當(dāng)內(nèi)蒙古戈壁灘的朔風(fēng)裹挾著石英砂掠過全自動生產(chǎn)線，那些沉睡億萬年的釩、鎢、鈦礦石正經(jīng)歷著雙重覺醒。這不僅是脫硝催化劑的涅槃史詩，更是人類智慧對資源邊界的重新定義。在國家能源集團(tuán)科環(huán)集團(tuán)龍源環(huán)保烏海催化劑生產(chǎn)基地，廢棄與新生僅隔著一道技術(shù)屏障，循環(huán)利用的閉環(huán)正在重塑脫硝催化劑產(chǎn)業(yè)的綠色未來。

什么是脫硝催化劑？

脫硝催化劑是一種以釩、鎢、鈦等金屬氧化物為核心活性組分的高效環(huán)保材料，廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、鋼鐵冶煉等工業(yè)領(lǐng)域的煙氣凈化系統(tǒng)。其本質(zhì)是通過催化作用，將煙氣中的有害氮氧化物轉(zhuǎn)化為無害的氮?dú)夂退羝?，從而大幅降低大氣污染物排放。這類催化劑通常以蜂窩狀模塊形式存在，其內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)猶如“分子迷宮”，通過最大化比表面積，為煙氣與活性組分的充分接觸提供物理基礎(chǔ)，是實現(xiàn)“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的關(guān)鍵技術(shù)載體。

釩、鎢、鈦被從礦脈中提取出來后，經(jīng)過物理化學(xué)處理，在催化劑工廠完成“基因重組”。脫硝催化劑的核心原理基于選擇性催化還原技術(shù)。當(dāng)催化劑被安裝進(jìn)火電廠的反應(yīng)器，它們化身為守護(hù)藍(lán)天的“戰(zhàn)士”。在150至420攝氏度的高溫戰(zhàn)場中，催化劑表面的微孔結(jié)構(gòu)如同無數(shù)個“分子捕手”，精準(zhǔn)捕捉氮氧化物分子，促使其與氨氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此時，噴入的還原劑氨氣與氮氧化物分子在催化劑表面發(fā)生定向反應(yīng)，最終生成無污染的氮?dú)夂退羝?/p>

這一過程中，催化劑微孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、活性組分的分散度以及抗中毒能力，共同決定了其脫硝效率與使用壽命。通過精準(zhǔn)的“基因重組”工藝，催化劑被賦予高效、耐用的特性，成為工業(yè)煙氣治理中不可或缺的“綠色衛(wèi)士”。每年，這些“衛(wèi)士們”幫助全國火電行業(yè)削減超過500萬噸氮氧化物排放。

為什么要脫硝？

脫硝催化劑的“職業(yè)生涯”通常只有3到5年。在這段時間里，它日夜不停地工作，承受著高溫、磨損和化學(xué)中毒的考驗。催化劑不僅需要應(yīng)對煙氣中粉煤灰的沖蝕，還要抵抗重金屬如汞、砷的化學(xué)中毒。催化劑表面的活性位點(diǎn)逐漸磨損，孔道被粉煤灰堵塞，氮氧化物開始超標(biāo)。于是，它們被迫退役，成為失活脫硝催化劑。據(jù)統(tǒng)計，全國每年產(chǎn)生的失活催化劑已超過30萬噸，若處理不當(dāng)，不僅會造成資源浪費(fèi)，還會引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。

“退役”后的催化劑含有重金屬，可能污染土壤和水源。如果直接研磨后回收利用也很困難，因為失活后的催化劑已經(jīng)“中毒”，內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，無法直接再用。于是，科環(huán)集團(tuán)龍源環(huán)保開發(fā)了一項“涅槃重生”的技術(shù)——可控載體重構(gòu)，讓失活催化劑煥發(fā)新生。

失活催化劑的命運(yùn)取決于其結(jié)構(gòu)完整性和活性恢復(fù)潛力。對于可再生催化劑，通過全解包分選工藝清除內(nèi)部堵塞物，可讓其恢復(fù)活性；對于不可再生催化劑，通過進(jìn)入載體重構(gòu)產(chǎn)線，將釩鎢鈦元素提純?yōu)榧{米級粉體，實現(xiàn)資源閉環(huán)。

圖為失活催化劑的“重生之路”

有哪些現(xiàn)實意義？

無論是“煥新”再生技術(shù)賦予失活催化劑第二次生命，還是“恒新”提取工藝將其分解為高純度的釩、鎢、鈦等戰(zhàn)略資源，這些曾經(jīng)被貼上“危險廢物”標(biāo)簽的工業(yè)廢料，如今正經(jīng)歷著一場華麗的身份轉(zhuǎn)變——它們不再是環(huán)境的負(fù)擔(dān)，而是炙手可熱的“城市礦產(chǎn)”。

通過這套資源化利用系統(tǒng)，每年可為行業(yè)節(jié)約2000噸釩鎢鈦資源，相當(dāng)于為國家戰(zhàn)略資源儲備增添了一座隱形礦山。更令人振奮的是，這一過程直接減少了100萬噸二氧化碳排放，其環(huán)保效益堪比在戈壁荒漠中種下500萬棵梭梭樹，形成一道抵御氣候變化的綠色長城。與傳統(tǒng)工藝相比，革新后的循環(huán)技術(shù)讓廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生量銳減65%，能耗直降70%，每一道工序都閃耀著綠色制造的智慧之光。更重要的是，它像一把鑰匙，解開了我國工業(yè)發(fā)展面臨的資源困局——通過構(gòu)建“廢料—資源—產(chǎn)品”的閉環(huán)，最大限度降低對原生礦產(chǎn)的依賴，為“缺釩少鎢”的我國工業(yè)領(lǐng)域筑起一道安全防線。

從危廢到財富，脫硝催化劑的循環(huán)利用這不僅是技術(shù)革新，更是一場環(huán)保革命。從失活到重生，它們詮釋了“用最少的資源環(huán)境代價，換取最大的經(jīng)濟(jì)社會效益”的綠色哲學(xué)。當(dāng)科技插上創(chuàng)新的翅膀，那些曾經(jīng)被遺忘的工業(yè)廢料，正在書寫屬于它們的綠色傳奇。