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四川省环境保护重点工程技术中心巡礼(二十四)环境催化材料工程技术中心

[发布时间:2018-01-31 10:03:00] [来源:四川省环境科学学会] [关闭]

四川省环境保护环境催化材料工程技术中心总体以四川大学为依托,与四川省环境保护科学研究院,中自科技股份有限公司(国家火炬计划重点高新技术企业,国家高新技术企业)和成都国化环保科技有限公司共同组建。中心集产、学、研为一体,以创新驱动发展,立足环境催化与环境材料领域,主要开展机动车尾气净化、脱硫脱硝、VOCs污染控制、催化燃烧等领域关键技术开发和共性技术工程化研究与示范,并承担高层次人才培养和学术交流的任务。

一、实验室基本情况

工程技术中心用房面积 5500m2,中心在原有条件的基础上,不断完善实验设施,新增了约120台套用于催化材料和催化剂的制备及物化性质表征的仪器设备,并配置了多套发动机台架实验,循环控制系统及底开式程控实验炉等。随着中心的发展,已有教授10名,副高级26名,中级32名。目前本中心形成4支研究经验丰富、年龄层次合理的研究团队。

二、研究成果及学术水平

(一)研究成果

1. 机动车尾气净化催化剂领域

摩托车:开发出满足国IV排放标准的摩托车尾气净化催化剂,并完成2-3.5万公里的耐久试验。已在大长江集团、济南轻骑铃木、重庆雅马哈、浙江春风、飞神集团、重庆隆鑫、重庆力帆、广州大阳、广州大运等国内主流摩托车企业的主流车型上进行后处理匹配,正在工信部进行型式认证。

天然气车:在国家重点研发计划项目的支持下,四川大学和中自公司紧密合作,进行了催化材料和催化剂的系统研究,率先参与到玉柴的国Ⅵ项目中,新产品在玉柴国Ⅵ项目中得到验证,满足国Ⅵ排放标准的要求。

目前正在进行的项目为:

①广西玉柴:4FA 项目,通过排放测试,正在进行OBD标定,6Ja项目,已完成一个方案验证,满足玉柴要求;4S项目,目前已送样,等待客户验证。

②上柴:12ET项目,目前正在进行技术评审。

③福田:YN36项目,方案设计阶段

汽油车:正在进行汽油车国Ⅵ催化剂的开发,主要产品为三元催化剂(TWC)和汽油机颗粒捕集器CGPF。已经完成了多家客户的样品递交,测试验证正在进行中。正在参与的客户项目有:一汽轿车:3.0T,广汽:1.5T1.8T。长安汽车:1.5TGDI1.6GDI海马汽车:1.2TGDI1.5T1.6TGDI。众泰汽车:1.8T,华晨鑫源:1.5T,川汽:1.5T,潍柴汽车:1.5L,柳州五菱:1.8L

柴油车:本年度参与了国家“863”项目《面向国VI重型柴油车后处理集成技术研究》,该项目中与潍柴合作,完成了潍柴WP7柴油国VI发动机及后处理系统的开发,在对柴油车氧化催化剂(DOC),催化颗粒物捕集器(CDPF),选择性还原催化剂(SCR)和氨氧化催化剂(ASC)进行系统研究的基础上,中自提供的全套国ⅥDOC+CDPF+SCR+ASC催化剂的集成,经验证该产品满足国VI排放标准。WP7是潍柴中型发动机中销量最大的产品,该项目中自是唯一后处理催化剂合作厂家,该产品的成功研发,为未来在国VI阶段的配套做好了充分的准备。中自参与了国家“科技支撑计划”项目《欧VI重型柴油车开发及应用》,该项目中与重汽合作,完成了重汽MC13柴油国VI发动机及后处理的开发,中自提供的全套国六产品DOC+DPF+SCR+ASC,该后处理系统正在标定和验证。

2. 烟气脱硫脱硝催化科学及工程技术

1)开发烟气脱硫脱硝新型催化材料

新型炭基非金属脱硫催化剂及其连续脱硫工艺:采用NSB等杂原子对活性炭纤维进行表面修饰,得到新型炭基非金属脱硫催化剂。由于催化剂独特的孔隙结构和表面亲疏水性能,脱硫产物硫酸能自动从催化剂孔隙中流出,活性位能自动更新,避免了再生操作工序,可实现连续脱硫。

2)新型活性焦催化法烟气脱硫脱硝多种污染物控制技术

开发了低成本高活性的新型催化型活性焦制备方法,脱硫容量较普通活性焦增加50%以上,脱硝效率可达60%-70%。今年年底到明年初完成中试。

3.  VOCs净化技术及工程化

具有原位再生的吸附法净化VOCs控制技术及成套装备:开发了高效吸附法净化VOCs的控制技术,能够在吸附饱和后通过原位再生实现循环利用,形成成套技术和装备,为量大面广的VOCs控制提供支持.

(二)科研项目

2017年新立项的各级项目如下表所示:

序号

项目名称

项目来源

1

稀燃压缩天然气车尾气净化催化剂

国家自然科学基金

2

稀土催化材料制备产业化与应用关键技术研究

四川省科技支撑计划

3

铋系多元氧化物/石墨烯复合光催化薄膜的制备及降解典型有机污染物关键技术研究

四川省科技厅

4

工业锅炉烟气高效低耗可资源化控制技术装备研发与应用示范(子课题)

四川省科技厅

5

钢铁行业烟气高效治理关键技术装备研发与应用示范(子课题)

四川省科技厅

6

钢铁行业烟气高效治理关键技术装备研发与应用示范(子课题)

四川省科技厅

7

新型固体胺吸附法烟气脱碳技术研究

四川省科技厅

8

低温等离子体耦合催化法控制挥发性有机物的技术和装备研发

四川省科技厅

9

成都市在用汽油车尾气污染控制减排节能技术应用

成都市科技局

(三)科研成果及奖励

2017年,共发表SCI论文60余篇,申请或授权发明专利10项,主持制定行业标准2项:天然气(CNG/LNG)发动机用催化转化器技术要求和试验方法》(JB/T 13055-2017)和《液化石油气(LPG)发动机用催化转化器技术要求和试验方法》(JB/T 13056-2017) 、国V天然气车催化剂技术获得2017年四川省科学进步奖一等奖和中国稀土科学技术奖二等奖各1项。

4:2017年专利情况一览表

序号

专利名称

专利申请号

1

一种用于柴油车尾气净化的SCR催化剂及其制备方法

201710248222.9

2

一种摩托车催化剂耐久性能评测方法

201710361984.X

3

混合组分材料及其制备方法

201710558040.1

4

金属载体催化剂自动涂覆机及涂覆方法

201710557537.1

5

功能材料及其制备方法

201710557566.8

6

一种含铑催化剂的制备方法及其催化剂

201710334714.X

7

MnCe双金属掺杂活性炭基脱硫催化剂及其制备方法

ZL201510439617.8

8

一种用于烟气低温脱硫脱硝催化剂及其制备方法

ZL201510393799.X

9

水泥生产中SNCR烟气脱硝系统的喷氨量控制方法

ZL201510188180.5

10

利用高浓度SO2烟气浸出锰矿中的锰制取锰产品的工艺方法

ZL201510497919.0

 

5 部分获奖情况

序号

类别

标志性成果

成果应用

1

四川省科技进步一等奖

满足国V排放标准的天然气汽车尾气净化催化剂研究及应用

天然气车尾气处理的催化剂产业化

2

中国稀土科学技术奖二等奖

满足国V排放标准的天然气汽车尾气净化催化剂研究及应用

天然气车尾气处理的催化剂产业化

 

四、下一季度的工作计划

   中心的定位是发展大气污染治理的催化材料和催化剂技术,支撑大气污染治理的移动源和固定源污染防治的环保高技术产业,在环境催化材料,尾气净化催化剂,固定源脱硫脱硝催化剂的研发,中试放大,产业化,标准制定和社会服务诸方面取得较大的成绩。但目前四川和全国的大气污染仍处于非常严重的时期,特别是成都及成渝地区,由于特殊的地理气候条件,大气污染仅次于京津冀,有时比京津冀更严重,给本中心提出了更高的要求,也是本中心发展的机遇,为适应发展需求,中心在以下方面需进一步抓好如下工作:

加强中心在环境催化材料和催化剂研发的硬件方面包括仪器设备的建设,提高创新能力;加强人才引进和培养,重点引进催化材料方面的高端人才,提高原始创新能力;积极组织申报科技部重点研发计划项目,融入国家重大发展战略;积极参加国家标准,政策制定,环保法规的制定和修订工作;加强产学研结合,加快机动车尾气净化催化剂,固定源脱硫脱硝催化剂成果产业化和应用,为我国的大气污染治理做出重大贡献。