典型有毒有害工业废气净化关键技术及工程示范重点项目申请指南.doc

附件二： 国家高技术研究发展计划（863 计划）资源环境技术领域 “典型有毒有害工业废气净化关键技术及工程示范” 重点项目 申请指南 一、指南说明 工业排放的气态污染物是大气污染的重要来源之一，其中有毒有 害废气因具有特殊的毒性对人群健康和生态安全造成严重的威胁。近 年来，我国通过加速立法和加大科技研发投入，在有毒有害气态污染 物控制方面已经取得了一定的成效，但仍然不能满足具有多样性、复 合性等特点的有毒有害工业废气污染控制的技术需求，迫切需要研究 和开发适合我国国情，并拥有自主知识产权的有毒有害工业废气净化 技术和设备。由于有毒有害工业废气量大面广、种类繁多，根据工业 有毒有害废气毒性和特点，本指南项目优先选择石油化工、氯碱工业、 合成氨和磷化工等典型行业的代表性气态污染物硫化氢、氯代烃、氨 和氢氰酸以及共存气态污染物的净化技术与设备。 本重点项目财政专项经费控制额为 2000 万元，下设四个课题， 以课题为基本单位受理申请，通过评审择优确定课题承担单位。申请 单位自行组合形成课题申请团队（同一个课题组只能参加一个申请团 队），每一个申请团队必须由相关优势企业牵头申请，鼓励产学研联 合。由课题依托单位具体负责课题的申请。各课题在完成课题目标的 同时，有义务与其它课题一起完成本项目总体目标。 各课题申报单位须根据项目申报指南中各课题的控制性考核指 标提出详细的课题考核指标。 二、指南内容 1．项目名称 典型有毒有害工业废气净化关键技术及工程示范 2．项目总体目标 针对我国工业有毒有害废气污染控制需求，选择有毒有害废气重 点排放行业（如石油化工、氯碱化工、合成氨、磷化工等）中含 H2S、NH3、HCN 和氯代有机物等代表性有毒有害气态污染物及其共 存污染物，开展以实现高效净化为目的的净化材料、关键技术与设备 的集成技术研究，结合典型工业行业废气排放特征完成示范工程。研 制出 8–10 种高效吸附或催化材料，形成 5–6 项有毒有害废气净化的 关键技术，通过技术的综合集成，研制相应的成套设备，在 5 家以上 典型企业建立示范工程，为相关行业有毒有害废气的污染控制和大气 质量的改善提供技术支撑，提升我国工业废气污染控制技术水平。 3．项目的课题分解和主要研究内容 本项目分解成如下四个课题。 各课题的题目和主要研究内容如下： 课题 1. 氯代有机物典型废气净化技术与设备 研究内容： 针对氯碱化工行业聚氯乙烯生产过程中或制药行业排放的氯乙 烯、二氯乙烷、二氯甲烷以及伴生的其他有毒有害气态污染物废气， 研究开发以深度净化与资源回收利用为重点的单元技术和综合集成 技术及相关设备，具体研究内容包括： （1）氯代有机物废气的回收技术与设备 对于较高浓度的氯代有机物废气，开发变压吸附、高效吸附或强 化吸收等分离技术及设备，将尾气中所含的氯代有机物回收再利用， 降低尾气中的有机污染物浓度。重点研究和开发以氯乙烯、二氯乙烷 或二氯甲烷高效特异性分离为目的的新型有机蒸气分离膜和分离工 艺或新型吸附剂和吸附工艺，建立高效特异性的有机蒸气分离膜或吸 附剂的制备方法、产品标准，提出利用新型有机蒸气分离膜或新型吸 附剂对氯代有机物进行回收、优化工艺条件、再生方法，开发关键设 备。 （2）氯代有机物废气的催化分解净化技术与设备 对低浓度或已分离和回收氯乙烯和二氯乙烷的尾气，研究开发以 催化氧化技术为主的对氯代有机物以及伴生的其他有毒有害物质分 解净化为目的废气净化技术及相关设备，脱除尾气中的低浓度有机污 染物，实现尾气中氯代有机物以及伴生的其他气态有毒有害物质的达 标排放。重点研究开发高性能传质传热的催化剂载体，对氯代有机物 高效、高稳定性和低温催化性能的催化剂活性组分、负载技术和整体 式催化剂的制备技术；研究与新型催化剂相适应的工艺和相关设备以 及防止催化剂中毒或失活催化剂再生方法。 （3）氯代有机物废气治理的集成技术与设备 将氯代有机物以及伴生的其他有毒有害物质净化的单元技术综 合集成。重点研究或开发各技术单元和工艺的组合方式和组合条件， 气流的组织、调控、配送方式和相关的关键技术、仪表和成套设备。 完成 10,000Nm3/h 的示范工程，稳定运行 6 个月，主要污染物的排放 达到国家相关排放标准或行业排放标准。 考核指标： ①针对氯乙烯、二氯乙烷和二氯甲烷废气回收，开发 2 种或以上 高效吸附材料，回收效率≥95%，吸附容量>8wt%。 ②针对对氯乙烯、二氯乙烷和二氯甲烷废气的净化，开发 1-2 种 高效催化剂，300℃时的催化转化率≥95%，催化剂寿命大于 5000 小 时。 ③形成膜分离或吸附-净化集成技术成套化设备，并分别建立示 范工程 1 项，废气规模≥10,000 Nm3/h，回收效率≥95%，净化效率 ≥99%，稳定运行 6 个月；废气中主要污染物的排放满足国家相关要 求。 ④形成具有自主知识产权的核心技术，申请发明专利 4 项以上， 并提出相应工程技术的设计软件包。 课题实施年限：2008 年 7 月至 2011 年 12 月 课题经费来源及构成： 本课题总经费 1500 万元；其中国拨经费控制额 500 万元，承担 单位配套 1000 万元。 申报单位要求：课题要求由优势企业牵头联合科研单位联合申请。 课题 2. 氰化氢混合废气净化技术与设备 研究内容： 针对磷化工、化学纤维等行业产生的 HCN 废气含氧量低、并有 大量其他共存气态污染物的特征，研究开发以 HCN 催化氧化为核心 的 HCN 及其共存气态污染物净化技术与设备，具体研究内容包括： （1）选择性氰化氢催化氧化净化技术与设备 研究优化低氧、低温条件下高效催化氧化 HCN 为 H2O、N2、CO2 的选择性催化剂及其关键技术及设备。重点开发 HCN 高选择性和高 催化性能催化剂，研究解决催化剂在贫氧条件下的载氧性、氧化产物 的选择性等关键技术，研究提高催化剂的热稳定性、抗毒性和易再生 性方法和技术途径。 （2）氰化氢伴生硫化氢、磷化氢催化氧化净化技术与设备 针对磷化工行业 HCN 废气伴生 H2S、PH3 等污染物特征，同时 为了满足处理过程中后续回收 CO 的要求，在高选择性 HCN 催化剂 研究开发的基础上，研究开发分解净化 HCN 的同时、能够有效净化 H2S、PH3 等伴生污染物的多效催化剂；研究解决 CO 被催化氧化， 以及催化剂活性组分被 CO 还原等难题；研究污染物去除的合理工艺 流程以及反应过程氧含量的调控，研制成套设备，并进行综合集成， 完成 10,000 Nm3/h 的示范工程，稳定运行 6 个月。 考核指标： ①开发 2 种在低氧（<6%）、低温（<100℃）条件下可高效催化 氧化 HCN 的选择性催化剂。实现在低氧条件下催化氧化选择性达到 95%以上，催化剂在 50℃300℃工作温度范围内可稳定运行 5000 小 时以上。 ②针对典型磷化工行业含 HCN 废气伴生 PH3 等污染物特征，研 制 23 种可同时催化氧化 HCN、PH3 等的专用催化剂，HCN 净化起 活温度≤30℃，PH3 净化起活温度≤80℃，H2S 净化起活温度≤100℃,催 化剂寿命大于 5000 小时；研制开发相应的成套设备，建立示范工程 1 项，其废气处理规模≥10，000 Nm3/h，稳定运行 6 个月以上，废气中 主要污染物排放浓度 HCN 小于 1.9 mg/Nm3, PH3 小于 1.0 mg/Nm3, H2S 达到国家或行业相关标准。 ③形成具有自主知识产权的核心技术，申请发明专利 4 项以上， 建立技术的当量毒性浓度和总净化度为指标的净化装置效果评价体 系，并提出相应工程技术的设计软件包。 课题实施年限：2008 年 7 月至 2011 年 12 月 课题经费来源及构成 本课题总经费 1400 万元；其中国拨经费控制额 500 万元，承担 单位配套 900 万元。 申报单位要求：课题要求由优势企业牵头联合科研单位联合申请。 课题 3. 硫化氢和恶臭性典型废气净化技术与设备 研究内容： 针对石油化工、化学制药等典型行业硫化氢和恶臭性有害废气排 放特征, 研究开发针对高浓度 H2S 中单质 S 的回收、 与其共存的硫醇、 硫醚、芳香烃、烷烃等气态污染物的催化氧化，深度处理生物耦合净 化集成技术及设备。具体研究内容包括： （1）高浓度硫化氢废气中单质硫的吸附型催化氧化回收技术与 设备 研究开发常温下高效催化氧化 H2S 并回收单质硫的吸附型无铁 催化剂及相关关键技术与设备。解决常温下催化剂高活性保持、延长 使用寿命、失效催化剂的再生以及废气中硫醇、硫醚等对催化剂性能 影响等关键问题；研究大风量催化反应过程并籍此优化工艺参数和反 应器结构来降低催化装置压降，引入实时控制技术，开发基于高硫容 吸附性催化剂的大负荷吸附-催化一体化技术与设备。 （2）低浓度硫化氢和恶臭性混合物有害废气生物净化技术与设 备 对吸附-催化处理回收单质硫的尾气和典型企业内其他多点源恶 臭性有害废气，研究开发以生物处理技术为核心的废气中硫化氢以及 其他低浓度恶臭性有害组分的深度净化技术和设备。重点研究和开发 特效生物菌剂和生物载体以及过程得到强化的新型反应器；研究企业 内部多点源废气的收集、气流的组织和输配方式，生物处理工艺及其 污染物间相互抑制作用的解决方法，形成菌剂、处理工艺和处理设备 的成套技术, 完成 10,000Nm3/h 的示范工程。 （3）含硫化氢典型废气净化集成技术与设备 结合石油化工行业 H2S 废气和其他恶臭性有害废气实际排放特 征，将吸附-催化处理回收单质硫技术、生物处理技术等单元技术系 统集成，形成资源回收-污染物深度净化的集成技术与设备。重点研 究各技术单元和工艺的组合方式和组合条件，探明各单元过程的耦合 作用机制，着重解决单元间的耦合效应及参数优化，研究和开发相关 的关键设备，完成 10,000 Nm3/h 的示范工程，稳定运行 6 个月。 考核指标： ①针对高浓度 H2S 废气，开发吸附型催化材料，其中，常温吸附 型无铁催化剂 2-3 种，催化剂单程工作硫容≥60 wt%，单质硫回收率 ≥95%，耐磨强度≥95%，催化剂寿命≥7500 h，脱硫装置压力损失 ≤4kPa，H2S 净化效率≥99.9%，其他共存污染物（硫醇、硫醚）去除 率≥99%。 ②开发恶臭物质高效降解菌剂和生物填料各 2 种，生物填料阻力 ≤300 Pa/m。针对易生物降解恶臭物质，臭气净化效率≥90%（空床停 留时间≤20 s），建立规模 10,000 Nm3/h 以上示范工程 1 项，稳定运行 6 个月以上，排气中 H2S、恶臭以及其他共存气态污染物指标达到国 家或行业相关标准。 ③开发相关成套设备，建立 2-3 个单元技术组合而成的集成技术 的示范工程 1 项，工程规模大于 20,000 Nm3/h 以上，稳定运行 6 个月 以上，排气中各项污染物指标均达到国家或行业相关标准。 ④形成具有自主知识产权的核心技术，申请发明专利 4 项以上， 并提出相应工程技术的设计软件包。 课题实施年限：2008 年 7 月至 2011 年 12 月 课题经费来源及构成： 本课题总经费 1650 万元；其中国拨经费控制额 550 万元，承担 单位配套 1100 万元。 申报单位要求：课题要求由优势企业牵头联合科研单位联合申请。 课题 4. 含氨典型废气净化技术与设备 研究内容： 针对合成氨或尿素生产过程中产生的含氨废气排放量大、浓度低、 成分复杂、污染重、难处理等难题，研究氨吸收/吸附材料和高效催 化材料及其规模化制备技术, 以及吸收/吸附和催化分解的关键工艺 及设备、过程优化集成技术和成套设备装置、并建立相应的工业应用 示范工程。具体研究内容如下： （1）含氨废气净化吸收/吸附/催化材料及其规模化制备技术 研究开发对氨溶解度大、选择性好、易于解吸的高效低挥发性吸 收介质和对氨吸附容量大的吸附剂和载体；温和催化分解氨新型催化 剂载体、高活性、高稳定性、高选择性的催化活性成分及其涂层制备、 规模化生产技术以及材料性能的评价方法；探索各影响因素对催化剂 活性组分的稳定性影响和提高其使用寿命的途径，并研究失活催化剂 再生条件和方法。 （2）氨的吸收/吸附和催化分解工艺及设备结构优化设计 在对新型吸收/吸附材料对氨的吸收/吸附及其解吸过程、催化材 料对氨催化分解的动力学、热力学和传递过程进行系统的实验研究基 础上，通过模拟计算或仿真技术，系统地优化设计吸收/吸附、催化 分解工艺参数和设备结构，建立吸收、吸附和催化分解工艺和设备优 化设计原则，形成对含氨废气治理的先进治理方案，并进行各单元技 术和设备研发，通过实验研究验证其可靠性和实用性。 （3）吸收/吸附-催化分解工艺的系统集成及示范工程 通过对吸收/吸附和催化分解各单元过程的热力学、动力学及传 质、传热和动量传递规律的系统实验和模拟研究，着重解决单元-单 元、单元-过程间的耦合效应对含氨废气净化度的影响规律，形成含 氨废气净化技术体系，并建立 20,000Nm3/h 的示范工程；建立集成技 术的当量毒性浓度和总净化度为指标的净化装置效果评价体系，并进 行技术经济分析。 考核指标： ①开发 2 种以上的针对氨具有高溶解度和高选择性的低挥发性 吸收剂，使其对氨的吸收达到 90%，形成 200 吨/年的吸收剂的生产 能力；开发 2 种针对氨具有高吸附容量和高选择性的吸附材料，吸附 容量大于 5 wt%。 ②开发 2 种高活性高稳定性的氨催化有氧分解催化剂和 2 种催化 剂载体，使氨分解反应在 300℃左右进行，分解率达到 99%；形成 200 吨/年的催化剂生产能力。 ③开发相应的成套设备，建立 20,000Nm3/h 废气的氨净化示范工 程, 稳定运行 6 个月, 尾气中各项污染物指标达到国家标准或行业相 关 标 准 ， 其 中 氨 含 量 小 于 1.0 mg/Nm3 ， 氮 氧 化 物 含 量 小 于 2.7mg/Nm3。 ④形成具有自主知识产权的核心技术，申请发明专利 4 项以上， 提出工程技术的设计软件包，并进行技术经济分析。 课题实施年限：2008 年 7 月至 2011 年 12 月 课题经费来源及构成 本课题总经费 1350 万元；其中国拨经费控制额 450 万元，承担 单位配套 900 万元。 申报单位要求：课题要求由优势企业牵头联合科研单位联合申请。 三、注意事项 1．本重点项目下设 4 个课题，申请单位需针对单个课题提出申 请。评审过程以课题为单元分别进行，择优确定各课题的承担单位。 2. 凡在中华人民共和国境内注册一年以上,具有独立法人资格 的企业（不包括外国独资企业和外资控股企业）均可申请承担本项目 课题。 3．重点项目课题责任人必须是法人，法人是当然的课题依托单 位，且须指定一名自然人担任课题组长。课题组长应具有中华人民共 和国国籍，年龄在 55 周岁以下（截止指南发布之日），具有高级职称 或博士学位，每年（含跨年度连续）离职或出国的时间不超过半年， 过去三年内没有 863 计划信用管理不良记录。 4．对于港澳台优秀科技人员、海外优秀华人学者（包括取得外 国国籍和永久居留权的），再满足年龄、职称（学位）等基本条件时， 只要正式受聘于课题依托单位，且协议期或聘任期覆盖课题执行期， 每年在课题依托单位工作时间不少于 6 个月，也可作为课题组长。在 课题申请时，由课题依托单位出具相关证明材料。 5. 课题组长申请及负责的科技部三大计划（863 计划、科技支撑 计划和 973 计划）在研课题累计不得超过一项，同时可参加一项课题 （申请或在研）；每个参加课题的技术人员最多只能参与三大计划中 两项课题的工作。科技部及所属事业单位借调的与 863 计划相关的人 员不能申请或参加申请。 6．申请课题时需按指南要求如实提供配套经费和支撑条件，并 提供联合申请的合作协议。 7．申报程序和要求： 本项目通过国家科技计划项目申报中心统一申报。申请指南在科 技部及 863 计划网站上公开发布。