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脫硝催化劑今年進入報廢高峰 再生市場潛力待挖

自2011年我國收緊燃煤電廠氮氧化物排放標準以來,煤電機組開始大規模使用脫硝技術。從今年起未來數年內,我國燃煤電廠脫硝催化劑將迎來報廢高峰。日前,國家能源集團北京低碳清潔能源研究院(下稱“低碳院”)發布的脫硝催化劑再生方法專利獲中國專利獎銀獎,低碳院環保中心技術總監王寶冬告訴記者,當前我國燃煤電廠脫硝催化劑再生技術已走向成熟,資源化、低溫化、智能化將成為未來我國脫硝催化劑發展方向。

今年進入脫硝催化劑報廢高峰

記者了解到,自2011年原環保部頒布《火電廠大氣污染物排放標準》以來,新建火電機組氮氧化物最大排放量不得超過100毫克/立方米,此后我國燃煤電廠又進行了“超低排放”改造,氮氧化物最大排放量須低于50毫克/立方米。

在此背景下,高效脫硝催化劑市場需求應運而生。據了解,在脫硝過程中,選擇性催化還原(SCR)技術是目前最為廣泛采用的脫硝技術之一,能夠有效減少氮氧化物排放。根據中國環境保護產業協會發布的數據,通過近10年的治理,截至2020年,我國煤電超低排放改造完成率已達80%,全國8.1億千瓦的燃煤機組基本達到天然氣的排放水平。

記者查閱相關數據了解到,截至2019年底,我國火電裝機容量達到11.9億千瓦,以當前燃煤機組“超低排放”標準來計算,SCR催化劑的總填裝量約為120萬立方米。鋼鐵、各種窯爐、有色冶金以及各行業的自備燃煤動力鍋爐、自備電廠及散煤等非電燃煤行業消耗國內煤炭總量的50%左右,粗略估計催化劑總填裝量100萬立方米。

王寶冬指出,我國SCR催化壽命約為3-5年,2014年我國燃煤電廠開始大規模啟用SCR催化劑達成脫硝目標,隨著SCR脫硝系統在全國范圍內火電和非電領域催化劑使用量的遞增,從今年往后的1-2年,我國將有大量脫硝催化劑面臨報廢。預測認為,到2025年脫硝催化劑廢棄量將達到40.01萬立方米,年報廢量達到20萬噸。

國外經驗不可直接照搬

據王寶冬介紹,過去5年,我國燃煤電廠脫硝催化劑已存在報廢現象,但由于市場尚未形成規模,催化劑再利用市場也未打開。“SCR催化劑一旦達到使用壽命,因其本身組成而被定義為危險固廢,而此前企業的處理方法大多為填埋或無害化處理等,對環境仍有一定的破壞,對資源也是浪費。”王寶冬說。

據了解,最初我國企業為達到脫硝目標,大多仍使用國外SCR催化劑。有業內專家指出,此前由于國內催化劑市場不規范,存在低價中標、惡性競爭等多種現象,脫硝催化劑在生成過程中沒有嚴格按照規范操作,導致國產脫硝催化劑質量受損。另外,我國燃煤電廠“超低排放”要求比國外標準更高,但環保監管部門并不考核氨排放,因過量噴入氨而引發的氨逃逸以及催化劑中毒現象屢見不鮮。

然而,王寶冬指出,由于歐美國家燃煤電廠運行環境與國內不同,國內燃煤電廠負荷環境變化相對更多,因“超低排放”標準影響催化劑使用強度更高,催化劑中毒、失活等現象較為嚴重。因此,按照國際標準直接引進脫硝催化劑難免“水土不服”。

為此,多年來,國內多家催化劑廠商在引入國外技術后不斷創新,目前脫硝催化劑從原料到設備等方面均已實現國產化,催化劑質量也逐步提升至國際先進水平。在脫硝催化劑面臨大規模報廢之際,催化劑再生以及回收領域的技術創新也成為行業發展的必由之路。

技術進展推動環保進程

據低碳院介紹,該院近日發布的具有“中毒元素靶向去除-活性成分梯度分布”的催化劑再生技術,解決了催化劑活性和機械強度無法兼顧的再生技術難題。這種新型催化劑再生技術利用離子型絡合劑定向清除中毒元素而不破環催化活性組分,并提高催化劑強度以及脫硝活性,技術成本與使用新催化劑相比下降60%。

事實上,自2018年以來,隨著國內環保管控形勢愈加嚴格,國家和地方政府出臺了更加嚴苛的政策和標準治理非電燃煤領域的大氣污染問題。從未來情況來看,業內人士指出,多省市已發布鋼鐵行業超低排放相關政策,非電行業脫硝需求預計會有所增加,隨著國內企業逐步推進非電燃煤行業環保設施建設及改造,未來廢舊脫硝催化劑總量也將持續上漲。

對此,王寶冬指出,當前國內脫硝催化劑再生技術仍在不斷發展,未來脫硝催化劑再生將更加向資源化的方向轉變,從傳統的資源開采、生成、使用、報廢的線性工藝,逐步轉變為新催化劑生產、再生、回收的循環工藝,實現原料再利用。另外,脫硝技術也將更多的利用大數據、人工智能等技術實現智能化脫硝,更加精準地對過程實現管控,甚至能夠開發除塵、脫硫、脫硝以及脫二噁英等一體化技術。

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