作為大城市空氣中的要污染物，NOx與PM2.5復合是霧霾的主要成因之，嚴重危害著人民的身體健康和社會環境建設。為此，在2011年第十屆全國人大四次會議上，《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出，在“十五”實施化學需氧量、二氧化硫排放分別減少10%目標基礎上，新增加將“氨氮、氮氧化物排放分別減少10%”作為“十二五”經濟社會發展的主要目標之。

何洪：低溫SCR脫硝技術的開路先鋒

面臨大氣的污染及嚴格的排放標準，加快研究氮氧化物的高效治理技術已是勢在必行。在此，北京工業大學環境與能源工程學院化學化工系何洪教授長期致力于低溫SCR工業脫硝技術探索研究，他以解決非電力行業脫硝問題為出發點，以低溫SCR催化材料為突破口，充分挖掘國內外先進技術理念，經歷近十年不懈努力，終于開發出具有自主知識產權、脫硝效率高達90%、工程造價和運行成本遠低于中高溫SCR催化脫硝技術的低溫SCR工業脫硝技術。

擔使命：污染難題亟待解決

據悉，我國NOx排放主要來源于火力發電、交通運輸和各種工業過程。近十年來，隨著我國汽車工業的發展和執行日益嚴格的機動車排放標準以及三效催化劑和柴油車SCR催化技術的發展，交通運輸行業的NOx排放得到了定的控制。近幾年我國加大火電廠煙氣NOx排放治理，對電力企業實行了脫硝電價補償的政策，大地促進了電力行業脫硝的進程。

然而，非電力行業（包括自備電站）的NOx排放控制遭遇到了大的困難，因為非電力行業的工業鍋（窯）爐設備（例如，工業鍋爐、玻璃陶瓷爐窯、水泥爐窯、冶金燒結爐、煉焦和石化系統的裂解設備等）煙氣以及涉及硝酸生產和使用的工藝過程廢氣的排放溫度大多低于300℃，而目前電力行業使用的SCR脫硝催化劑的工作溫度為300℃～400℃。因此，在非電力行業難以直接使用中高溫（300℃～400℃）SCR催化工藝對NOx排放進行控制。

目前，工業上NOx排放控制的主流技術是選擇性非催化還原（SNCR）和選擇性催化還原（SCR），前者的NOx凈化效率較低，難以滿足嚴格的排放標準，因此，SCR是實現“大氣污染防治行動計劃”目標的主要工程技術。我國的SCR脫硝催化劑生產技術和脫硝工程技術基本上來自于國外，雖然國外的技術相對成熟，但由于我國的能源結構與西方相差很大，煤炭能源占整個能源消耗的70%左右，其高硫高灰分的煙氣的治理只依靠國外的技術難以解決，這問題在非電力行業脫硝域更為突出，如果不能解決非電力行業脫硝問題，那么到2017年，我國主要污染物排放強度減少30%的目標難以實現。

早在十年前，何洪教授就意識到我國工業能源結構不同而導致煙氣污染物排放控制的特殊性。自2003年開始，他以此為使命，開始開展低溫高硫煙氣脫硝技術的研究和開發工作，希望有朝日破解這難題。

苦心志：披荊斬棘終獲突破

據何洪教授介紹，目前，應用電力鍋爐脫硝的催化劑體系為V2O5-WO3（或MoO3）/TiO2，該系列催化劑的運行溫度為300℃～400℃。長期以來，學術界也在嘗試研究非釩基SCR催化劑，但由于SCR催化劑的研究歷史有50年之久，而目前工業界仍然使用的是釩基SCR催化劑，因此何洪教授等人意識到降低V2O5-WO3（或MoO3）/TiO2催化劑的運行溫度可能是低溫SCR催化劑開發的個可行的方向。

從調整催化劑表面酸堿性和微觀結構出發，何洪教授團隊經過多年的研究，得到了系列低溫SCR催化劑的配方和制備工藝，該催化劑的工作溫度區間拓展到160℃～400℃。基于低溫SCR催化劑的基礎配方，何洪教授團隊又深入研究了蜂窩SCR催化劑的成型配方和成型技術。

蜂窩SCR催化劑的成型是生產SCR催化劑的核心技術，也是各個催化劑生產商的秘密，沒有成熟的文獻和報告可以參考。因此，何洪教授團隊科技人員從陶瓷成型技術出發，仔細篩選每種成型助劑，研究它們的配伍和相互協調作用。經歷了無數次的失敗，他們從失敗中尋找成功的線索，終掌握了低溫SCR催化劑的成型配方和成型工藝，生產出了合格的低溫SCR催化劑產品。

之后，為了完善和促進低溫SCR催化劑的工業應用，何洪教授團隊又進行了低溫SCR工業脫硝工程技術的開發。從10噸工業燃煤鍋爐脫硝實驗出發，他們研究了溫度、風速、NOx含量、灰分含量、水汽含量和O2含量對脫硝效率的影響，研究了SCR催化反應器設計、煙氣均流、和還原劑噴射技術。

掌握了定工程數據之后，何洪教授團隊承接了云南鈦業集團酸洗線NOx去除系統的建設。云南鈦業集團酸洗線由混酸酸洗槽、清洗槽、酸液循環罐等設備組成，在運行時產生含混合酸的廢氣，酸性廢氣由集氣罩導入到酸霧洗滌塔，用10%的Na2CO3和NaOH的混合液吸收HF，然后廢氣通過風道式空氣加熱器加熱至200℃，進入到SCR反應器中，廢氣中的NOx通過低溫SCR催化劑去除。該系統脫硝效率高達90%，其系統的工程造價和運行成本遠低于中高溫SCR催化脫硝技術。

進市場：低溫脫硝開路先鋒

由于應用范圍廣泛，具有很好的市場遠景，低溫SCR脫硝技術很快受到工業界的高度重視。2012年，由康恩貝集團和些個人投資者投資，以北京工業大學的低溫SCR催化劑生產技術為核心，北京方信立華科技有限公司在北京成立。該公司建設有條低溫SCR催化劑生產線和低溫SCR催化工程技術中試實驗基地，并開始向工業脫硝市場提供低溫SCR催化劑。目前，該公司正在開發與低溫SCR催化劑相適應的工業低溫脫硝技術，立志成為我國低溫SCR脫硝技術的頭羊。

今年，何洪教授團隊和北京方信立華科技有限公司承接了湖北益泰藥業有限公司的氧化制草酸工藝NOx尾氣處理工程。湖北益泰藥業有限公司位于湖北天門市，公司有兩條氧化制草酸生產線，尾氣總流量為8000～1000m3/h,尾氣溫度為30℃，NOX濃度為500～2000mg/Nm3，該氧化制草酸工藝NOx尾氣溫度低、NOx濃度高、水蒸汽含量高，脫硝工程困難大，何洪教授帶團隊科技人員和北京方信立華科技有限公司的工程技術人員認真分析脫硝工程存在問題，精心設計了低溫脫硝技術工藝和設備，目前，該低溫脫硝工程已建設完成，并通過了當地環保部門的驗收。今年10月22日，環保部環境保護督查中心對該脫硝工程進行了檢查，其測量的脫硝數據為，SCR脫硝反應器入口的NO、NO2和O2的濃度分別為410ppm、56ppm和18%，反應器出口的NO、NO2和O2的濃度分別為3ppm、0ppm和18%，反應器進出口溫度為210和200℃。該氧化制草酸工藝NOX尾氣處理系統具有異的脫硝活性，到達到了工程設計要求，是我國草酸行業第個使用國產低溫SCR催化劑技術的脫硝工程。

盡管何洪教授團隊在低溫SCR催化劑研發方面獲得了令業內十分關注的成績，得到了工作溫度低至160℃的高效低溫SCR催化劑，但將其用于燃煤工業鍋爐或其他含硫煙氣的脫硝時遭遇到了個必須克服的障礙。脫硝過程中，含硫煙氣中的部分SO2會氧化成SO3，在有水汽的條件下，SO3與NH3和反應生成硫酸氫氨（ABS），硫酸氫氨在低于220℃時，會在催化劑表面凝聚和富集，覆蓋活性中心使SCR催化劑失活。

目前何洪教授團隊正與北京方信立華科技有限公司合作解決低溫SCR催化劑在低溫高硫煙氣脫硝應用的問題，正在開展的工作包括研究在低溫SCR催化床層中ABS生成情況以及對SCR催化劑的傷害程度，研究煙氣條件—ABS生成—SCR催化劑失效的規律，研究低溫SCR催化脫硝設備的運行條件、控制方式、反應器設計化、SCR與脫硫除塵設備的耦合和低溫SCR催化劑的原位再生技術。繼往開來，他們將從催化材料、SCR脫硝工藝設計、設備化和原位再生技術出發，開發適合我國工業鍋（窯）爐污染物排放控制的低溫高硫煙氣脫硝技術，以更進步為解決我國大氣污染難題貢獻新契機。

何洪，北京工業大學環境與能源工程學院化學化工系教授，博士生導師。1956年生，1982年本科畢業于蘭州大學化學系物理化學專業，1988 年碩士畢業于北京工業大學化學與環境工程學系多相催化專業，1996年博士畢業于香港浸會大學理學院物理化學專業。

兼任中國化學會催化委員會委員、中國稀土學會稀土催化專業委員會委員、自然基金委化學科學部環境化學專家評審組成員、全國專業標準化技術委員會委員、全國電工電子產品與系統的環境標準化技術委員會材料聲明分技術委員會主任委員，及《工業催化》雜志編委、國聯資源網行業專家、國際節能環保協會“學術與專家委員會”委員。

近五年，何洪導的團隊承擔 “863”項目2項，自然基金重點項目1項，自然基金面上項目1項，北京市自然基金重點項目2項和多項其他和企業委托的技術開發項目。目前為止，在國內外學術刊物上發表文章100余篇。2001年入選北京市跨世紀人才。