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脱硝催化剂生产企业如何顺应烟气治理市场趋势?

北极星大气网  来源:北极星环保网    2019/12/20 13:35:19  我要投稿  

北极星大气网讯:我国环保领域的市场空间巨大,但总体来看,我国环保行业起步较晚,市场机制暂时不太成熟。烟气治理是环保行业的重要组成部分,SCR烟气脱硝是国内外火电厂普遍采用的烟气脱硝技术,而作为烟气脱硝的核心--SCR催化剂的应用我国滞后于西方国家很多年。1999年,大陆首次引入SCR脱硝催化剂用于火电行业的烟气治理,随后10 年不断推广和普及。“十一五”期间,我国NOx排放总量呈逐年上升趋势,2011年高达2405万吨(工业源占71.9%);而《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的严格执行及SCR脱硝机组满负荷投运,NOx排放总量逐年降低,2017年的排放量已降至1700万吨左右。

2018年7月份,国务院公开发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,提出了打赢蓝天保卫战的时间表和路线图。之后各省市相继出台地方蓝天保卫战行动计划,对各生产行业提出了更高的排放要求。

催化剂市场不断扩大

2015年以来,“2+26”城市区域内大型燃煤电厂开始实施超低排放改造,SCR脱硝工艺是火电厂的主流烟气脱硝技术,催化剂是SCR脱硝工艺的核心。随着各电厂超低排放的不断实现,电力行业SCR脱硝催化剂普及率已接近饱和。面对依然严峻的环保压力,在电力行业减排能力有限的情况下,非电行业烟气治理将成为重点,而NOx的减排成为其中重要一环。

我国早期的SCR脱硝催化剂配方与生产线均为购买和引进其他国家技术,2006年之前,国内的催化剂供应基本依赖国外。随着脱硝产业的推进,国内公司建立起相应的催化剂生产基地,来不断满足日益增长的需求。目前国内催化剂公司核心技术(配方和成型工艺)主要源于国外,所以对于传统钒钛系催化剂的发展,首要任务是尽快实现完全自主国产化,并节省生产成本,增加市场竞争力,同时加快传统催化剂的改性研究,拓宽适用范围,延长使用寿命。

催化剂在非电行业的应用远不及火电行业成熟,加上非电行业烟气与火电行业烟气的巨大差别,非电行业SCR脱硝催化剂的研发成为非电脱硝的重点与难点。北京华电光大环境股份有限公司正是在这种背景下,开展了大量特种催化剂的研发工作,以满足不同生产行业的脱硝需求。

针对目前行业面临的众多问题,在第二届工业烟气深度治理高峰论坛上,北京华电光大环境股份有限公司(以下简称“华电光大”)常务副总经理乔凯荣提到:由于非电行业烟气治理的兴起,我国的脱硝市场还将不断扩大,SCR催化剂需求缺口也将扩大。

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北京华电光大环境股份有限公司常务副总经理 乔凯荣

脱硝效率成难题

相关报告指出,随着环保治理标准越来越高,相应的脱硝治理技术需要向高端化方向发展,高温脱硝、全负荷脱硝、耐高浓度二氧化硫低温脱硝、联合脱硝脱汞、联合脱硝脱二噁英已成世界性难题。

目前,烧结烟气脱硝效率不高的问题一直是困扰行业的难点,钢铁行业烧结烟气脱硝有氧化法脱硝、中低温SCR脱硝、活性炭脱硝等多个技术工艺。其中,中低温SCR脱硝方法,很难直接使用中高温SCR催化工艺对NOx排放进行控制。对此,乔凯荣介绍,烧结行业的脱硝不同于火电行业的脱硝,烧结烟气的脱硝主要难点在于他的烟气条件比较复杂,有些业主或工程公司没有意识到这个问题,完全照搬火电行业的脱硝来设计,相比电厂的脱硝,烧结机烟气温度低,水含量氧量高,最主要的是烟气中含有大量的碱金属,有些地区的烧结烟气中还含有很高的砷含量,这些对催化剂来说是致命的,会导致催化剂的性能和寿命大幅度降低和缩短,所以钢铁烧结机脱硝催化剂的设计,除了考虑温度还要考虑催化剂的碱金属中毒问题,如果烟气中有砷的话,催化剂还得具备抗砷功能。

新型SCR脱硝催化剂的研发

烟气脱硝行业客户主要分为两大类,一类是火力发电行业,另一类是非电行业,包括钢铁、水泥、石化、煤化工等行业。但不同行业的烟气温度和组成差别很大。乔凯荣表示,中温SCR脱硝催化剂的适用领域有限,因此亟待开发针对不同烟气的新型SCR脱硝催化剂。例如,针对燃气轮机、垃圾焚烧炉所排放的高温(>500℃)烟气,需要开发高温催化剂;针对钢铁烧结机所排放的低温(<300℃)烟气且含有碱金属的,需要开发低温抗碱金属催化剂;针对使用富砷煤的烟气,需要开发抗砷中毒催化剂;针对含有大量碱金属的生物质电厂、高碱煤电厂等,需要开发抗碱金属中毒催化剂。

面对这个问题,乔凯荣介绍说,华电光大依托华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室的核心团队,自主研发的系列化特种平板式SCR脱硝催化剂,实现了催化剂关键配方以及连续生产工艺的突破,形成了国内唯一具有自主知识产权的成套技术和装置,在多个行业获得了大规模工业应用。2013年光大平板式脱硝催化剂获得了“第十五届中国国际工业博览会铜奖”是烟气脱硝领域唯一获得此殊荣的产品,2018年获得国家教育部科技进步一等奖,2019年获得国家科技进步二等奖。截至目前,公司产品涵盖了从低温到高温的全温区催化剂,包括低温、中低温、宽温、中温和高温SCR脱硝催化剂,另外针对不同行业不同煤质还有专门的特种催化剂如抗碱金属中毒、抗砷中毒、超强耐磨催化剂等。

催化剂市场同质化竞争愈演愈烈

随着国家对大气污染治理步伐的加快,各种技术的变革与行业革新确实对脱硝催化剂行业也带来了一定的影响。未来脱硝催化剂的市场会必然会有变化。乔凯荣表示,对于脱硝催化剂来说,未来主要是要根据行业特点开发出投资成本更低、运行耗能更低的产品,真正做到节能、环保。

目前,国内企业进入脱硝催化剂生产领域的技术门槛相对较低,加之生产催化剂的钛白粉、偏钒酸铵等原料载体获取相对容易,导致市场同质化竞争局面愈演愈烈。

如何应对这种局面,对于未来的发展与创新,乔凯荣提到,华电光大作为国家高新技术企业,不仅依托于华北电力大学,并且与清华大学、航天动力研究所、东南大学、瑞典皇家理工学院等研究单位建立了良好的产学研合作关系。在产学研联合过程中,华电光大充分利用高校及科研院所的高科技人才、强大的研发能力和先进的实验设施,与企业科研人员合作进行技术攻关和新产品开发,从而不断提高企业的创新能力。并且,针对产品研发和应用过程中出现的问题,可以从更深层次上分析和解决,有助于技术的优化和创新。

目前,我国烟气脱硝技术在工业应用上还存在理论研究不成熟,运行管理不完善等方面的问题。现阶段要不断推进催化剂的技术研究,积极开发并推广具有我国自主知识产权的脱硝催化剂,不断探索新技术,提高催化剂的制造工艺。这对推进我国脱硝技术的进展,节省投资和运行费用具有重要的经济、社会和环境效益。


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