新闻
  • 新闻
  • 产品
  • 企业
您当前的位置:环保 > 大气网 > 烟气脱硝 > 正文

SCR脱硝催化剂发展现状与前景分析

北极星大气网  来源:《中国石油和化工标准与质量》  作者:杜超  2020/7/13 11:00:33  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:脱硝催化剂 SCR催化剂 SCR脱硝

北极星大气网讯:摘要: 选择性催化还原反应(SCR)技术是目前工业上应用最广的一种脱硝技术,主要应用在火电厂脱硝和汽车尾气处理两个领域.在SCR工艺体系中,催化剂是重要组成部分,它的结构和性能直接影响SCR体系的脱硝效果.目前国内最常用的SCR催化剂是以V2O5/TiO2为主的钛基钒类催化剂.未来十年,国内的SCR催化剂行业将进入平稳需求阶段,但由于国内现有的产能仍低于市场规模,因此本行业仍然具备着持续上升的空间。

1 氮氧化物排放以及治理现状

随着我国道路车辆的飞速增长以及火电厂等电力行业的大力发展,氮氧化物的污染问题日益严重。2011年《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》和《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的发布是我国治理氮氧化物污染的重要里程碑。经过近十年的努力,我国的氮氧化物减排治理已经取得成效,自从2012 年开始氮氧化物的排放量逐年下降,到2018 年已经降低至1 600t 左右。

2 SCR脱硝催化剂技术发展现状

选择性催化还原反应(SCR)技术是目前工业上应用最广的一种脱硝技术,其催化剂是重要组成部分,它的结构和性能直接影响SCR 体系的脱硝效果。

按照不同的分类方法,SCR催化剂可以分为多种类型:

(1)按活性组分分类,第一类为铂、钌、钯等贵金属,第二类是以V2O5 为主的钒、钨、钼的氧化物,第三类是含铁、铈、锰、铋和铜的复合氧化物。

(2)按载体分类:第一类以为TiO2 为主的氧化物、第二类为活性炭,第三类为沸石分子筛。

(3)按温度分类:低温(< 300 ℃)、中温(260~400℃),高温(345~590 ℃)。

(4)按结构分类:蜂窝式、平板式或波纹式。

对SCR催化剂相关专利进行检索分析,自2010 年开始全球SCR 催化剂相关的专利申请量仍有着持续上升的趋势(图1),直至到2016 年,专利申请呈饱和态势,从2017 年开始,专利申请量逐年下降。其中,中国专利的发展趋势与全球发展趋势相同,但专利申请量低于日本和欧美等技术先进国家和地区。

1.jpg

截止2019 年9 月底,SCR 催化剂全球专利的主要申请人分为两类:一类企业为车企,其对于SCR 催化剂的研究主要应用于车用尾气处理应用领域,丰田、通用、福特以及现代均有较多的专利布局。而另一类企业为化工企业,其对于SCR 催化剂的研究应用领域较广,既可应用于车用尾气排放的控制,也可应用于工业设备排放处理,国际知名的庄信万丰和巴斯夫等均位于专利申请量的前列。

而中国专利的主要申请人则分为三大类:前两类与全球专利的主要申请人一致,其中,在第二类化工企业中,大唐环保以及江苏龙源作为国产企业,其专利申请量位于前列。第三类申请人为高校和研究机构。这也表明,我国的SCR 相关技术仍有部分处于实验室阶段的理论研究,真正全面地转化成产品应用仍然需要一定的时间。

3 SCR脱硝催化剂行业发展现状

目前国内使用的SCR 催化剂主要分为进口和国产两种,其中,欧美和日韩均有成熟的技术,这些产品以蜂窝式的钛基钒类催化剂为主导,其主要情况如下。

专利C N 1 0 9 4 7 7 4 0 9 A 、CN106659974A 介绍了德国Argillon公司的催化剂,它以蜂窝式、平板式为主, 活性物质为Pt、钒类氧化物, 载体为TiO2、ZrO2、SiO2、CeO2 和Al2O3 的一种或几种。专利CN108290151A 介绍了丹麦Topsoe 的波纹式或平板式催化剂, 其催化剂体系为V2O5/TiO2。专利CN106824168A 介绍了日本触媒化成的蜂窝式催化剂,其载体为TiO2 形成的无机单一氧化物、和/ 或W、Mo、Si 及V 组成的组中的至少1 种与Ti 的无机复合氧化物,活性成分钒、钼、锰、镧、钇及铈组成的组中的至少1 种。专利CN105378244B 介绍了美国CORMETECH 的蜂窝式催化剂,其主要为钒基催化剂、沸石基催化剂(如Cu- 沸石或Fe- 沸石催化剂)。专利CN107597178A 介绍了奥地利Ceram 公司的蜂窝式分子筛型催化剂,其中分子筛为ZSM-5、BETA 或SAPO-34,金属离子为铜、铁或锰。

随着日益增长的脱硝技术升级和SCR 催化剂需求,我国的相关企业也在不断地成长,他们通过对外引进、自主开发等手段也开发了国产的SCR 催化剂产品,目前,大唐南京、江苏龙源、江苏万德、东方凯特瑞等产能均可达到10 000 m3/a 以上,而主要的催化剂类型仍然是蜂窝式的V2O5/TiO2。

2.jpg

4 SCR脱硝催化剂市场发展前景

目前,我国SCR 催化剂的主要市场集中在火电厂和汽车尾气处理两个领域。基本假设如下:未来五年,火电厂领域,新增火电厂的平均装机容量为3 000 万千瓦时,平均每亿千瓦的装机量需要消耗8 万m3 催化剂,而每年有更换需求的机组为总装机量的10%。而在汽车尾气处理领域,汽油车和柴油车平均每升排量对应1 L和2 L 催化剂,汽油车平均排量为1.2 L,柴油车平均排量为4 L。

基于上述假设,SCR 催化剂的市场发展前景如图 2所示。自2015 年,由于火电厂的装机容量的增幅减缓以及汽车产量趋于平稳,催化剂市场呈现下降趋势,但平均维持在每年15 万m3 的市场规模,行业已经进入一个相对平稳的成熟阶段,整体产业规模在50~70 亿。但由于国内现有的产能仍低于市场规模,因此本行业仍然具备着持续上升的空间。

5 结语

未来,SCR 催化剂行业的市场规模将处于平稳的发展状态,而国产的SCR 催化剂虽然已经满足市场的基本需求,但是从产品的寿命和可靠性方面仍需提升。为了减少催化剂的失活现象,提升催化剂的寿命,改进催化剂活性组分、开发新型载体材料、调整反应器结构、加强反应启动和运行过程中的各项保护、改进吹灰系统以及定期检测等方面,均将成为重要的研究方向。

分享到:
投稿联系:马女士  0335-3030550  13613388823  新闻投稿咨询QQ: 2731581970
邮箱:maxuejing#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星环保网声明:此资讯系转载自北极星环保网合作媒体或互联网其它网站,北极星环保网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
环保二维码
微信号:bjxdqw

北极星大气网订阅号
精选行业资讯,解读行业发展。
聚焦大气行业,布局全产业链!

新闻排行榜

今日

本周

本月

关闭

重播

关闭

重播

热词检索:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ