科技项目申报及合同样本1125.docx
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科技项目申报及合同样本1125
附件1：
编号
华能国际电力股份有限公司
科学技术课题申请书
（代可行性研究报告）
项目名称：
课题名称：
申请单位：
起止年限：
年月～年月
通讯地址：
邮政编码：
联系电话：
申请日期：
年月
传真：
项目申报表
课题名称
火电厂脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏品质影响及对策研究
课题
负责人
姓名
单位
性别
年龄
专业
职称
课题分类
技术
攻关
新技术
开发
新产品
试制
技术引进
消化吸收
应用理论
基础研究
软科学
研究
推广
√
课题组
人数
其中
高级
中级
研究生
初级
协作单位
研究起止年月
申请金额（万元）
批准金额（万元）
其中
资助
其中
资助
自筹
自筹
贷款
贷款
课题内容、
意义和预期成果摘要
[课题内容]
1.
[课题意义]
1.
[预期成果]
1.
一、
本研究课题的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究课题应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题）
[课题背景]
煤炭在我国能源结构中占有的比例超过了70%，火电厂燃煤量在我国工业煤炭消耗量中占了很大的比重，燃煤燃烧会产生SO2和NOx等一系列大气污染物，引发酸雨和光化学烟雾等环境问题[1]。
据统计，2010年，火电厂产生的SO2和NOx分别占我国SO2和NOx总排放量的52.8%和65.1%[2]。
2011年8月，国务院发布了十二五节能减排综合性工作方案，其中明确地提出了在十二五期间SO2和NOx分别要达到8%和10%的减排目标，所以同时控制SO2和NOx的排放已经刻不容缓[3]。
脱硝脱硫是治理燃煤产生SO2和NOx污染的重要技术手段，我国现有的大部分火电厂都安装有配套的脱硫设施，脱硫后燃煤副产物的基础研究与资源化利用技术研究也较为成熟。
NOx的控制是在近些年才逐步被提出，脱硝设施也相对缺少，然而随着NOx污染控制的严格与脱硝工艺的普及，脱硝后的燃煤副产物将是主要品种，因此其基础研究与综合利用技术的研发也越显突出和重要。
经脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏性能不同于未经脱硝而得到的粉煤灰和脱硫石膏。
一些工程实践表明[4]，经脱硝后的粉煤灰作为掺合料配制混凝土时，混凝土浇筑后，表面有较大气泡冒出并伴有强烈的刺激性气味，冒气泡的地点多且不连续，混凝土硬化后，表面留有黄色斑迹或泡眼痕迹。
经分析，可能是由于电厂烟气脱硝技术中采用氨或尿素等原料，处理不当时引起该类物质在灰渣中的混杂或富集，进而影响到灰渣在混凝土中的应用效果。
目前，对于氨含量高的粉煤灰采取禁用，一定程度上影响了脱硝工艺在火电厂中的普及和脱硝后的粉煤灰的资源化利用程度。
而脱硝工艺对脱硫石膏性能的影响更是鲜有报道。
因此，有必要较为系统的研究火电厂脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏品质的影响，以期根据不同的品质和性能选取相应的处置方式，为优化脱硝工艺提供参考，提高脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏等燃煤副产品的建材资源化利用水平。
[应用前景]
本项目针对火电厂采取脱硫脱硝工艺控制SO2和NOx等有害气体的排放，特别是近年来脱硝工艺日益普及的大背景下，脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏将成为主要的燃煤副产物品种，对脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏品质进行较为系统的基础研究以期为提高脱硝后燃煤副产物利用量和应用水平提供理论指导，为企业带来经济效益的同时也能够为社会创造良好的环境效益。
通过对经脱硝工艺和未经脱硝工艺而得到的粉煤灰和脱硫石膏基本性质进行对比研究，深入分析脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏品质影响的原因及其机理，可以为优化脱硝工艺提供参考，从而确保经脱硝工艺后的粉煤灰和脱硫石膏的安全性和稳定性，为脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏的资源化利用提供基础保证。
粉煤灰和脱硫石膏的综合利用、变废为宝、变害为利，是解决我国电力生产环境污染与资源缺乏之间矛盾的一个重要手段。
粉煤灰和脱硫石膏应用于土木、农业、化学工业和环保等各个领域，特别是在土木工程领域的建筑材料、道路、建筑施工等方面具有广阔的应用前景。
脱硝工艺会对粉煤灰和脱硫石膏品质产生影响，原有的资源利用化途径不一定适合经脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏的利用。
如原有资源利用化途径不能适应，可以通过改善原有工艺或者对脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏进行相应的预处理，提高脱硝后燃煤副产物的利用水平。
[国内外研究概况]
氮氧化物是我国主要的大气污染物之一，大气中的氮氧化物经过紫外线的照射能形成有害的光化学烟雾，对人眼和植被造成极大的危害。
同时氮氧化物也会和空气中的水结合生成硝酸或亚硝酸形成酸雨，从而导致土壤酸化、农作物减产和建筑材料溶解等一系列危害。
在我国，超过三分之一的氮氧化物是由燃煤火力发电产生的，所以治理火电厂NOX的排放被列为环保部“十二五”期间的重点整治项目。
据环保部统计，2011年我国氮氧化物排放总量为2404.3万吨，比2010年增长了5.73%，未能实现预期的减排目标，这使得我国治理氮氧化物的形势变得更为紧迫[5]。
目前，国内火电厂对NOX排放的控制手段主要有两大类[6]：
一种是在火电机组运行过程中采用低氮燃烧技术，从而减少NOX的生成；另一种是对燃烧后产生的烟气中的NOX进行化学处理，减少排出气体中的NOX含量。
近年来新投运的火电机组大多已经采用了低氮燃烧技术，然而仅使用低氮燃烧技术难以达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的要求，因此火电厂仍然需要进行烟气脱硝的处理，进一步降低NOX的排放量来达到环保部的要求。
烟气脱硝技术主要分为非选择性催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR），SNCR是指向锅炉烟气中喷入NH3或者尿素等还原性物质，在高温范围（900～110℃）内，将烟气中的NOx还原为N2和H2O。
该方法虽然不使用昂贵的催化剂，并且一次性投资较低，但是其反应温度过高，能耗较大，脱硝效率仅为30%～50%，适用于老机组的改造，且对NOx排放要求不高的地区。
SCR是目前全球范围内应用最为广泛，技术最成熟的烟气脱硝技术，我国环保部在2010年1月发布了火电厂氮氧化物防治技术政策，其中规定了新建改建扩建的燃煤机组，在去除氮氧化物时宜选用SCR法。
SCR技术是由美国Eegelhard公司开发，在20世纪70年代末和80年代初首先在日本发展，由于其较高的脱硫效率，很快在全球范围内得以推广和应用SCR烟气脱硝技术是在300～400℃的条件下，在特定的催化剂的作用下，给烟气中通入一定量的NH3，并与烟气中的NOx在催化剂的作用下发生氧化还原反应，从而使NOx变为无毒无害的N2随烟气排放。
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是火力发电厂锅炉排出的主要固体废弃物。
粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、TiO2等，矿物相组成为玻璃体、石英、莫来石、赤铁矿、磁铁矿、金红石等[7]。
2012年我国粉煤灰的年排放量约3亿吨，这些粉煤灰不仅污染环境，还要占用土地堆放，因此有必要对粉煤灰进行资源化利用。
粉煤灰实际上是一种非常有用的土木建筑材料，已广泛作为混凝土、水泥掺合料，作为主要原材料用于生产水泥、烧结砖以及其他新型建筑材料制品，取得了很多成果。
在所有粉煤灰的应用中，它用于混凝土中不仅用量巨大，而且应用水平也比较高，已成为混凝土必不可少的成分，一些研究者甚至认为不掺粉煤灰的混凝土将进博物馆。
脱硫石膏是火电厂另一主要的燃煤副产品，它是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理得到的工业副产石膏。
其是热电厂采用湿法烟气脱硫净化技术将烟气中的S02与CaCO3或者CaO发生相应的脱硫反应后,再经过洗涤和真空脱水处理而制得的,脱硫石膏的主要化学成分为CaSO4.2H2O,具体形态为一种纯度高、粒度细小、高含湿量的二水硫酸钙晶体,但其品位的高低还与所采用的具体脱硫工艺有关。
脱硫石膏主要应用于建材行业，研究表明掺人2%一5%的脱硫石膏均能够调节水泥凝结时间,并且指标符合国家标准要求。
另外，脱硫石膏还可以用于生产建筑石膏、石膏砌块、石膏板和粉刷石膏等石膏制品[8]。
目前，未经脱硝工艺的粉煤灰和脱硫石膏等燃煤副产物的基础研究及资源利用化技术研究已较为成熟。
随着NOx污染控制的严格与脱硝工艺的普及，脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏将成为主要的燃煤副产物品种，脱硝对燃煤副产物品质有何影响以及原有利用技术手段是否同样适合脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏，根据EI、SCI检索系统、Elsevior和Kluwer等电子期刊、国内外专利检索系统的检索和根据国内的CNKI检索系统查阅到的文献来看，国内外这方面的研究文章很少，从所报道的灰渣资源化利用技术来看，更多的是沿用原有未经脱硝的燃煤副产物的一些思路进行的利用。
MuzioLJ[9]和清华大学高阳等[10]研究了中温条件下粉煤灰对氨气脱硝性能的影响，结果表明少量的CaO和Fe2O3能催化NH3被O2氧化成NO，粉煤灰中的CaO和Fe2O3对脱硝具有负面作用。
以粉煤灰为脱硫剂担载体的中温干法脱硫过程中,床内物料中的粉煤灰可长时间循环与SO2接触而被深度硫化,在硫化过程中粉煤灰中的CaO和SO2发生反应生成具有中温催化脱硝性能的CaSO4,使硫化之后的粉煤灰具有催化NH3还原NO的性质。
王穆君等[11]主要研究了3种采集自不同电厂的脱硝粉煤灰以10%、20%、30%和40%掺入水泥中对水泥性能的影响，结果表明，脱硝粉煤灰具有减水效果，粉煤灰的掺入能不同程度降低水泥的标准稠度用水量，且随着粉煤灰掺量的增加，水泥的标准稠度用水量减小流动度增大。
脱硝粉煤灰掺量在10%时对水泥的强度基本没有影响，在20%和30%时影响较小，当掺量达到40%时，3d和7d的抗压强度降低幅度较大。
申请者所在课题组近三十年来在粉煤灰和脱硫石膏等燃煤副产物方面做了大量的基础研究与技术以及产品开发，特别是废渣基本性质方面的论文在本领域具有很高的引用率。
我们结合原有研究结果和现有文献分析认为粉煤灰由于具有多孔和大比表面积的性质，在脱硝工艺过程中可能会吸附氨和尿素等原材料，脱硝工艺还可能会对粉煤灰中CaO和Fe2O3的含量产生影响从而影响脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏的应用。
总体来说，现阶段由于脱硝对粉煤灰和脱硫石膏的影响还没有引起大家足够的重视，脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏大多仍以原有的资源利用化技术进行处理。
一些工程实践表明[12]，当用脱硝粉煤灰作为掺合料配制混凝土时，混凝土浇筑后，表面有较大气泡冒出并伴有强烈的刺激性气味，冒气泡的地点多且不连续，混凝土硬化后，表面留有黄色斑迹或泡眼痕迹。
经分析，可能是由于电厂烟气脱硝技术中采用氨或尿素等原料，处理不当时引起该类物质在灰渣中的混杂或富集，进而影响到灰渣在混凝土中的应用。
对于氨释放量超高的粉煤灰，一般禁止使用，这严重制约了脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏的资源化利用。
因此，可以根据脱硝工艺对燃煤副产物品质的影响优化火电厂的脱硝工艺以减轻脱硝对粉煤灰和脱硫石膏的不利影响或者对脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏采取相应的预处理。
理论上讲，热处理有利于氨等气体的释放，从而改善脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏的性能，因此用脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏生产粉煤灰砖、陶粒和建筑石膏是脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏较好的利用途径，但目前仍然缺乏研究。
因此，有必要较为系统的研究火电厂脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏品质的影响，寻求脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏的资源利用化途径。
参考文献：
[1]巩梦丹,尹华强.燃煤电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术及展望[J].热电技术.2013
（2）:
1
[2]中华人民共和国环保部.2012年环境统计年报[EB/OL].http:
//
[3]国务院办公厅,国家环境保护十二五规划重点工作部门分工方案[N].中国环境报2012年10月26［2］
[4]吴丹虹.问题粉煤灰引起混凝土异常现象的原因分析[J].COALASH.2009
（2）:
42-48
[5]马风哪,程伟琴.国内火电厂氮氧化物排放现状及控制技术探讨[J]．广州化工.2011，39（15）
[6]XUXuchang,CHENChanghe,QIHaiyin,etal.DevelopmentofcoalcombustionpollutioncontrolforSO2andNOxinChina[J].FuelProcTechnol,2000,62:
153-160.
[7]钱觉时,吴传明,王智.粉煤灰的矿物组成（上）[J].粉煤灰综合利用.2001
（1）
[8]郑金脆,孙振平,庞敏等.脱硫石膏在建筑材料中的应用现状及展望[J].上海建材.2010（3）
[9]MuzioLJ,QuartucyGC,CichanowiczJE.Overviewandstatusofpost-combustionNOxcontrol:
SNCR,SCRandhybridtechnologies[J].IntJEnvironPollution,2002,17:
4–30
[10]高阳,赵博,禚玉群等.中温条件下粉煤灰对氨气脱硝性能的影响[J].清华大学学报（自然科学版）.2011，51（5）
[11]王穆君,徐玲玲,刘方等.脱硝粉煤灰对水泥性能影响的研究[J].新型建筑材料.2011（6）:
12-14
[12]吴丹虹.问题粉煤灰引起混凝土异常现象的原因分析[J].COALASH.2009
（2）:
42-48
二、研究、推广应用内容和预期成果（说明课题的具体研究、推广内容、技术关键和重点解决的技术问题，预计达到的技术经济指标，预期成果和提供的形式及其依托工程，应用该成果的单位落实情况和可能应用的其它工程或单位及效益分析）
[课题内容]
1选取电厂未经脱硝和脱硝后的粉煤灰与脱硫石膏作为研究对象，对比分析其化学组成、矿物组成、颗粒粒径、级配和微观形貌等基本性质的变化规律。
由于脱硝采用了氨及尿素等原材料，着重研究铵盐在脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏中的存在形式、分布及富集情况。
2对比研究未经脱硝和脱硝后的粉煤灰需水性、烧失量、体积安定性、pH值、环境特性（氨释放量、放射性）等的变化规律。
研究脱硝对粉煤灰火山灰活性及激发、与减水剂的适应性的影响。
3脱硝粉煤灰作水泥混凝土掺合料时，对水泥混凝土凝结时间、工作性能、强度、收缩及耐久性等宏观性能的影响和对水化产物种类、形貌等微观性能的影响。
4研究脱硝对脱硫石膏纯度、杂质种类及含量的影响，脱硝对脱硫石膏基本性质及其活性的影响，特别铵盐在脱硫石膏中对其基本性能和活性的影响。
5脱硝脱硫石膏作水泥缓凝剂的可行性分析，煅烧条件（温度、时间）对脱硝脱硫石膏性能的影响。
6根据上述脱硝对粉煤灰和脱硫石膏品质和性能的研究结果，提出调整脱硝工艺参数改善燃煤副产物性能、脱硝后燃煤副产物预处理技术的可行性方案。
[技术关键]
1技术关键一：
脱硝后的粉煤灰和脱硫石膏中铵盐等杂质的存在形态及其规律。
该问题的解决可整体把握铵盐等杂质的主要类型以及存在条件，不仅有利于细化项目后续研究方案和突出研究重点，还能为优化脱硝工艺提供参考。
2技术关键二：
在分析脱硝后粉煤灰和脱硫石膏品质变化规律的基础上，通过试验研究脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏性能的影响，采取相应的处置方式最大限度地降低脱硝后粉煤灰和脱硫石膏在应用过程中的不利影响，提高脱硝后粉煤灰和脱硫石膏的资源利用化水平。
[最终成果及效益分析]
三、
拟采取的研究方法和技术路线
[研究方法]
项目以试验研究为主，包括化学分析、微观分析和宏观性能试验，同时根据物理化学和热力学理论进行分析，采用数学方法进行数据处理和规律分析，试验条件尽可能接近实际环境。
采用XPS对收集的实际样品中各种铵盐进行定性分析，然后采用色谱或光谱分析法进行定量分析，用X射线衍射分析和差热分析方法对粉煤灰和脱硫石膏进行定性和定量分析，也将考虑XRD定量分析与化学分析手段相结合以提高分析结果的精度。
并通过物化性能测试方法对粉煤灰和脱硫石膏的基本性质进行研究，通过原子吸收光谱、原子发射光谱、pH计等仪器分析脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏与水溶液作用后离子种类、离子浓度、pH值等液相性质。
采用常规实验方法对比研究脱硝和未经脱硝的粉煤灰和脱硫石膏对水泥混凝土和建筑石膏宏观性能的影响，并利用微量热计、XRD定量、差示扫描量热分析、热重分析、SEM等分析手段研究脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏对应用性能产生的影响。
[技术路线]
在对大量脱硝前后粉煤灰和脱硫石膏分析的基础上，了解脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏品质的影响规律。
进一步试验研究脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏区别于未经脱硝的粉煤灰和脱硫石膏应用于建材领域的不利影响，寻求脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏建材资源利用化的技术途径。
具体为：
1）通过足够多的取样，分析粉煤灰和脱硫石膏基本性质随脱硝工艺的变化规律，重点研究其中铵盐在脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏中的存在形式及分布富集情况。
2）脱硝工艺可能对粉煤灰和脱硫石膏建材资源化利用带来不利影响，因此有必要通过宏观和微观试验探明脱硝对粉煤灰和脱硫石膏的影响机理。
3）在分析脱硝工艺对粉煤灰和脱硫石膏应用性能影响的基础上，通过优化脱硝工艺或寻求有效的建材资源化途径提高脱硝粉煤灰和脱硝脱硫石膏的建材资源化利用水平。
四、工作总体安排和年度进度
序号
时间段
内容
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
五、
实现本课题预期目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，现有的主要仪器设备、研究技术人员及协作条件，从其它渠道已得到、已申请或申请的经费情况及金额等）
[课题负责人]
[已具备的条件]
六、研究课题组成人员情况
序号
姓名
年
龄
职务
职称
专业
本课题
中分工
投入课题工作总月数
工作
单位
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
七、申请课题经费预算表
申请经费总金额
其中
备注
万元
年
年
年
申请资助
万元
万元
万元
申请贷款
万元
万元
万元
自筹金额
万元
万元
万元
预算支出科目
金额（万元）
计算根据及理由
1.新产品设计费
2.工艺规程制定费
3.设备调整费
见附件1.1
4.原材料及半成品试验
见附件1.2
5.技术图书资料费
6.中间试验费
见附件1.3
7.研究机构人员工资
8.设备折旧费
9.与试制及开发研究有关的其他经费
1）差旅费
2）资料出版及验收费
3）临时工工资
10.外委费
11.不可预见费
总计
八、合作单位意见（对合作研究内容、参加人员及保证研究试验等签署具
体意见）
单位（公章）年月日
单位（公章）年月日
如有与合同单位的意向书，可不必在此栏中盖章，但应注明另有附件并随<<申请书>>一同上报.
九、申请单位领导审查意见（对经费预算是否合理，有无其他经费来源，能否偿还贷款，能否保证研究计划实施所需的人力，工作时间等基本条件提出具体意见）
单位领导（签字）单位（公章）年月日
十、公司主管部门审查意见
单位领导（签字）单位（公章）年月日
附件1.1设备调整费
序号
名称
型号
价格（万元）
备注
1
2
3
4
5
合计
注：
附件1.2原材料及半成品试验
序号
名称
价格（万元）
备注
1
2
3
4
5
合计
附件1.3中间试验费
序号
名称
价格（万元）
备注
1
2
3
4
5
合计
其他附件
课题负责人E-mail:
_____________________联系电话:
填表日期、时间：
科学技术课题申请书填写要求
一、课题内容、意义和预期成果摘要
1、主要研究内容（1、2、3……）。
2、研究对公司科研、设计、生产、运行的意义和作用（1、2、3……）。
3、课题完成后的具体成果和成果形式（理论、技术、软件、产品或综合成果，1、2、3……）。
二、本课题研究的科技依据
1、简述课题提出的背景和开展本课题的原因。
2、意义和应用前景：
阐述本课题的学术价值、经济效益和社会效益，并简述推广应用前景。
3、国内外研究概况：
国内外关于此类课题的理论和实际应用发展水平，已有的研究成果。
要满足现在的需要，过去已有成果的主要不足和问题是什么？
今后的发展趋势是什么？
（先国外，后国内）
4、科技依据：
研究思想的立论依据或理论基础是什么？
较国内外已有的成果，本课题有什么发展，特色和主要创新之处是什么？
三、研究、推广应用内容和预期成果
1、详细阐述课题的研究内容（1、2、3……），包括要进行的理论、机理研究，设计方法，实验的具体内容，软件的编制内容，装置设备研制的具体工作内容等。
如需依托工程，还要介绍依托工程的情况。
2、研究课题要解决的技术关键问题（1、2、3……），包括理论突破、方法更新、新技术综合应用、发明创造等。
3、预期成果及技术、经济指标（1、2、3……），包括理论、方法、实验数据、结论、成套技术、装置
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