中國是世界上最大的煤炭消費國，燃煤排放的氮氧化物(NOx)是造成光化學(xué)煙霧和區(qū)域性灰霾的重要前體物，控制燃煤煙氣中氮氧化合物的排放成為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵。目前我國電廠氮氧化合物排放采用了全球最嚴(yán)的排放限值，滿足標(biāo)準(zhǔn)的最佳技術(shù)途徑是氨氣選擇性催化還原（NH3-SCR）NOx。我國燃煤煙氣排放普遍存在高灰高鈣高硫（三高）特征，且煙氣溫度波動范圍大，如何在“三高”特征下實現(xiàn)中低溫寬窗口高效脫硝、高鈣高砷中毒催化劑無損再生等成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界面臨的難題。
2015年，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院李俊華教授及其研究團隊承擔(dān)的 “燃煤煙氣選擇性催化脫硝關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項目獲得了國家科學(xué)技術(shù)獎技術(shù)發(fā)明二等獎。該項目歷經(jīng)10余年攻關(guān)，首次提出了中低溫雙活性中心脫硝反應(yīng)機理，在脫硝催化劑及其關(guān)鍵載體、廢舊催化劑再生及脫硝工藝等核心技術(shù)方面完成多項發(fā)明，通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，引領(lǐng)脫硝理論和技術(shù)進步，推動脫硝產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。項目完成人依次為清華大學(xué)教授李俊華、郝吉明，北京國電龍源環(huán)保工程有限公司高級工程師劉漢強，江蘇龍源催化劑有限公司高級工程師汪德志，重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司高級工程師黃銳，四川華鐵釩鈦科技發(fā)展有限公司王蘭武。
李俊華教授團隊在這一項目中提出了復(fù)合載體顆粒增強和晶粒細(xì)化作用機制，發(fā)明了大比表面鈦硅鎢復(fù)合載體，解決了我國燃煤煙氣“三高”排放特征下催化劑易磨損失活的難題；提出了雙活性中心脫硝反應(yīng)機理，發(fā)明了稀土元素耦合過渡金屬脫硝催化劑，克服了中低溫脫硝效率低的難題；提出平衡催化劑表面酸堿性和氧化還原性是保證催化劑活性的關(guān)鍵，發(fā)明了中性絡(luò)合定向再生技術(shù)，避免了傳統(tǒng)強酸清洗帶來的設(shè)備腐蝕、強度下降和活性組分流失等問題；發(fā)明了高精度流場均勻分布系統(tǒng)，保證煙氣與催化劑充分均勻接觸，提高了脫硝效率。形成“關(guān)鍵載體-催化劑-再生技術(shù)-脫硝工藝”技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈，氧化物載體、脫硝催化劑及脫硝工程在國內(nèi)市場占有率第一，實現(xiàn)了高塵煙氣下高效脫硝。
目前，該項目成果已通過中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會鑒定，并被評價為“國際領(lǐng)先水平”。本項目授權(quán)國家發(fā)明專利23項、實用新型專利8項、軟件著作權(quán)2項，主持編寫2項國家標(biāo)準(zhǔn)，參編1項國際標(biāo)準(zhǔn)，出版專著1部，發(fā)表SCI論文83篇，SCI 他引 1365 次。同時，該項目成果已在國電、華能、大唐及神華等 256 家電站及工業(yè)鍋爐應(yīng)用，并銷往美國和日本等國家，取得了顯著的經(jīng)濟和社會環(huán)境效益。
