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(biāo)準(zhǔn)以來，煤電機組開始大規(guī)模使用脫硝技術(shù)。從今年起未來數(shù)年內(nèi)，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(fā)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(huán)保中心技術(shù)總監(jiān)王寶冬告訴記者，當(dāng)前我國燃煤電廠脫硝催化劑再生技術(shù)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(fā)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(huán)保部頒布《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》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(yīng)運而生。據(jù)了解，在脫硝過程中，選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前最為廣泛采用的脫硝技術(shù)之一，能夠有效減少氮氧化物排放。根據(jù)中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，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(guān)數(shù)據(jù)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(dāng)前燃煤機組“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)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(yè)的自備燃煤動力鍋爐、自備電廠及散煤等非電燃煤行業(yè)消耗國內(nèi)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(guī)模啟用SCR催化劑達成脫硝目標(biāo)，隨著SCR脫硝系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)火電和非電領(lǐng)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(yù)測認(rèn)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(jīng)驗不可直接照搬
據(jù)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(xiàn)象，但由于市場尚未形成規(guī)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(yè)的處理方法大多為填埋或無害化處理等，對環(huán)境仍有一定的破壞，對資源也是浪費。”王寶冬說。
據(jù)了解，最初我國企業(yè)為達到脫硝目標(biāo)，大多仍使用國外SCR催化劑。有業(yè)內(nèi)專家指出，此前由于國內(nèi)催化劑市場不規(guī)范，存在低價中標(biāo)、惡性競爭等多種現(xiàn)象，脫硝催化劑在生成過程中沒有嚴(yán)格按照規(guī)范操作，導(dǎo)致國產(chǎn)脫硝催化劑質(zhì)量受損。另外，我國燃煤電廠“超低排放”要求比國外標(biāo)準(zhǔn)更高，但環(huán)保監(jiān)管部門并不考核氨排放，因過量噴入氨而引發(fā)的氨逃逸以及催化劑中毒現(xiàn)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(huán)境與國內(nèi)不同，國內(nèi)燃煤電廠負(fù)荷環(huán)境變化相對更多，因“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)影響催化劑使用強度更高，催化劑中毒、失活等現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，按照國際標(biāo)準(zhǔn)直接引進脫硝催化劑難免“水土不服”。
為此，多年來，國內(nèi)多家催化劑廠商在引入國外技術(shù)后不斷創(chuàng)新，目前脫硝催化劑從原料到設(shè)備等方面均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，催化劑質(zhì)量也逐步提升至國際先進水平。在脫硝催化劑面臨大規(guī)模報廢之際，催化劑再生以及回收領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新也成為行業(yè)發(fā)展的必由之路。
技術(shù)進展推動環(huán)保進程
據(jù)低碳院介紹，該院近日發(fā)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(shù)，解決了催化劑活性和機械強度無法兼顧的再生技術(shù)難題。這種新型催化劑再生技術(shù)利用離子型絡(luò)合劑定向清除中毒元素而不破環(huán)催化活性組分，并提高催化劑強度以及脫硝活性，技術(shù)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(nèi)環(huán)保管控形勢愈加嚴(yán)格，國家和地方政府出臺了更加嚴(yán)苛的政策和標(biāo)準(zhǔn)治理非電燃煤領(lǐng)域的大氣污染問題。從未來情況來看，業(yè)內(nèi)人士指出，多省市已發(fā)布鋼鐵行業(yè)超低排放相關(guān)政策，非電行業(yè)脫硝需求預(yù)計會有所增加，隨著國內(nèi)企業(yè)逐步推進非電燃煤行業(yè)環(huán)保設(shè)施建設(shè)及改造，未來廢舊脫硝催化劑總量也將持續(xù)上漲。
對此，王寶冬指出，當(dāng)前國內(nèi)脫硝催化劑再生技術(shù)仍在不斷發(fā)展，未來脫硝催化劑再生將更加向資源化的方向轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的資源開采、生成、使用、報廢的線性工藝，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樾麓呋瘎┥a(chǎn)、再生、回收的循環(huán)工藝，實現(xiàn)原料再利用。另外，脫硝技術(shù)也將更多的利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)實現(xiàn)智能化脫硝，更加精準(zhǔn)地對過程實現(xiàn)管控，甚至能夠開發(fā)除塵、脫硫、脫硝以及脫二噁英等一體化技術(shù)。
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