能源环境。

国内每年仅重型柴油车的销售量为100万台左右，需要 2500~3000吨的脱硝催化剂。 预计2020年前后国6汽车尾气排放标准实施之后，仅重型卡车所需的小孔分子筛脱硝催化剂的市场将达到8～9亿人民币/年。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 目前柴油机尾气SCR脱硝催化剂主要采用V2O5-WO3/TiO2氧化物脱硝催化剂，但其低温催化活性较低，高温水热稳定性差，无法满足2020年前后国6的排放标准。并且目前所用的催化剂含有有毒元素钒，不仅存在废旧催化剂回收处理困难的问题，而且金属钒高温易挥发，会随汽车尾气的排放造成二次污染，因而在美国，日本等发达国家早已被禁止使用于汽车尾气的处理。基于小孔分子筛材料的新一代柴油车尾气脱硝催化剂由于催化活性高，高温水热稳定性能十分优异的特点，是发达国家柴油车尾气净化脱硝催化剂的主流。国内每年仅重型柴油车的销售量为100万台左右，需要 2500~3000吨的脱硝催化剂。 预计2020年前后国6汽车尾气排放标准实施之后，仅重型卡车所需的小孔分子筛脱硝催化剂的市场将达到8～9亿人民币/年。本项目的中试产品已经得到数家国内龙头汽车催化剂企业的认可。国内用户的发动机台架试验结果表明，本项目的催化剂材料性能远超目前的国4车用催化剂，并且部分性能优于国际汽车催化剂的巨头的产品。

授权专利《一种添加SiO的脱硝催化剂及其制备方法》通过共沉淀法制备 TiO-SiO复合载体，一步浸渍法负载V0和W0,再经过焙烧得到的催化剂具有低 温脱硝率高、能够明显增加催化剂整体的机械强度和抗磨损性等特点，采用硅溶 胶作为SiO硅源不仅成本低廉，在实际生产过程中可以很好地改善其加工、挤出、 成型等工序的机械性能。 授权专利《一种具有抗硫氧化特性的脱硝催化剂及其制备方法》包括浸 渍液的制备、活性组分的负载和焙烧三个步骤；该发明中的脱硝催化剂由于加 入了 BaO改性，使该改性后的脱硝催化剂具有良好的孔隙结构，酸性中心位置没 有明显变化,催化剂表面的S0的氧化反应得到了抑制，并可保证N0的脱除率在 95%以上，该发明适用于我国燃煤含硫量高的特点，有利地提高了催化剂的使用 寿命,降低烟气脱硝成本。市场及经济效益分析： 以上两项发明的原料价格低廉且来源丰富，生产制备工序简洁，批量生 产可行性高，具有一定的市场价值。

在国家“973计划”等项目支持下，经过十余年持续攻关，首次在国际上成功研发了适用于多温区与含硫含砷等复杂烟气的新型平板式高效SCR脱硝催化剂的核心配方与成套生产技术，包括平板式宽温差/低温、高温、超强耐磨、抗砷中毒、抗碱金属中毒、联合脱硝脱汞等催化剂，解决了传统脱硝技术难以适应燃料多变、灵活调峰、复杂烟气的核心难题；首次在国内成功研发了V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型平板式中温SCR脱硝催化剂的核心配方、成型工艺与成套生产线，突破国外技术封锁，形成了国内首项具有自主知识产权的成套技术，催化剂指标优于国外产品，整体达到国际领先水平；在常规SCR脱硝工程技术基础上，攻克了脱硝系统减阻设计、SCR流场优化等技术难题，同时创新性地开发了还原剂氨精准制备、催化剂寿命精准预测、脱硝系统智能化管控等技术，形成了高效低能耗SCR脱硝工程设计技术，实现了SCR脱硝系统的安全、高效、低能耗和稳定运行以及智能化精确管控，推动我国平板式SCR脱硝技术由全面依赖进口到国际领先的跨越。   图1 新型多温区低能耗平板式SCR脱硝技术 依托上述核心技术，成立了校学科性公司—北京华电光大环境股份有限公司（新三板挂牌上市），并成功进行了大规模推广应用。公司旨在为燃煤发电、钢铁、化工等行业的复杂烟气脱硝提供系统解决方案，目前已在浙江、湖北等地建设有3条平板式SCR脱硝催化剂生产线（图2），年生产能力30000 m3以上，并且还可根据不同行业用户的实际需求调整催化剂配方设计，优化生产设备参数，打造量身定制式产品的售前、售中和售后“管家式”服务。   图2 自主研发的平板式SCR脱硝催化剂生产线 目前，本技术和产品已成功应用于火力发电、钢铁冶炼、废弃物焚烧、化工等行业的脱硝工程，催化剂寿命超过24000小时。科技日报两次头版报道了本技术及产品，人民日报、光明日报、中国能源报、北京电视台、中国电力企业联合会、人民网等媒体也进行了跟踪报道。技术成果通过了中国电机工程学会成果鉴定，整体达到国际领先水平，荣获2019年度国家科技进步二等奖、2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）一等奖、第十五届中国国际工业博览会铜奖、第七届中国技术市场金桥奖、第十六届中国国际高新技术成果优秀产品奖等奖项，创造了显著的经济、社会和环境效益，为打赢“蓝天保卫战”、助力我国生态文明建设做出了重要贡献。

燃煤电厂SCR 脱硝催化剂在运行过程中会伴随有副反应的发生，硫酸铵盐是其中的产物之一。生成的硫酸铵盐的粘性较大，会引起催化剂失活；易造成飞灰在空预器中低温段空预器受热面沉积，引起下游的设备和管道的堵塞和腐蚀。结合现场实际工况，通过大量的试验筛选及表征，确定在试验条件下能够满足性能要求的防污堵控制剂，减缓因硫酸铵盐引起的脱硝系统运行障碍，使用剂量为（30～60 ）g/万m3。

本发明公开了一种低温SCR脱硝催化剂及其制备和应用方法。该催化剂以钒氧化物为主要的活性组分，其含量占催化剂总质量的3～8wt.％，以Mo、Sb和Nb中的一种或多种作为助剂，助剂元素的占催化剂总质量的1～10wt.％，而以锐钛型二氧化钛(TiO2)为载体。通过多次等体积浸渍或旋转蒸发辅助浸渍的方法制备得到催化剂前驱粉体，添加粘结剂、助挤剂、增塑剂等助剂捏合后，经练泥、陈腐、老化、挤出后得到整体蜂窝状坯料，最后经干燥、煅烧后得到小节距薄壁厚的低温SCR蜂窝整体催化剂。实验结果表明，本发明制得的催化剂在1

非电行业脱硝需求日益增加，而现有催化剂多为中温催化剂(300-400℃)，无法用于钢铁和水泥等行业排放的低温烟气。 该 Ho改性Mn基催化剂，在100-200℃温度区间内，可以实现 90[[%]] 以上的脱硝效率； Ho改性Fe-Mn基催化剂，在60-200℃温度区间内，可以保持 80[[%]] 的脱硝效率。