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何洪:低温脱硝催化剂用量持续上涨 特异化、多样化或成趋势

北极星大气网  来源:北极星环保网    2021/1/6 9:13:56  我要投稿  

北极星大气网讯:自2011年我国收紧燃煤电厂氮氧化物排放标准以来,煤电机组开始大规模使用脱硝技术。从2015年开始非电行业烟气治理迅速崛起,低温脱硝技术开始大规模推广使用。在未来数年内,我国脱硝催化剂尤其是低温脱硝催化剂将处于使用高峰期。

目前,大气污染防治工作已进入深水区,十四五期间PM2.5与臭氧的协同治理成为共识,作为臭氧的前体物,氮氧化物的治理显得尤为重要,而作为关键的一环脱硝催化剂将在十四五大气污染防治工作中发挥重要的作用。日前,在第三届工业烟气深度治理高峰论坛上,北京工业大学教授、北京方信立华科技有限公司副董事长何洪就脱硝催化剂市场的现状及未来发展趋势等与北极星环保网进行了深入交流。

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北京工业大学教授、北京方信立华科技有限公司副董事长何洪(右)

中低温脱硝催化剂进入使用高峰期

随着我国电力及非电行业的大力发展,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。2014年,国家发改委、环保部和国家能源局颁布《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020 年)》,推动了燃煤电厂超低排放改造的浪潮。

选择性催化还原(SCR)技术是目前最为广泛采用的脱硝技术之一,广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝,以及柴油机动车尾气净化。该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂,核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。在此背景下,高效脱硝催化剂市场需求应运而生。

近年,电力行业SCR催化剂普及率接近饱和,面对日益严峻的环保压力,在电力行业减排能力有限的情况下,非电行业(钢铁、焦化、水泥、玻璃)NOX 减排将成为重点。

日前,非电行业烟气治理开展得如火如荼钢铁超低排放全面开展,水泥超低排放迅速崛起,垃圾焚烧烟气逐渐升温,这些行业烟气治理最大的难点是脱硝。市场上主流烟气脱硝的技术方案有活性炭法、SCR法和氧化法等,其中SCR烟气脱硝技术市场占比较高,而脱硝催化剂是SCR技术的核心。

何洪表示,我国钢铁产量世界第一,这就意味着脱硝催化剂尤其是中低温脱硝催化剂应用有着广阔市场。相信随着非电烟气治理的深入推进,中低温脱硝催化剂的使用将持续处于一个高位。

国内外脱硝催化剂各具优势 差距不大

何洪介绍,目前就催化剂本身而言国内外差距很小,国内脱硝催化剂的活性、规模不低于甚至高于国外催化剂。但是从脱硝催化剂的生产技术和生产设备还存在一定差距。

据了解,美国Engelhard 公司在1957年首次成功研发SCR 催化剂,由Pt、Rh 和Pb 等贵金属构成,具有很高的催化活性,但造价昂贵、温度区间窄、易中毒,不适于工业应用。日本日立、三菱重工等生产的V2O5(WO3)/TiO2(钒钛系)催化剂较早实现商业化应用。20世纪七八十年代,日本和欧美相继建造多套脱硝系统,钒钛系SCR催化剂的商业应用趋于成熟,主要应用于电力行业烟气污染控制。近几十年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展,发展至今,传统SCR催化剂生产与应用技术已得到普及,但核心技术由国外的几家大型公司掌握。

我国环保行业起步较晚,SCR催化剂的应用滞后于西方国家。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,随后不断推广及普及。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。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。

近年,非电行业工业炉窑NOX排放比例不断攀升,已经成为重要的大气污染源。十三五期间,“超低排放”、“蓝天保卫战”等规划措施相继实行,对于工业烟气污染排放有了更严格要求。针对钢铁、玻璃建材等非电力行业烟气温度低的特性,传统的SCR脱硝技术因催化剂工作温度高、无适宜热源、加热运行成本高等弊端不宜直接采用,必须对催化剂进行针对性改良,以提高其在低温烟气脱硝领域的适用性。

何洪表示,最初脱硝催化剂是从国际公司引进技术,主要应用于电力行业。随着市场的发展,国内很多科研院所、高校、公司纷纷化国外的脱硝技术,开发自己的脱硝催化剂或。从2015年开始非电行业发展很快。鉴于非电行业烟温低的特点,很多科研院所和企业开发了低温SCR脱硝催化剂。低温脱硝催化剂在非电行业尤其是钢铁行业应用非常广泛,所以在非电行业国内脱硝催化剂应用的更多一些,经验也更丰富。国内脱硝催化剂应用市场很大,大量的应用有助于提高脱硝催化剂质量和数量的提升。以方信立华为例,刚开始就一种产品,目前已发展到四五种催化剂,另外还有一些多品种多功能催化剂。

何洪认为,非电烟气非常复杂,用户对烟气的组成、条件不是很了解,这就给工程中催化剂的使用带来各种各样的问题,而只有技术创新才能从根本上解决问题,从而最终把市场做得更好。

技术创新推动环保进程

自2018年以来,随着国内环保管控形势愈加严格,国家和地方政府出台了更加严苛的政策和标准治理非电燃煤领域的大气污染问题。从未来情况来看,业内人士指出,多省市已发布钢铁行业超低排放相关政策,非电行业脱硝需求预计会有所增加,随着国内企业逐步推进非电行业烟气治理设施建设及改造,未来低温脱硝催化剂总量将持续上涨。

何洪指出,相较于火电,非电行业的烟气对脱硝催化剂的适用温度提出了更高的要求。非电烟温比较低,烧结烟气温度一般在120℃左右,现在催化剂还达不到这么低,还需要进行加热。若是低温SCR催化剂就不用加热了,可以做到节能。目前在不脱离烟气条件即有硫有水的情况下,催化剂的最低运行温度是150℃。相比高温催化剂,低温SCR催化剂本身就相对比较节能,此外更注重环保技术中的节能技术。比如正在开发CO氧化催化剂,通过技术使提高节能效果降低运行成本。

谈及脱硝催化剂的发展,何洪表示,当前国内脱硝催化剂技术仍在不断发展,未来脱硝催化剂将更加向特异化、多样化方向转变,从传统单一种类的脱硝催化剂,逐步转变为多种针对不同的行业不同的煤种的脱硝催化剂。另外,在提高催化剂抗性和稳定性的同时,继续开发更适合且性价比更高的产品是市场发展的一个重要方向。

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