SCR脱硝

2023-06-14 20:20:42

NOx概述大气中氮氧化物（NOx）污染有很强的毒性，能够破坏臭氧层，形成酸雨和光化学烟雾，影响生态环境，危害人类健康，是世界各国公认的主要大

NOx概述

大气中氮氧化物（NOx）污染有很强的毒性，能够破坏臭氧层，形成酸雨和光化学烟雾，影响生态环境，危害人类健康，是世界各国公认的主要大气污染物之一。

目前我国废气中氮氧化物排放量逐年下降，由 2016 年 1503.3 万吨，下降为 2020 年 1191.4 万吨，下降 20.7%，但总量依然很大。其中，移动源和工业源是两大主要污染来源，工业源排放量均逐年下降，2020 年为 515.8 万吨，但是移动源氮氧化物排放量总体基本持平，2020 年为 626.3 万吨，未来环保工作依然严峻。国家“十二五”期间，氮氧化物首次被列入约束性指标体系，NOx 的减排逐渐成为我国污染减排的重点。

2019 年全国机动车一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）四项污染物总排放量约 1604 万吨，其中，氮氧化物（NOx）排放占其污染物整体约 39.6%。2020 年，工业源二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等大气污染物合计排放 1733.2 万吨，其中氮氧化物污染占比 30%。

SCR 脱硝

SCR 脱硝技术是目前国内应用最为广泛的技术，工作原理为在脱硝催化剂的作用下使还原剂氨选择性地和氮氧化物还原生成氮气和水，起到净化烟气、减少氮氧化物排放的作用。

催化剂的活性温度范围是催化剂最重要的指标，反应温度不仅决定反应物的反应速度，而且决定催化剂的反应活性，按工作温度可分为低温催化剂（160~280℃）、中温催化剂（280~420℃）和高温催化剂（≥450℃），按照成型的状态可分为蜂窝式、平板式和波纹式催化剂。

分子筛脱硝催化剂是能够满足未来固定源脱硝需求的主要催化剂之一。以分子筛为载体的催化剂具有低温高效性，担载的活性组分为非毒性金属成份，不会对人体及环境造成危害，并且使用过程中易再生，因此该类型的脱硝催化剂是一种新型环保的催化剂，也是未来脱硝催化剂的发展趋势。

脱硝催化剂再生可以去除废弃脱硝催化剂上的粉尘、铁锈、杂质，并对其中所含的钒、钨等活性成分进行分析，加入适量成分提高活性成分，从而循环利用。

应用场景

电力

在我国，煤炭直接燃烧所产生的氮氧化物量占到其总排放量的 70％左右，火力发电厂作为我国的燃煤大户，被列为氮氧化物减排的重要对象之一。

2015 年国家环境保护部、国家发改委和国家能源局印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，要求到 2020 年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放（即在基准氧含量 6%条件下，烟尘、SO2、 NOx 排放浓度分别不高于 10mg/m³、35mg/m³、50mg/m³）。

目前电力行业已基本实现超低排放，非电行业如钢铁、水泥、垃圾焚烧、平板玻璃、陶瓷、非电燃煤锅炉等将成为超低排放改造的主战场，提供主要增量。根据北极星大气网预测，2020-2022 年脱硝催化剂市场规模将分别为 85 亿元、90 亿元、96 亿元，其中电力行业将保持 50 亿元以上的存量更换规模，非电行业市场规模将分别为 35 亿元、40 亿元、46 亿元。

火电灵活性改造包括锅炉侧、汽轮机侧、控制与监测几个方面，其中锅炉侧灵活性改造须重点解决燃烧稳定性、制粉系统稳定性、换热水动力稳定性、受热面高温腐蚀与疲劳损伤、空预器低温腐蚀及泄漏、脱硝运行安全等问题，比如火电深度调峰后脱硝装置入口烟温偏低，达不到脱硝催化剂适应温度，导致催化剂的活性不足，不能正常投运，因此需要新型催化剂和宽负荷脱硝技术等。

低温脱硝催化剂技术难度大，难点包括脱硝活性低、水蒸气对催化剂活性影响大、催化剂抗硫中毒性能差、堵塞中毒严重等。

钢铁

2019 年 4 月，生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》推动现有钢铁企业超低排放改造，到 2020 年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展，力争 60%左右产能完成改造，有序推进其他地区钢铁企业超低排放改造工作；到 2025 年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争 80%以上产能完成改造。钢铁行业产生的烟气温度低，导致脱硝催化剂活性低、易中毒，同时烟气量大、粉尘粒径小、腐蚀性强，因此改造实施存在不少技术难题。钢铁行业烟气治理最大的难点是脱硝，钢铁行业烧结工序氮氧化物排放限值从 300 mg/m³提高到 50 mg/m³后，很多企业难以达标，急需治理改造。SCR 脱硝技术脱硝效率高（达到 90%以上）、可实现 NOx 排放浓度低（小于 50mg/m³），逐渐成为行业主流。

水泥

水泥赛道作为脱硝催化剂的一大风口，目前头部厂商已有一定的项目进度，但省市政策尚未完全跟进，整体改造率不足 10%，空间广阔。水泥行业排放的 SO2、粉尘、NOx 分别占工业系统的 10%、12%、16%。水泥行业超低排放改造开始于 2020 年，各省市不断加大环保力度，浙江、山东、广东、山西等地陆续出台地方标准，加大超低排放改造的覆盖面，并进一步严格水泥行业污染物的排放标准。预计到 2025 年脱硝水泥催化剂市场空间将达 45 亿元。

机动车

2021 年，我国机动车保有量达到 3.95 亿辆，过去 5 年复合增速达到约 7%，其中 2021 年汽车保有量 3.02 亿辆，占比 76.5%。机动车污染物来源汽车，四项污染物排放占比均超过 90%。其中，氮氧化物排放总量为 635.6 万吨，汽车排放占比为 97.9%，柴油车占汽车排放总量的 88.9%。不同类型汽车中，重型货车和大型客车排放氮氧化物较多，合计占 85.7%。因此，柴油车和重型车型是氮氧化物排放的主要排放源。

国六标准出台，对柴油车的尾气中碳氢化合物、氮氧化物、氨气、PM、PN 等多个指标做了全方位的提升，对柴油车的尾气排放技术路线有较大的影响。轻型柴油车进入到国六阶段，NOx、NH3 的排放标准提高，必须加装 SCR 后处理以降低 NOx 排放。

SCR 与 ASC 两个模块需要用到沸石分子筛，对于 SCR 处理装置，国四、国五下催化剂主要使用钒基催化剂，但由于国六对 NOx 限制要求和测试循环要求的提高，钒基催化剂已不能满足要求，因此将升级为铜基沸石分子筛催化剂。

竞争格局

脱硝催化剂行业竞争激烈，随着国家环保与安全政策日趋严格，竞争能力较弱的中小企业无法满足客户的要求将不断退出。

其他技术

传统烟气治理的流程包括：石灰石－石膏法脱硫，低氮燃烧+SNCR 或 SCR 技改脱硝，布袋集尘或电除尘。

仕净科技自主研发了 LCR 脱硫脱硝除尘一体化技术（石灰石-石膏湿法脱硫 +LCR 脱硝+高效除尘除雾器除尘除雾），不存在氨逃逸和氨腐蚀问题，反应温度无特定要求，一般在 15-200℃，不存在高温除尘和催化剂失效、中毒问题，同时催化剂也不会造成二次污染。脱硝效率高达 95%，可同时达成尘、硫、硝的超低排放，可在不改造原有布袋集尘情况下实现 5mg/Nm3 超低排放要求；末端处理对工况影响小，建设期和维护期停窑时间短；投资成本和运营成本均较低。