SCR脫硝

發布時間：2023-06-14 20:20:42

NOx概述大氣中氮氧化物（NOx）污染有很強的毒性，能夠破壞臭氧層，形成酸雨和光化學煙霧，影響生態環境，危害人類健康，是世界各國公認的主要大

NOx概述

大氣中氮氧化物（NOx）污染有很強的毒性，能夠破壞臭氧層，形成酸雨和光化學煙霧，影響生態環境，危害人類健康，是世界各國公認的主要大氣污染物之一。

目前我國廢氣中氮氧化物排放量逐年下降，由 2016 年 1503.3 萬噸，下降為 2020 年 1191.4 萬噸，下降 20.7%，但總量依然很大。其中，移動源和工業源是兩大主要污染來源，工業源排放量均逐年下降，2020 年為 515.8 萬噸，但是移動源氮氧化物排放量總體基本持平，2020 年為 626.3 萬噸，未來環保工作依然嚴峻。國家“十二五”期間，氮氧化物首次被列入約束性指標體系，NOx 的減排逐漸成為我國污染減排的重點。

2019 年全國機動車一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）四項污染物總排放量約 1604 萬噸，其中，氮氧化物（NOx）排放占其污染物整體約 39.6%。2020 年，工業源二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等大氣污染物合計排放 1733.2 萬噸，其中氮氧化物污染占比 30%。

SCR 脫硝

SCR 脫硝技術是目前國內應用最為廣泛的技術，工作原理為在脫硝催化劑的作用下使還原劑氨選擇性地和氮氧化物還原生成氮氣和水，起到凈化煙氣、減少氮氧化物排放的作用。

催化劑的活性溫度范圍是催化劑最重要的指標，反應溫度不僅決定反應物的反應速度，而且決定催化劑的反應活性，按工作溫度可分為低溫催化劑（160~280℃）、中溫催化劑（280~420℃）和高溫催化劑（≥450℃），按照成型的狀態可分為蜂窩式、平板式和波紋式催化劑。

分子篩脫硝催化劑是能夠滿足未來固定源脫硝需求的主要催化劑之一。以分子篩為載體的催化劑具有低溫高效性，擔載的活性組分為非毒性金屬成份，不會對人體及環境造成危害，并且使用過程中易再生，因此該類型的脫硝催化劑是一種新型環保的催化劑，也是未來脫硝催化劑的發展趨勢。

脫硝催化劑再生可以去除廢棄脫硝催化劑上的粉塵、鐵銹、雜質，并對其中所含的釩、鎢等活性成分進行分析，加入適量成分提高活性成分，從而循環利用。

應用場景

電力

在我國，煤炭直接燃燒所產生的氮氧化物量占到其總排放量的 70％左右，火力發電廠作為我國的燃煤大戶，被列為氮氧化物減排的重要對象之一。

2015 年國家環境保護部、國家發改委和國家能源局印發《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》，要求到 2020 年，全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現超低排放（即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、SO2、 NOx 排放濃度分別不高于 10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3）。

目前電力行業已基本實現超低排放，非電行業如鋼鐵、水泥、垃圾焚燒、平板玻璃、陶瓷、非電燃煤鍋爐等將成為超低排放改造的主戰場，提供主要增量。根據北極星大氣網預測，2020-2022 年脫硝催化劑市場規模將分別為 85 億元、90 億元、96 億元，其中電力行業將保持 50 億元以上的存量更換規模，非電行業市場規模將分別為 35 億元、40 億元、46 億元。

火電靈活性改造包括鍋爐側、汽輪機側、控制與監測幾個方面，其中鍋爐側靈活性改造須重點解決燃燒穩定性、制粉系統穩定性、換熱水動力穩定性、受熱面高溫腐蝕與疲勞損傷、空預器低溫腐蝕及泄漏、脫硝運行安全等問題，比如火電深度調峰后脫硝裝置入口煙溫偏低，達不到脫硝催化劑適應溫度，導致催化劑的活性不足，不能正常投運，因此需要新型催化劑和寬負荷脫硝技術等。

低溫脫硝催化劑技術難度大，難點包括脫硝活性低、水蒸氣對催化劑活性影響大、催化劑抗硫中毒性能差、堵塞中毒嚴重等。

鋼鐵

2019 年 4 月，生態環境部發布《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》推動現有鋼鐵企業超低排放改造，到 2020 年底前，重點區域鋼鐵企業超低排放改造取得明顯進展，力爭 60%左右產能完成改造，有序推進其他地區鋼鐵企業超低排放改造工作；到 2025 年底前，重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成，全國力爭 80%以上產能完成改造。鋼鐵行業產生的煙氣溫度低，導致脫硝催化劑活性低、易中毒，同時煙氣量大、粉塵粒徑小、腐蝕性強，因此改造實施存在不少技術難題。鋼鐵行業煙氣治理最大的難點是脫硝，鋼鐵行業燒結工序氮氧化物排放限值從 300 mg/m3提高到 50 mg/m3后，很多企業難以達標，急需治理改造。SCR 脫硝技術脫硝效率高（達到 90%以上）、可實現 NOx 排放濃度低（小于 50mg/m3），逐漸成為行業主流。

水泥

水泥賽道作為脫硝催化劑的一大風口，目前頭部廠商已有一定的項目進度，但省市政策尚未完全跟進，整體改造率不足 10%，空間廣闊。水泥行業排放的 SO2、粉塵、NOx 分別占工業系統的 10%、12%、16%。水泥行業超低排放改造開始于 2020 年，各省市不斷加大環保力度，浙江、山東、廣東、山西等地陸續出臺地方標準，加大超低排放改造的覆蓋面，并進一步嚴格水泥行業污染物的排放標準。預計到 2025 年脫硝水泥催化劑市場空間將達 45 億元。

機動車

2021 年，我國機動車保有量達到 3.95 億輛，過去 5 年復合增速達到約 7%，其中 2021 年汽車保有量 3.02 億輛，占比 76.5%。機動車污染物來源汽車，四項污染物排放占比均超過 90%。其中，氮氧化物排放總量為 635.6 萬噸，汽車排放占比為 97.9%，柴油車占汽車排放總量的 88.9%。不同類型汽車中，重型貨車和大型客車排放氮氧化物較多，合計占 85.7%。因此，柴油車和重型車型是氮氧化物排放的主要排放源。

國六標準出臺，對柴油車的尾氣中碳氫化合物、氮氧化物、氨氣、PM、PN 等多個指標做了全方位的提升，對柴油車的尾氣排放技術路線有較大的影響。輕型柴油車進入到國六階段，NOx、NH3 的排放標準提高，必須加裝 SCR 后處理以降低 NOx 排放。

SCR 與 ASC 兩個模塊需要用到沸石分子篩，對于 SCR 處理裝置，國四、國五下催化劑主要使用釩基催化劑，但由于國六對 NOx 限制要求和測試循環要求的提高，釩基催化劑已不能滿足要求，因此將升級為銅基沸石分子篩催化劑。

競爭格局

脫硝催化劑行業競爭激烈，隨著國家環保與安全政策日趨嚴格，競爭能力較弱的中小企業無法滿足客戶的要求將不斷退出。

其他技術

傳統煙氣治理的流程包括：石灰石－石膏法脫硫，低氮燃燒+SNCR 或 SCR 技改脫硝，布袋集塵或電除塵。

仕凈科技自主研發了 LCR 脫硫脫硝除塵一體化技術（石灰石-石膏濕法脫硫 +LCR 脫硝+高效除塵除霧器除塵除霧），不存在氨逃逸和氨腐蝕問題，反應溫度無特定要求，一般在 15-200℃，不存在高溫除塵和催化劑失效、中毒問題，同時催化劑也不會造成二次污染。脫硝效率高達 95%，可同時達成塵、硫、硝的超低排放，可在不改造原有布袋集塵情況下實現 5mg/Nm3 超低排放要求；末端處理對工況影響小，建設期和維護期停窯時間短；投資成本和運營成本均較低。