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脱硝催化剂能否升级换代?
稀土基催化剂可再生,使用后不需作为危废处置,但市场推广还需多方给力
作者:周雁凌 王学鹏 来源:中国环境报 时间:2016-10-25 09:56:13 浏览:198 字号:T|T|T  

 

图为山东天璨环保科技有限公司生产车间。

    “NOx(氮氧化物)入口平均浓度327.3mg/m3,NOx出口平均浓度15.55 mg/ m3,脱硝效率达到95.25%。”这是山东省茌平信源铝业有限公司6号机组的脱硝数据。记者了解到,公司实现了NOx超低排放,采用的不是传统的钒钛系脱硝催化剂,而是稀土基脱硝催化剂,这种催化剂可再生多次重复使用,最终废弃催化剂不属于危险废弃物。

  在日前举办的中国(淄博)稀土应用与环保技术高端论坛上,专家表示,传统的钒钛系脱硝催化剂使用废弃后,属于危险废物,需要作为危废处理处置。稀土基脱硝催化剂弥补了以上不足,消除了企业处理、处置危废的后顾之忧,建议推广。“推广稀土基脱硝催化剂还能推动我国轻稀土利用平衡,促进稀土产业健康发展。但是,推广这种催化剂还任重道远,需要多方给力。”

  ☞ 稀土基催化剂寿命长可再生

  以稀土为主要活性组分;使用国产化原料,大幅降低生产成本;可适用于火电、玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等领域

  针对传统钒钛系脱硝催化剂存在的问题,山东天璨环保科技有限公司瞄准脱硝催化剂的无毒高效制备技术,联合南京工业大学对稀土脱硝催化剂进行研发,已经形成了具有完整自主知识产权的创新成果。

  “公司研发了稀土掺入的过渡金属复合氧化物脱硝催化剂新体系,以及具有助催化脱硝功能的新型ATS多相蜂窝陶瓷支撑体。并采用国产化原料制备催化剂,大幅降低生产成本。”公司总经理王志民向记者介绍说。

  另外,这种催化剂脱硝活性温度窗口宽泛(250℃~450℃),脱硝效率可达90%以上,抗中毒能力强,脱硝催化剂支撑体的轴向抗压强度高,耐水性能好。“与普通催化剂3年左右的寿命相比,新型催化剂的使用寿命可达10年,活性降低后经处理可再生多次,重复使用。最终废弃催化剂还可制作建筑材料,从根本上解决了有毒催化剂二次污染问题。” 王志民表示。

  记者了解到,截至目前,公司已开发出第四代产品,活性更高,生产过程及后续处理环保性能也有显著提升。产品已应用于60余项工程,包括山东天源热电有限公司2×300MW上大压小燃煤机组脱硝扩建工程、华能淄博白杨河发电有限公司6号炉SCR烟气脱硝催化剂改造工程等。

  广东省佛山市南海长海发电有限公司副厂长王小平告诉记者:“电厂对1号、2号、12号锅炉机组进行了环保设施升级改造。其中,脱硝系统采用稀土基脱硝催化剂,使用一年半来,运行效果良好。关键是省心,不用担心传统废旧催化剂的处置问题。”

  记者从天璨环保公司的稀土基催化剂工程业绩表上看到,这种产品可应用于燃煤电厂,还已经推广至玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等领域。比如鲁西化工2×480t/h锅炉脱硝改造工程、秦皇岛市讯发玻璃有限公司280T/T熔窑玻璃脱硝工程等。

  ☞ 每年有望形成10万m3稀土基催化剂需求量

  政策要求加强钒钛系催化剂监管,鼓励推广稀土基催化剂,为新催化剂推广提供空间;推广稀土基催化剂,不仅减少全国危废产生量,还有助于推动轻稀土利用平衡

  近年来,国家对脱硝催化剂(钒钛系)加强监管,除环境保护部专门下文外,湖北、新疆等省级环保部门也相继出台文件,鼓励企业使用不含五氧化二钒的脱硝催化剂,切实从源头上减少废烟气脱硝催化剂(钒钛系)的产生量。

  钒钛系催化剂被纳入危废管理,对脱硝催化剂的使用管理提出了更加严格的要求,也为新型高效无毒脱硝催化剂的推广使用提供了更多的市场机会。

  业内人士表示,按照火电行业总装机量8.8亿千瓦、浮法玻璃窑炉600条、陶瓷行业窑炉 6000座以上计算,预计2017年国内脱硝催化剂需求总量约30万m3。随着国家环保政策及标准的不断严格,钢铁、化工、水泥、机动车、轮船等行业脱硝催化剂的用量也将持续增加。“目前稀土基脱硝催化剂的市场占有率仅为4%,如若占有率提升至30%,预计国内每年需要稀土基催化剂约10万m3。”

  “我国稀土储量达6588万吨,是世界上稀土资源储量及品种最丰富的国家,但是出现结构性过剩、轻稀土应用水平较低的情况,每年约富余4万吨~5万吨镧、铈元素。”王志民告诉记者,如果国内每年需要稀土基催化剂10万m3,则需要镧、铈氧化物约5000吨,可消化目前轻稀土镧、铈年产量的1/10。

  因此,稀土基烟气脱硝催化剂产业发展,不仅可减少危废产生量,还有助于推动我国轻稀土利用平衡,为合理应用轻稀土镧、铈资源开辟新途径。

  ☞ 市场认可度还需2年~3年培育

  无毒脱硝理念的普及,还需要政策予以支持;市场存在一定的利益壁垒;工信部正在制定政策,鼓励催化剂上下游企业合作

  “尽管无毒稀土基催化剂生产技术已经成熟,但是由于在电厂及其他脱硝行业的工程应用时间短,市场认可度还需要2年~3年时间培育。”王志民认为,废弃的钒钛系催化剂对水和土壤的二次污染危害尚未凸显,随着更换期来临,无毒脱硝理念的普及尤为迫切,仅靠企业单纯的市场行为还不够,需要政策予以支持。

  “目前,国内大的电力集团和部分地方电力集团也有自己的催化剂生产厂家,并且生产的是钒钛催化剂,有的还产能过剩。因此,脱硝催化剂市场存在一定的利益壁垒,推进无毒稀土脱硝催化剂应用存在多个挑战。” 王志民坦言。

  不过,工业和信息化部原材料工业司稀土处副处长冯猛透露,工信部正在制定《稀土行业发展规划(2016—2020)》,围绕稀土绿色化应用,推动建立科研、催化剂生产企业、用户等参与的上下游合作机制,加快技术成果转化和产业市场推广,鼓励稀土催化原料生产企业与相关燃煤电厂、拥有工业窑炉的原材料企业合作,改造传统钒钛系催化材料生产线。

  相关报道

废旧催化剂要找安全去处

处理成本高,处理能力不足

    根据统计,目前95%以上火电厂采用的是SCR(选择性催化还原)脱硝技术,使用的催化剂多数为钒钛系,即以V2O5(五氧化二钒)为活性成分。V2O5有较高的毒性,失活的催化剂属于危废,必须交由专业的危废处理企业处置,处理费用达5000元/m3~8000元/m3。

  大规模脱硝带来大量废旧催化剂,如果随意堆存或不当利用,将造成严重的环境污染和资源浪费。与此相对应的是,亟待提升危废处理、处置能力。

  山东环保技术服务中心原主任李宝林介绍说,山东省危险废物年产生量大,而省内持有危险废物经营许可证的单位危废利用处置能力有限,远不能满足处置需求。

  “烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂被列入《国家危险废弃物名录》(2016版),每年将有上万吨废催化剂产生。面对如此情况,必须迅速摸清底数,建设完善处置设施。同时,要大力推广使用稀土基催化剂。”他说。

  据了解,环境保护部2014年曾下发《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》,明确规定相关部门、单位要强化废烟气脱硝催化剂(钒钛系)的源头管理,从产生、贮存、转移和利用处置等各环节加强管理防护,并定期向社会公示。要提高再生和利用处置能力,避免二次污染。

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