國(guó)內(nèi)外SCR法脫硝催化劑技術(shù)及現(xiàn)狀

1、. 國(guó)內(nèi)外SCR法脫硝催化劑技術(shù)及現(xiàn)狀SCR法脫銷(xiāo)是目前國(guó)際上電站鍋爐煙氣脫硝的主流技術(shù)，催化劑是SCR脫硝系統(tǒng)的技術(shù)核心，催化劑的費(fèi)用通常占到脫硝工程初期投資的 30%55%。目前，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展和技術(shù)積累，我國(guó)已經(jīng)建成并投產(chǎn)了多家催化劑的生產(chǎn)工廠(chǎng)，脫硝催化劑的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)研發(fā)已獲成功，我國(guó)脫硝催化劑依賴(lài)進(jìn)口的歷史已經(jīng)結(jié)束。近年來(lái)隨著國(guó)家環(huán)保政策的實(shí)施，我國(guó)火電廠(chǎng)脫硝市場(chǎng)正如火如荼地展開(kāi)。本文主要介紹了SCR法脫硝催化劑的發(fā)展歷史，國(guó)外主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家、催化劑產(chǎn)品的型號(hào)規(guī)格，以及我國(guó)主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家及其技術(shù)來(lái)源，并從市場(chǎng)的角度對(duì)我國(guó)的脫硝市場(chǎng)進(jìn)行分析。 一、關(guān)于SCR法催化還原技術(shù)的起源 SCR法

2、是在催化劑的作用下，以NH3作為還原劑，有選擇性地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無(wú)毒、無(wú)污染的 N2和 H2O。首先由 Engelhard公司發(fā)現(xiàn)并1957年申請(qǐng)專(zhuān)利，后來(lái)日本在該國(guó)環(huán)保政策驅(qū)動(dòng)下，成功研制出了現(xiàn)今被廣泛使用的 V2O5TiO2催化劑，并分別于 1977年和 1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業(yè)運(yùn)用。 SCR法目前已成為世界上應(yīng)用最多、最為成熟且最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)，其主要反應(yīng)為： 4NH3+4NO+O24N2+6H2O (1)8NH3+6NO2一N2+12H2O (2) 4NH3+2NO2+O23N2+6H2O (3)選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢允狗磻?yīng)(1)、(2)在 3004

3、00范圍內(nèi)進(jìn)行，并能有效抑制副反應(yīng)。在NH3 與 NO化學(xué)計(jì)量比為1的情況下，可以得到高達(dá) 8095的NOx脫除率。世界上采用 SCR的裝置有數(shù)千套之多，技術(shù)成熟且運(yùn)行可靠。 二、國(guó)外主要生產(chǎn)商 SCR工藝自1978年在日本成功地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以后，工藝技術(shù)與催化劑的生產(chǎn)技術(shù)一直在不斷地進(jìn)步與完善，形成由觸媒化成與堺化學(xué)為代表的蜂窩式和以 Babcock-Hitachi為代表的板式 2種主流結(jié)構(gòu)與技術(shù)，在本國(guó)的生產(chǎn)能力并沒(méi)有太多擴(kuò)大，可是技術(shù)已經(jīng)向美國(guó)、歐洲及亞洲的韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣省及中國(guó)內(nèi)地輸出。目前國(guó)外各主要生產(chǎn)商SCR催化劑及產(chǎn)能：廠(chǎng)商名稱(chēng) 國(guó)家和地區(qū) 催化劑形式生產(chǎn)能力 應(yīng)用業(yè)績(jī)觸媒化成

4、 日本 蜂窩式一條生產(chǎn)線(xiàn) 2500m3/a 超過(guò)500套 Babcock-Hitach 日本 板式三條生產(chǎn)線(xiàn)，總計(jì)15000m3/a 600套 Cormetech 美國(guó) 蜂窩式 20000 m3/a 876套 JM-Argillon 德國(guó) 板式12000m3/a；蜂窩式5000 m3/a 超過(guò)540套； Envirotherm GmbH（KWH）德國(guó) 蜂窩式被中國(guó)東鍋收購(gòu)，組建東方凱特瑞； Topsoe 丹麥 波紋板式三條生產(chǎn)線(xiàn)； Seshin Electronics 韓國(guó) 蜂窩式 3000 m3/a。 幾大主要生產(chǎn)商各有特點(diǎn)，Babcock-Hitachi成立最早，自1970年成功開(kāi)發(fā)了不銹

5、鋼板式催化劑，在燃煤電站的應(yīng)用業(yè)績(jī)居世界之首，在日本的安蕓津工場(chǎng)共有 5條生產(chǎn)線(xiàn)，日常運(yùn)行3條生產(chǎn)線(xiàn)，在中國(guó)內(nèi)地設(shè)有分公司，但暫未建生產(chǎn)基地。觸媒化成公司生產(chǎn)蜂窩式催化劑，其觸媒研究所20多年來(lái)一直對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與完善，并先后向美國(guó)、德國(guó)及韓國(guó)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)蔀槌晒D(zhuǎn)讓技術(shù)最多的公司；Argillon公司從觸媒化成引進(jìn)了蜂窩式生產(chǎn)技術(shù)，又自主開(kāi)發(fā)了板式催化劑技術(shù)，是唯一同時(shí)生產(chǎn) 2種結(jié)構(gòu)形式的催化劑公司； Cormetech與日本三菱公司合作引進(jìn)觸媒化成蜂窩式技術(shù)，在美國(guó)北卡羅來(lái)納州和田納西州設(shè)有生產(chǎn)基地，其蜂窩式的生產(chǎn)能力居世界之首。；Topsoe公司自主開(kāi)發(fā)了區(qū)別于不銹鋼板式的波紋板式

6、催化劑，并在美國(guó)建有 2條、丹麥建有 1條生產(chǎn)線(xiàn)。 三、國(guó)內(nèi)催化劑的現(xiàn)狀 KWH公司20世紀(jì)80年代從日本引進(jìn)了蜂窩式催化劑生產(chǎn)技術(shù)，近10年由于經(jīng)營(yíng)狀況的原因已停產(chǎn)。四川東方鍋爐工業(yè)鍋爐集團(tuán)有限公司于 2006年收購(gòu)了 KWH公司的設(shè)備及其生產(chǎn)技術(shù)，在成都組建了東方凱瑞特公司，建設(shè)了2條生產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)能達(dá) 4500m3/a。這是我國(guó)首家催化劑生產(chǎn)廠(chǎng)家。緊接著國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程公司和國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院聯(lián)手引進(jìn)了日本觸媒化成燃煤電站蜂窩式催化劑的生產(chǎn)技術(shù)，合作組建了江蘇龍?jiān)创呋瘎┯邢薰?，初期建設(shè)1條生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)3000m3蜂窩式催化劑，以于 2009年建成投產(chǎn)。 以下是國(guó)內(nèi)各主要生產(chǎn)商生產(chǎn)的 SCR

7、催化劑的種類(lèi)、投產(chǎn)時(shí)間及產(chǎn)能：1：東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司：蜂窩式德國(guó) KWH，3000m3二期 3000m3，2006年； 2：江蘇龍?jiān)创呋瘎┯邢薰荆悍涓C式日本觸媒化成 JGCC&C，8000m3，二期 3000m3， 2008年； 3：重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司：蜂窩式美國(guó)（ CORMETECH）一期 10000m3，2009年；4：青島華拓電力環(huán)保有限公司：蜂窩式韓國(guó) SK能源株式會(huì)社 15000 m3，2014年；5：涿州西熱環(huán)保催化劑有限公司：蜂窩式德國(guó)巴斯夫一期 6000m3,二期 18000m3,2010年； . 6：瑞基（中國(guó)）科技發(fā)展有限公司：蜂窩式自有，10000

8、 m3，2009年； 7：上海瀚昱環(huán)保材料有限公司：蜂窩式，2007年由國(guó)家科技部立項(xiàng)，我國(guó)首家具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)，一期 8000m3，2010年；8：浙江海亮節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)：蜂窩式，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，10000m3 ，2013年四、市場(chǎng)需求我國(guó)煤炭資源豐富,是世界上以煤炭為主要能源的國(guó)家之一,2005年煤炭消耗量為214億噸,占國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)總量的689%,這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)決定了我國(guó)的電站建設(shè)必然以煤電機(jī)組為主,也決定了我國(guó)大氣污染的主要特征為煤煙型污染。據(jù)估算,全國(guó)煙塵排放量的70%、二氧化硫排放量的90%,氮氧化物排放量的67%、二氧化碳排放量的70%都來(lái)自于煤炭燃燒。20世紀(jì)80年代

9、中期以后,隨著我國(guó)電力建設(shè)的迅速發(fā)展,大氣和酸雨污染日益嚴(yán)重。特別是近年來(lái),大城市NOX污染嚴(yán)重,區(qū)域性NOX污染逐漸加劇;同時(shí),酸雨污染呈現(xiàn)出新的特征:NOx的相對(duì)貢獻(xiàn)在增加,由以硫型為主向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變。其主要原因在于,我國(guó)在控制SO2排放的同時(shí)并沒(méi)有有效地控制NOx的排放。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)氮氧化物排放的要求漸趨嚴(yán)厲，2004年 1月 1日開(kāi)始實(shí)施新的火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB132232003)，2004年 7月 1日開(kāi)始實(shí)施排放氮氧化物污染收費(fèi)政策。在這種背景下，研究開(kāi)發(fā)既經(jīng)濟(jì)又有效的燃煤電廠(chǎng)煙氣脫硝方法顯得日益緊迫和重要。目前國(guó)內(nèi)火電廠(chǎng)脫硝方法主要是依靠低氮氧化物燃燒系統(tǒng)降低

10、其排放，但還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物排放污染問(wèn)題并未解決。而 SCR脫硝技術(shù)，具有脫硝效率高，工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)廢水、無(wú)廢渣再處置麻煩，已被國(guó)外廣泛用于火電廠(chǎng)煙氣氮氧化物脫硝，已成為國(guó)際上火電廠(chǎng)等煙氣脫硝的主流技術(shù)。五、市場(chǎng)需求分析 我國(guó)火電廠(chǎng)的裝機(jī)容量巨大，2005年達(dá)4.5億千瓦， 2013年已達(dá)到8.6億千瓦，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2013年4月，僅有28%的火電機(jī)組上了脫銷(xiāo)項(xiàng)目，至少有 6億千瓦的機(jī)組容量需要建設(shè)脫硝系統(tǒng)。環(huán)保部曾明確表態(tài)，“十二五”期間將把氮氧化物列入大氣排放總量控制指標(biāo)中，所以火電廠(chǎng)強(qiáng)制脫硝勢(shì)在必行。在火電廠(chǎng)脫硝技術(shù)中，SCR 脫硝技術(shù)憑借其脫硝率高、選擇性好、成熟可靠等優(yōu)點(diǎn),是目前燃煤機(jī)組脫硝的主流技術(shù)；而 SCR 系統(tǒng)中最關(guān)鍵部件是催化劑,其成本通常占脫硝裝置總投資的30%-55%?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)產(chǎn)能每年約6萬(wàn)立方米，而市場(chǎng)需求達(dá)到8萬(wàn)立方米左右，處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。隨著國(guó)家對(duì)