近日，华北电力大学一支本科生科创团队，聚焦钢铁、水泥、焦化等行业烟气治理痛点，研发微波‑电催化耦合工业烟气脱硫脱硝同步制氨成套技术，实现污染物高效脱除与硫氮资源回收利用，为工业大气污染治理提供全新绿色解决方案。
钢铁、电力、水泥等高耗能行业是二氧化硫、氮氧化物主要排放源。数据显示，电力、钢铁、有色、水泥、化工五大行业合计占据工业SO₂排放的92.3%。传统脱硫脱硝工艺普遍存在运行成本高、催化剂更换昂贵、易产生废水固废二次污染、硫氮资源白白流失等行业顽疾。传统工艺单套设备投资超亿元，还会产生大量难处置危废，每年超1100万吨硫、氮资源直接浪费，企业改造压力巨大。
为破解行业困局，项目负责人赵博文带领跨专业新工科团队，先后奔赴3省11市，完成11次电厂、钢厂、水泥厂一线蹲点调研，深度访谈20余位行业专家、企业环保运维人员，找准低温硫硝协同脱除真实产业难题。研发阶段历经17次连续试验失败，团队查阅83篇中外文献反复迭代，最终实现关键技术突破，开发“可控微波氧化+高效电催化转氨+氨法脱硫”全流程闭环耦合系统（MWCO‑NITRR‑WFGD）。
项目形成三大核心创新：一是研发LaMnO₃钙钛矿微波催化材料，在100‑200℃低温区间实现高效脱硝，打破传统SCR工艺300‑400℃高温依赖；二是创新“三步法”制备Cu@Cu₂O异质结电极，电极成本仅为贵金属电极的3%，氨产率提升250%；三是实现脱硫脱硝一体化资源化闭环，烟气经装置处理后，产出硫酸铵、硝酸铵复合氮肥，真正做到“进的是烟气，出的是氮肥”。实测中试数据表明，该工艺脱硫率可达99.6%，脱硝率95.6%，运行成本仅10‑18元/吨烟气，较主流湿法+SCR工艺下降超四成；设备占地面积相比传统装置缩减40%，工程安装成本降低30%。
整套技术先后完成实验室小试、两家环保企业现场中试验证，获得多位行业权威专家高度评价。目前团队已取得授权发明专利、实用新型专利共计6项，发表多篇SCI学术论文，配套烟气净化智能云服务软件著作权1项，技术知识产权体系完整。按照测算，单套装置每年可减排SO₂约174.85吨、NOₓ约69.03吨，节约电量50.87万千瓦时，等效减少二氧化碳排放295吨，等效植树29505棵；规模化落地后单项目每年可减排SO₂500吨、NOₓ200吨，等效植树9万棵，生态效益显著。
据了解，全国烟气改造市场规模达到2640亿元，京津冀区域市场约660亿元，市场空间广阔。团队计划落地成立净天环保科技公司，以京津冀作为首要主战场，打造标杆示范工程，逐步向珠三角、全国市场复制推广，采用“设备销售+技术服务+副产物化肥分成”多元商业模式，预计未来三年落地30套装置，订单总额可达1.35亿元。项目落地还将直接创造十余个就业岗位，间接带动装备制造、催化剂生产、运维服务等领域上千人就业，兼顾生态效益、经济效益与社会效益。
项目指导教师表示，该项目依托华北电力大学河北省重点实验室、电火花众创空间等科教平台，是科教融汇、产教融合的典型实践，把本科生科研创新同国家蓝天保卫战、减污降碳国家战略紧密结合，让实验室成果走向产业一线。
热门跟贴