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美國的頁巖油氣革命征進中

發布時間:2018/10/16 11:21:45

隨著社會經濟的不斷發展,人類對電力需求的不斷增大,燃煤發電所帶來的空氣污染日益嚴重。2011 年3月十一屆全國***四次會議明確提出“十二五”氮氧化物減排10%的約束性指標,NOx 排放的控制工作勢在必行。


  催化劑在脫硝過程中并不參加化學反應,但是在實際運行中,由于系統煙氣復雜的成分,運行條件的變動等因素,催化劑會隨著時間的延長逐漸老化,燃煤電廠釩基催化劑(五氧化二釩V2O5)一般設計壽命為三到五年,而更有研究顯示,低品質煤或是生物質煤混合燃料,則將使催化劑失活速率加快3~4 倍。脫硝催化劑老化失活主要分為物理失活和化學中毒兩大類。物理失活包括有催化劑端面及孔道堵塞、催化劑微孔堵塞、催化劑燒結等。化學中毒主要有堿金屬及堿土金屬中毒(如K、Na、Ca元素)、磷元素中毒和砷元素中毒等。


  針對不同的催化劑失活中毒情形,通過分析催化劑失活的原因,采取相應的工藝手段消除催化劑失活因素,能使催化劑恢復到原來活性的90%以上,恢復了活性就意味著催化劑可以重新使用。常用的再生工藝手段主要包括人工清灰、化學清洗、深度清洗,酸洗和活性添加等方式。


  煙氣脫硝從目前國內外大容量機組的工藝選擇來看,選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction),即SCR工藝具有技術成熟、脫硝率高、運行穩定、維護簡單等優勢,占有90%以上的份額。催化劑作為SCR 技術的核心部分,決定了SCR 系統的脫硝效率和經濟性,其建設成本占煙氣脫硝工程成本的30%~40%,運行成本占30%以上。


  催化劑在運行過程中會因為中毒、堵塞等原因失活,過去會在催化劑運行三年后將添加一層催化劑,添加量一般為催化劑初裝量的1/2;催化劑初裝6 年后,需要將其中一層催化劑再生或更換,再隔2~3年后需要再生或更換另外一層催化劑。


  對于***的催化劑要進行無害化處置,也可提取催化劑中主要有效成分釩、錳、鈦等,去除重金屬等有害物質后,再進行循環利用。因此,催化劑的全壽命管理,除了失活中毒催化劑再生回收利用,還包括廢棄催化劑的無害化處理。脫硝SCR 工藝所采用的催化劑中,80%以上是二氧化鈦。鈦***的生產工業污染相當嚴重,揮發刺激性氣味,在生產中排出大量廢棄物。催化劑每年消耗大量的鈦***,對環境造成相當程度地污染。


  再者,脫硝催化劑化學壽命基本上是按24000 h 設計,運行3~4 年后,其活性會出現衰減,造成脫硝效率下降,氨逃逸率上升。據統計,在催化劑的整個壽命中每年需要更換25%~30%的新催化劑材料以滿足排放標準。因此,循環使用失活催化劑有利于節約原材料,實現中國有限資源的循環再利用。


  2010 年1 月27 日頒布的《火電廠氮氧化物防治技術政策》明確指出:“失效催化劑應優先進行再生處理,無法再生的應進行無害化處理。”***2013 年8 月11 日發布的《關于加快發展節能環保產業的意見》,特別指出要大力發展脫硝催化劑制備和再生,這是國家***對脫硝催化劑制備及再生做出明確指示,按規劃一省一廠進行立項建設。




  綜合目前行業運行情況及相關部門意見,廢脫硝催化劑即將被環保部列入危險***名錄。這意味著廢棄催化劑必須交由有資質的處置單位進行無害化處理后再處置。如不進行再生,脫硫脫硝部門還需投入***進行廢棄催化劑的無害化處理,大大增加了電廠的運營費用。催化劑的全壽命管理會成為電力企業運行管理的一個不可或缺的環節,同時也是電廠清潔生產、循環經濟和危廢管理的一部分。


  再生數次后失效的催化劑作為危險廢棄物,使用者一般都不具備自己處置的技術和資質,必須交由掌握技術、具有資質的、具備處理能力的專業企業來處理。由此可見,雖然催化劑再生在國內是全新的業務,但中國的SCR 脫硝裝置使用再生催化劑和廢棄催化劑無害化處理是必然趨勢。從長遠看,鋼鐵廠、化工廠、垃圾焚燒爐等工業窯爐生產時也產生大量氮氧化物,這些領域的煙氣脫硝市場同樣廣闊。水泥、鋼鐵等行業的氮氧化物的排放指標將會逐步納入監管范圍,并在“十二五”期間陸續展開,此部分新增市場容量可能達到600 億元以上。水泥、鋼鐵等行業未來的催化劑再生市場經濟規模可達32 億元。



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