我國(guó)脫硫脫硝行業(yè)2011年發(fā)展綜述

（中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)，北京 100037）

我國(guó)脫硫脫硝行業(yè)2011年發(fā)展綜述

（中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)，北京 100037）

綜述了2011年我國(guó)脫硫脫硝行業(yè)的發(fā)展環(huán)境及發(fā)展概況；分析了行業(yè)發(fā)展中存在的主要問(wèn)題，提出了解決對(duì)策和建議。

脫硫;脫硝;行業(yè)發(fā)展;對(duì)策;建議

1 行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益突出。硫氧化物、氮氧化物是主要的大氣污染物，嚴(yán)重地危害了生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康。根據(jù)中國(guó)歷年的環(huán)境狀況公報(bào)，我國(guó)近十年二氧化硫的排放量如圖所示。二氧化硫排放量自2006年以來(lái)呈下降趨勢(shì)，2010年二氧化硫排放量為2185萬(wàn)t，比2005年下降約14.29%。電力行業(yè)是我國(guó)二氧化硫排放大戶，根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，2010年，全國(guó)火電二氧化硫排放926萬(wàn)t，比2009年下降2.3%，比2005年降低28.80%，提前1年超額完成“十一五”減排目標(biāo)；火電二氧化硫排放績(jī)效值每kW·h由2005年的6.4g下降到2.7g，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家“十一五”規(guī)劃目標(biāo)，好于美國(guó)2009年水平（美國(guó)2009年為3.4g/kW·h）。鋼鐵企業(yè)和工業(yè)鍋爐也是重要的二氧化硫污染源，2008年全國(guó)鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量為150萬(wàn)～180萬(wàn)t，約占全國(guó)二氧化硫排放總量的8%；2008年全國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐排放二氧化硫519.1萬(wàn)多t，占全國(guó)二氧化硫排放量的22.2%。

2010年，我國(guó)的氮氧化物排放量為2274萬(wàn)t，主要來(lái)源于火電廠、機(jī)動(dòng)車和水泥窯。據(jù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織的《中國(guó)火電廠氮氧化物排放控制技術(shù)方案研究報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)分析，2007年火電廠排放的氮氧化物總量已增至840萬(wàn)t，比2003年的597.3萬(wàn)t增加了近40.6%，占全國(guó)氮氧化物排放量的35%～40%。2010年全國(guó)水泥工業(yè)排放氮氧化物約200萬(wàn)t，約占全國(guó)氮氧化物排放總量的10%，僅次于火電行業(yè)和機(jī)動(dòng)車尾氣排放，位居第三。2008年全國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐排放氮氧化物187.4萬(wàn)t。我國(guó)二氧化硫和氮氧化物排放量巨大，重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)承擔(dān)起相應(yīng)的減排責(zé)任。

我國(guó)2000—2010年二氧化硫年排放量[1]

2011年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中明確提出了“十二五”二氧化硫減排8%和氮氧化物減排10%的約束性指標(biāo)。這就要求二氧化硫和氮氧化物排放大戶火電廠、鋼鐵行業(yè)、水泥廠、燃煤工業(yè)鍋爐承擔(dān)起相應(yīng)的減排責(zé)任。另外，我國(guó)關(guān)于二氧化硫和氮氧化物排放的標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格。2011年7月29日發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011），要求二氧化硫的排放限值降低到100mg/m3（重點(diǎn)地區(qū)50mg/m3），NOx（以NO2計(jì)）的排放限值降低到100mg/m3?！朵撹F工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 燒結(jié)（球團(tuán)）》（送審稿）中規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)燒結(jié)（球團(tuán)）設(shè)備二氧化硫的排放限值為600mg/m3，新建企業(yè)為200mg/m3?！端喙I(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915-2004）規(guī)定水泥行業(yè)氮氧化物排放限值為800mg/m3，更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)正在研究制訂中。工信部頒布的水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件要求，新建或改擴(kuò)建水泥（熟料）生產(chǎn)線項(xiàng)目須配置脫除NOx效率不低于60%的煙氣脫硝裝置。另外，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的《國(guó)家采取綜合措施調(diào)控煤炭和電力價(jià)格》規(guī)定，自2011年12月1日起，對(duì)安裝并正常運(yùn)行脫硝裝置的燃煤電廠試行脫硝電價(jià)政策，每kW·h加價(jià)0.8分錢，以彌補(bǔ)脫硝成本增支。由此可見，脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

2 脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展概況

2.1 脫硫行業(yè)發(fā)展概況

隨著工業(yè)的快速發(fā)展以及越來(lái)越高的環(huán)保需求，世界各地現(xiàn)已開發(fā)出200多種脫硫技術(shù)。其中煙氣脫硫是控制二氧化硫污染最有效和最主要的技術(shù)手段。目前主要應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)包括石灰石－石膏法、海水脫硫法、氨－硫銨法和煙氣循環(huán)流化床法。

（1）石灰石-石膏法

主要利用送入吸收塔的吸收劑——石灰石漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與吸收劑漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二水硫酸鈣即石膏。

（2）海水脫硫法

主要原理是天然海水中含有大量的OH-、CO2-、3HCO3-等呈堿性的鹽類，利用天然海水的這種特性，脫除煙氣中的二氧化硫。

（3）氨－硫銨法

該脫硫技術(shù)是用氨作為吸收劑，在脫除燃煤煙氣中二氧化硫后，可生產(chǎn)出具有高附加值的產(chǎn)品——硫銨。該方法是一種將二氧化硫資源化的符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的脫硫技術(shù)，尤其適宜在燃用中、高硫煤和有穩(wěn)定氨源地區(qū)的燃煤發(fā)電鍋爐上應(yīng)用。

（4）煙氣循環(huán)流化床法

該方法是一種半干法煙氣脫硫技術(shù)。含硫煙氣和消石灰在循環(huán)流化床內(nèi)充分混合反應(yīng)，除去二氧化硫等酸性氣體。

2.1.1 火電廠脫硫發(fā)展概況

截至2010年底，全國(guó)已投運(yùn)的煙氣脫硫機(jī)組超過(guò)5.6億kW，約占全國(guó)燃煤機(jī)組容量的86%，比美國(guó)2009年的數(shù)據(jù)高36%。其中我國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)公司投運(yùn)的煙氣脫硫機(jī)組共計(jì)3.4億kW，約占全國(guó)已投運(yùn)燃煤脫硫機(jī)組容量的60.7%。在全國(guó)已投運(yùn)的煙氣脫硫機(jī)組中，石灰石-石膏濕法仍是主要采用的脫硫方法，占92%；其余脫硫方法中，海水法占3%，煙氣循環(huán)流化床法占2%，氨法占2%，其他方法占1%。2010年累計(jì)投運(yùn)的脫硫工程容量排名前10位的脫硫公司及其采用的脫硫方法如表1所示，由表1中可以看出，石灰石-石膏法作為最主要的脫硫技術(shù)的地位不可動(dòng)搖。

表1 主要脫硫企業(yè)及采用的脫硫方法一覽表（按2010年底前累計(jì)已投運(yùn)的脫硫工程容量大小排序）

由于海水煙氣脫硫技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、不需添加脫硫劑、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，海水脫硫技術(shù)也越來(lái)越受到濱海電廠的青睞。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已有12個(gè)燃煤電廠的47套、總裝機(jī)容量為21,624MW的機(jī)組，先后投運(yùn)或在建。對(duì)于海水脫硫技術(shù)，人們普遍關(guān)心其排水對(duì)海域環(huán)境的影響。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)單位對(duì)此進(jìn)行了大量的調(diào)查和研究，研究表明：脫硫后的海水和循環(huán)冷卻水混合，并經(jīng)海水恢復(fù)系統(tǒng)調(diào)整后，pH值由3.18～3.86恢復(fù)到6.94～7.13，符合脫硫海水混合曝氣后pH≥6.8入海的可研要求；脫硫后的入海海水與海水泵房海水（天然海水）相比較，除pH值和水溫外，SS、總鉻、鋅三項(xiàng)指標(biāo)大于本底值外，COD、砷、銅、鉛、鉻、汞等指標(biāo)幾無(wú)變化。海水煙氣脫硫技術(shù)適宜于我國(guó)東、南部沿海地區(qū)及脫硫后海水排放海域擴(kuò)散條件良好、燃用含硫量＜1%的煤種及200MW及以上新建燃煤發(fā)電鍋爐建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施時(shí)選用，并要求進(jìn)入脫硫塔前，煙氣中的含塵濃度＜30mg/m3（標(biāo)態(tài)，干煙氣）。

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2005年組織了赴美氨法煙氣脫硫技術(shù)的考察，考察報(bào)告客觀評(píng)價(jià)了氨法煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展情況，提出了此技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的可能性及必要性。截止到2009年年底，氨-硫銨法煙氣脫硫技術(shù)已在天津堿廠、云南解化集團(tuán)熱電廠、重慶中梁山煤電集團(tuán)發(fā)電廠、中石化揚(yáng)子石化有限公司電廠、山東眾泰電力有限公司和廣西田東電廠等18個(gè)熱電聯(lián)產(chǎn)和燃煤發(fā)電鍋爐上得到應(yīng)用，已建脫硫裝置的處理煙氣量近850萬(wàn)Nm3/h，年產(chǎn)硫銨超過(guò)30萬(wàn)t。在建裝置的處理煙氣量也超過(guò)700萬(wàn)Nm3/h。其中：廣西水利集團(tuán)有限公司田東電廠2×135MW火電機(jī)組，采用二爐一塔設(shè)計(jì)，單塔處理煙氣量為110萬(wàn)Nm3/h的氨法脫硫工程，自2009年8月投運(yùn)后，運(yùn)行正常，脫硫效率為96.1%，年產(chǎn)硫銨6.18萬(wàn)t。

循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)具有耗水量少、設(shè)備占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。截止到2009年底的不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已有10余家環(huán)保工程公司承接過(guò)燃煤發(fā)電鍋爐二氧化硫污染治理設(shè)施的工程建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其應(yīng)用規(guī)模已超過(guò)2000萬(wàn)kW。單臺(tái)機(jī)組容量也突破原技術(shù)政策中規(guī)定小于200MW的要求，并已在660MW機(jī)組建成一爐兩塔成功應(yīng)用的實(shí)例。

2.1.2 鋼鐵燒結(jié)脫硫發(fā)展概況

鋼鐵行業(yè)是控制燃煤工業(yè)爐窯二氧化硫污染的先行者。鋼鐵行業(yè)排放的二氧化硫主要來(lái)自燒結(jié)機(jī)，其排放的二氧化硫量占鋼鐵企業(yè)排放總量的70%以上（不含燃煤自備電廠產(chǎn)生的二氧化硫量）。由于燒結(jié)排放的煙氣量、二氧化硫濃度、水分含量、波動(dòng)大，成分復(fù)雜，增加了二氧化硫的治理難度。對(duì)燒結(jié)煙氣二氧化硫的控制，主要是通過(guò)安裝脫硫設(shè)施來(lái)完成。截止到2009年5月底，我國(guó)已在40臺(tái)燒結(jié)機(jī)上建成燒結(jié)煙氣脫硫裝置35套，配用燒結(jié)機(jī)面積6312m2，占我國(guó)燒結(jié)機(jī)總面積的11.7%，形成年脫硫能力8.2萬(wàn)t。采用的脫硫技術(shù)主要有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、氨-硫銨法、密相干塔法等。2010年工信部曾組織有關(guān)專家對(duì)石灰石－石膏法和煙氣循環(huán)流化床法煙氣脫硫工程進(jìn)行了后評(píng)估，認(rèn)為：上述工程針對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣特點(diǎn)，采用改進(jìn)技術(shù)后工藝系統(tǒng)配置完善合理，運(yùn)行穩(wěn)定，二氧化硫排放濃度可控制在200mg/m3以下，并具有協(xié)同脫除多種其它污染物的能力。

2.1.3 工業(yè)鍋爐脫硫發(fā)展概況

我國(guó)是當(dāng)今世界工業(yè)鍋爐生產(chǎn)和使用最多的國(guó)家，截止到2008年底，全國(guó)有燃煤工業(yè)鍋爐約為48萬(wàn)臺(tái)，總蒸發(fā)量約為250多萬(wàn)t/h，占全國(guó)工業(yè)鍋爐總臺(tái)數(shù)和總蒸發(fā)量的85%左右，年耗原煤約6.4億t。這些燃煤鍋爐大多分布在城市及其周圍地區(qū)，又是低煙囪排放，是影響城市空氣環(huán)境質(zhì)量的主要污染源之一。我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫起步較早，但發(fā)展緩慢。目前對(duì)城市中小型燃煤工業(yè)鍋爐二氧化硫污染防治大多采用以燃?xì)?、燃油以及燃用含硫量較低的原煤替代含硫量較高的原煤的措施；對(duì)蒸發(fā)量20t/h及以上的大中型燃煤工業(yè)鍋爐普遍采用了除塵器和煙氣脫硫裝置串聯(lián)工藝，其采用的脫硫工藝有鈣法、鎂法等。例如北京順義區(qū)鑫浩供熱中心近三年來(lái)新建的15臺(tái)45.5MW的燃煤熱水采暖鍋爐，已全部配用袋式除塵器串聯(lián)鎂法脫硫裝置，污染物減排效果明顯，除塵、脫硫效率分別達(dá)到99.0%和95%以上。除了上述工藝外，一些企業(yè)利用鍋爐自身排放的堿性物質(zhì)、廢電石渣、印染廢水，因地制宜地采用除塵后串聯(lián)堿性廢物的“以廢治廢”脫硫工藝，也取得了良好效果。

2.2 脫硝行業(yè)發(fā)展概況

目前針對(duì)控制燃煤NOx排放的脫硝技術(shù)主要包括低氮燃燒技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)兩類。

（1）低氮燃燒技術(shù)

主要包括：低NOx燃燒器技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、燃料分級(jí)燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)和循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)。低氮燃燒技術(shù)的脫硝效率僅有25%～40%。

（2）煙氣脫硝技術(shù)

該技術(shù)是目前世界上發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的減少NOx排放的方法，其中選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，脫硝率可達(dá)90%以上，已成為國(guó)際上火電廠NOx排放控制的主流技術(shù)。SCR技術(shù)是在特定催化劑的作用下，用氨或其他還原劑選擇性地將NOx還原為氮?dú)夂退磻?yīng)溫度一般為300℃～450℃，所以SCR催化劑是SCR的核心，占脫硝成本的40%左右。選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)是把含有NHx基的還原劑噴入爐膛溫度為850℃～1100℃的區(qū)域后，與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)而生成氮?dú)?，在反?yīng)過(guò)程中沒(méi)有催化劑參與。

2.2.1 火電廠脫硝發(fā)展迅猛

火電廠是我國(guó)氮氧化物排放的第一大戶，占全國(guó)氮氧化物排放總量的30%～40%。自《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2003）頒布后，對(duì)氮氧化物的控制已引起火電行業(yè)的高度重視。根據(jù)中電聯(lián)的統(tǒng)計(jì)，截止到2011年3月底，國(guó)內(nèi)已投運(yùn)煙氣脫硝機(jī)組容量為9689萬(wàn)kW，約占煤電機(jī)組容量的14%；其中，采用SCR法的占93.31%；SNCR法的占6.28%，SCR＋SNCR方法的占0.41%。在建、規(guī)劃（含規(guī)劃電廠項(xiàng)目）的脫硝工程容量超過(guò)1.5億kW。

2012年1月1日，隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）的頒布以及脫硝電價(jià)政策的出臺(tái)，新標(biāo)準(zhǔn)較此前要嚴(yán)格得多，達(dá)到世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，這將導(dǎo)致 “十二五”脫硝產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

（1）環(huán)保部的預(yù)測(cè)

根據(jù)環(huán)保部的預(yù)測(cè)，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，到2015年，需要新增煙氣脫硝容量8.17億kW，共需脫硝投資1950億元，2015年需運(yùn)行費(fèi)用612億元。到2020年，需要新增煙氣脫硝容量10.66億kW，共需脫硝投資2328億元，2020年需運(yùn)行費(fèi)用800億元，按照這個(gè)基礎(chǔ)估算，全國(guó)每年新增煙氣脫硝容量約1.6億kW，投資為300億～400億元。

（2）中電聯(lián)的預(yù)測(cè)

全國(guó)火電廠改造范圍：約有90%的機(jī)組需進(jìn)行脫硝改造，外加新建機(jī)組，全國(guó)部分發(fā)電企業(yè)“十二五”期間的脫硝改造機(jī)組預(yù)測(cè)為：華能6000萬(wàn)kW；大唐4500萬(wàn)kW；華電4500萬(wàn)kW；國(guó)電5500萬(wàn)kW等等。

根據(jù)估算，全國(guó)在“十二五”期間，將有5.69億kW現(xiàn)有機(jī)組需要技術(shù)改造安裝脫硝裝置；將有2.6億kW新建機(jī)組需要加裝SCR脫硝裝置。

僅在2012年，我國(guó)就將有7000萬(wàn)～8000萬(wàn)kW裝機(jī)容量建成或開工建設(shè)脫硝裝置，約有160臺(tái)鍋爐安裝脫硝裝置，總投資額達(dá)100億元。

2.2.2 水泥行業(yè)脫硝發(fā)展概況

對(duì)水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，由于GB 4915-2004排放標(biāo)準(zhǔn)中的氮氧化物排放800mg/m3的限值較為寬松，與歐盟等國(guó)外水泥企業(yè)氮氧化物排放限值500mg/m3有較大差距，并且與實(shí)際中新型干法水泥窯的氮氧化物排放普遍在800mg/m3左右基本相當(dāng)，影響到水泥行業(yè)脫硝工程的進(jìn)展，且不能滿足水泥行業(yè)“十二五”規(guī)劃明確的氮氧化物排放量下降10%的目標(biāo)，以及即將修訂頒布的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。近期，湖南、山西、廣東、杭州等省市都已下發(fā)了水泥生產(chǎn)線實(shí)施脫硝的相關(guān)文件，必將會(huì)大大推進(jìn)水泥行業(yè)氮氧化物的減排和脫硝行業(yè)的發(fā)展。

2.2.3 工業(yè)鍋爐脫硝發(fā)展概況

由于我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物尚未提出排放限值的要求，所以從全國(guó)范圍來(lái)說(shuō)，燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物的控制工作還沒(méi)有開展。近年來(lái)通過(guò)對(duì)當(dāng)前大氣環(huán)境污染形勢(shì)的分析以及“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的實(shí)施，對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物控制日益引起有關(guān)部門和單位的關(guān)注，燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物的控制工作也有了一些積極的進(jìn)展。例如，北京西山新干線公司和東南大學(xué)聯(lián)合在順義區(qū)城北集中供熱鍋爐房#3爐（64MW），實(shí)施了以鍋爐結(jié)構(gòu)改進(jìn)+SCR工藝+尿素?zé)峤庵瓢睘榧夹g(shù)路線的氮氧化物控制工程，目前運(yùn)行情況良好，氮氧化物排放濃度可控制在50mg/m3以內(nèi)，脫硝效率可穩(wěn)定在90%左右，氨逃逸可低于1ppm。

2.2.4 脫硝催化劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

選擇性催化還原脫硝技術(shù)SCR的技術(shù)關(guān)鍵是催化劑，催化劑占脫硝工程成本的40%，構(gòu)成了主要的脫硝裝置運(yùn)行成本。2006年之前，國(guó)內(nèi)的催化劑供應(yīng)完全依賴國(guó)外。伴隨著脫硝產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)廠家紛紛組建了自己的脫硝催化劑生產(chǎn)基地，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了較大的脫硝催化劑生產(chǎn)能力。

（1）“十二五”期間脫硝催化劑需求預(yù)測(cè)

脫硝催化劑需求方面，“十二五”期間新建 + 技術(shù)改造共計(jì)建設(shè)8.29（2.60+5.69）億kW脫硝容量，按2012—2015年估算，每年的催化劑需求量約為15.6萬(wàn)m3。

預(yù)計(jì)“十二五”以后，國(guó)內(nèi)脫硝市場(chǎng)平穩(wěn)運(yùn)行，以每年一定的新建機(jī)組和在役機(jī)組的催化劑更換需求為主，每年新建機(jī)組0.5億kW，催化劑需求約為4萬(wàn)m3/a，更換需求約為12.44萬(wàn)m3/a，預(yù)計(jì)到時(shí)催化劑再生技術(shù)將成熟，一部分（按20%計(jì)算）廢棄脫硝催化劑可通過(guò)再生的方式再利用，約2.5萬(wàn)m3/a，三者相抵，每年需求約13.94萬(wàn)m3/a?！笆濉逼陂g及以后國(guó)內(nèi)脫硝催化劑市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)見表2。

表2 國(guó)內(nèi)脫硝催化劑市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)

（2）國(guó)內(nèi)脫硝催化劑產(chǎn)能調(diào)查

據(jù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)的初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前的脫硝催化劑生產(chǎn)廠家可分為二類。第一類是生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)，已經(jīng)有了產(chǎn)品應(yīng)用業(yè)績(jī)，具備供貨能力的企業(yè)，如重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司、江蘇龍?jiān)创呋瘎┯邢薰?、成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司、江蘇萬(wàn)德電力環(huán)保有限公司、瑞基（中國(guó)）科技發(fā)展有限公司、莊信萬(wàn)豐雅基?。ㄉ虾＃┉h(huán)保技術(shù)有限公司等，已形成約10.3萬(wàn)m3/a的產(chǎn)能。第二類，一些廠家的脫硝催化劑生產(chǎn)線正在建設(shè)，預(yù)計(jì)到2012年底投產(chǎn)的企業(yè)，大約有6.18萬(wàn)m3/a的產(chǎn)能。兩類企業(yè)的產(chǎn)能形成總計(jì)16.48萬(wàn)m3/a。

目前，催化劑廠家的經(jīng)營(yíng)狀況苦樂(lè)不均，第一類的催化劑廠家瓜分了國(guó)內(nèi)大部分的市場(chǎng)，具體調(diào)查情況見表3。

表3 已經(jīng)投產(chǎn)的國(guó)內(nèi)脫硝催化劑生產(chǎn)廠家（排序不分先后）

表4 將于2012年底投產(chǎn)的國(guó)內(nèi)脫硝催化劑生產(chǎn)廠家（排序不分先后）

目前，我國(guó)在脫硝催化劑原材料國(guó)產(chǎn)化方面取得了很大進(jìn)展，采用國(guó)產(chǎn)原材料生產(chǎn)的催化劑性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)將結(jié)束脫硝催化劑原材料鈦白粉進(jìn)口的局面。國(guó)內(nèi)部分脫硝催化劑原材料生產(chǎn)廠家的調(diào)研結(jié)果見表5。

表5 國(guó)內(nèi)脫硝鈦白粉主要生產(chǎn)廠家

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，前3家鈦白粉廠家的產(chǎn)能足以支撐10萬(wàn)m3的脫硝催化劑生產(chǎn)。

（3）“十二五”期間脫硝催化劑供需形勢(shì)預(yù)測(cè)

到2012年底，國(guó)內(nèi)脫硝催化劑將形成164,800m3/a總產(chǎn)能，而國(guó)內(nèi)同期的需求預(yù)測(cè)為15萬(wàn)～16萬(wàn)m3/a。綜上所述，在不考慮國(guó)外供應(yīng)商、國(guó)內(nèi)不再增加新的催化劑生產(chǎn)線的條件下，“十二五”期間，國(guó)內(nèi)脫硝催化劑供需總量基本平衡，但是在脫硝建設(shè)投產(chǎn)的高峰時(shí)段，脫硝催化劑將出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)。由于各廠家的品牌、業(yè)績(jī)和市場(chǎng)能力不同，預(yù)計(jì)催化劑廠家將出現(xiàn)兩極分化的局面，一些廠家的產(chǎn)品將供不應(yīng)求。而在“十二五”以后，國(guó)內(nèi)催化劑將面臨供過(guò)于求的局面。

3 行業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題及分析

3.1 脫硫行業(yè)存在的主要問(wèn)題

（1）現(xiàn)有的脫硫技術(shù)對(duì)燃用中、高硫煤的火電機(jī)組難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求

新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定二氧化硫的排放限值為100mg/m3，對(duì)于含硫量1%的煤，二氧化硫的初始排放濃度約為2000mg/m3，這就要求脫硫設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定的脫硫效率能達(dá)到95%以上；而對(duì)于含硫量2%的煤，二氧化硫的初始排放濃度約為4000mg/m3，則要求脫硫設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定的脫硫效率能達(dá)到97.5%以上，目前作為主流脫硫技術(shù)的石灰石-石膏法配用于燃用中、高硫煤的火電機(jī)組時(shí)，難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)現(xiàn)役燃煤機(jī)組已采用石灰石-石膏法煙氣脫硫的工程，將面臨大量的技術(shù)改造。

（2）鋼鐵燒結(jié)脫硫技術(shù)尚處于試用階段

在借鑒火電廠煙氣脫硫技術(shù)以及國(guó)外鋼鐵燒結(jié)脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，目前我國(guó)投運(yùn)的鋼鐵燒結(jié)脫硫技術(shù)主要有石灰石-石膏法、循環(huán)流化床法、氨-硫銨法、密相干塔法等，這些工藝投運(yùn)時(shí)間短，多數(shù)處于試運(yùn)行階段，因此這些技術(shù)是否與我國(guó)鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）排放的具體情況相適應(yīng)，急需總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和評(píng)估考核。

（3）脫硫石膏的消納問(wèn)題不容忽視

我國(guó)已投運(yùn)的脫硫工藝中以石灰石-石膏法為主。2010年，我國(guó)由脫硫工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品石膏約為5230萬(wàn)t，比上年增長(zhǎng)21.6%。2010年全國(guó)脫硫石膏綜合利用率約69%。截至2010年底，燃煤電廠脫硫石膏仍有庫(kù)存近8000萬(wàn)t，部分電廠對(duì)過(guò)剩的脫硫石膏采取了堆放或丟棄的處理方式，既造成了資源的浪費(fèi)又污染了環(huán)境。由此可見，脫硫石膏的綜合利用問(wèn)題不容忽視。而由燒結(jié)煙氣脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)物成分復(fù)雜，其利用途徑還有待于進(jìn)一步開拓。

（4）對(duì)脫硫設(shè)施監(jiān)管不到位

我國(guó)的火電廠煙氣脫硫設(shè)施均已配備了煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，故障率較高，不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映出脫硫設(shè)施的脫硫效果。對(duì)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)排放二氧化硫的監(jiān)管主要采用間斷的監(jiān)測(cè)方式，無(wú)法對(duì)排放二氧化硫濃度及總量準(zhǔn)確監(jiān)控。

（5）預(yù)計(jì)脫硫廢水將成為下一個(gè)環(huán)保監(jiān)測(cè)熱點(diǎn)

脫硫廢水中的高含鹽量、高氯問(wèn)題，一直沒(méi)有得到很好解決。由于環(huán)保法規(guī)的滯后，脫硫廢水的排放長(zhǎng)期沒(méi)有得到重視，隨著監(jiān)管逐步完善，脫硫裝置的運(yùn)行將逐漸好轉(zhuǎn)，對(duì)二氧化硫排放的關(guān)注將轉(zhuǎn)移到脫硫廢水。

（6）“石膏雨”問(wèn)題

目前，大部分火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，取消了氣-氣換熱器（gas-gasheater，GGH）裝置，直接將凈煙氣從煙囪排出，煙囪采用內(nèi)襯防腐材料，形成“濕煙囪”排放的方案。無(wú)GGH裝置的脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)后，雖有效避免了GGH的堵塞問(wèn)題，但由于“濕煙囪”無(wú)煙氣再熱措施，排煙溫度較低，吸收塔出口帶有飽和水的凈煙氣在排出過(guò)程中部分冷凝形成液滴，煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴(kuò)散到大氣中，導(dǎo)致取消GGH裝置后煙氣不能迅速消散，特別是當(dāng)?shù)貐^(qū)溫度、氣壓較低或在陰霾天氣的時(shí)間段，煙氣中攜帶的粉塵及液滴聚集在煙囪附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，對(duì)電廠及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，甚至腐蝕設(shè)備?！笆嘤辍笔菨穹摿蛳到y(tǒng)運(yùn)行中的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，應(yīng)采取必要的技術(shù)措施進(jìn)行解決。

3.2 脫硝行業(yè)存在的主要問(wèn)題

（1）低價(jià)中標(biāo)，缺乏核心技術(shù)

為在競(jìng)標(biāo)中低價(jià)中標(biāo)，SCR脫硝反應(yīng)器人為減少催化劑設(shè)計(jì)用量，違背設(shè)計(jì)原則，不按照運(yùn)行工況預(yù)留必須的設(shè)計(jì)裕量，結(jié)果是很難保證催化劑充分的化學(xué)壽命；某些脫硝項(xiàng)目，缺乏必須的輔助設(shè)計(jì)手段，不做流場(chǎng)模擬試驗(yàn)，導(dǎo)致SCR反應(yīng)器內(nèi)風(fēng)速、積灰嚴(yán)重不均，催化劑層堵塞，反應(yīng)器阻力大，機(jī)組運(yùn)行隱患增大；某些脫硝項(xiàng)目，由于設(shè)計(jì)原因，噴氨管積灰堵塞。某些脫硝反應(yīng)器偷工減料，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未考慮極端工況代來(lái)的極端最大負(fù)荷，給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)極大的安全隱患。國(guó)內(nèi)電廠普遍缺乏統(tǒng)一的SCR運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）脫硝催化劑生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展初期面臨的問(wèn)題

1）脫硝催化劑行業(yè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管。催化劑各廠家都是按照直接從外方標(biāo)準(zhǔn)翻譯而來(lái)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，之間差別很大，甚至對(duì)于同一檢測(cè)指標(biāo)的定義都有差別，使招標(biāo)方更無(wú)從進(jìn)行質(zhì)量判斷和優(yōu)選；這是催化劑行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

目前，催化劑領(lǐng)域沒(méi)有行業(yè)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，無(wú)法對(duì)不同技術(shù)流派和不同廠家的催化劑質(zhì)量在統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)；在催化劑招標(biāo)中，缺乏專業(yè)的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，對(duì)于某工程實(shí)際所需的催化劑量根本無(wú)概念性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致催化劑用量完全由催化劑廠家說(shuō)了算，而各廠家報(bào)價(jià)和用量往往差別很大，使業(yè)主無(wú)從判斷工程催化劑的合理用量，容易使不法廠商以低價(jià)中標(biāo)獲利，最終貽誤和損害了脫硝工程建設(shè)。

2）國(guó)產(chǎn)催化劑生產(chǎn)核心技術(shù)、原材料嚴(yán)重依賴國(guó)外，成本較高。我國(guó)目前的脫硝催化劑生產(chǎn)，催化劑配方、生產(chǎn)工藝全部是依靠引進(jìn)國(guó)外廠家技術(shù)，并購(gòu)買國(guó)外的原材料，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制成。由于外商控制了催化劑主要原材料的供應(yīng)，導(dǎo)致催化劑價(jià)格居高不下，這成為國(guó)內(nèi)脫硝催化劑面臨的主要問(wèn)題。

與國(guó)外燃煤機(jī)組相比，我國(guó)電廠燃煤煙氣的特點(diǎn)是高灰、高鈣、高硫，粉塵含量最高達(dá)到50g/Nm3以上，催化劑很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致催化劑機(jī)械壽命大大降低。因此引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和原材料生產(chǎn)的脫硝催化劑面臨著如何適應(yīng)國(guó)內(nèi)煙氣條件的問(wèn)題。

3）個(gè)別廠家存在產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題。由于催化劑配方、生產(chǎn)工藝全部是引進(jìn)國(guó)外廠家技術(shù)，一些企業(yè)技術(shù)力量嚴(yán)重不足，造成催化劑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

4）SCR催化劑造價(jià)高，再生困難。我國(guó)目前應(yīng)用于脫硝技術(shù)催化劑的原材料仍主要依賴進(jìn)口，致使脫硝運(yùn)行成本較高。使用中的催化劑因燒結(jié)、堵塞、磨蝕和化學(xué)中毒等原因失活，SCR催化劑的使用壽命一般為3～5年。對(duì)失活催化劑進(jìn)行再生處理既可以降低SCR系統(tǒng)的成本，又可避免催化劑的拋棄處理對(duì)環(huán)境造成的危害。我國(guó)SCR催化劑的再生處理目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，技術(shù)尚未成熟，不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求。

5）缺乏針對(duì)水泥行業(yè)脫硝的催化劑。水泥行業(yè)生產(chǎn)工況和煙氣性質(zhì)與火電行業(yè)有很大的差別，當(dāng)使用SCR技術(shù)進(jìn)行脫硝時(shí)，水泥分解爐中的生料對(duì)NOx的一些基本反應(yīng)有明顯的催化作用，煙氣中的高濃度顆粒物會(huì)阻塞催化劑，堿性物質(zhì)（CaO等）會(huì)引起催化劑的中毒。針對(duì)水泥行業(yè)的具體情況急需開發(fā)新型脫硝SCR催化劑。

6）水泥脫硝行業(yè)缺乏相關(guān)的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。我國(guó)水泥廠煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)剛剛起步，有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范正在制訂中。國(guó)內(nèi)目前執(zhí)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915-2004）規(guī)定的氮氧化物排放限值不能滿足對(duì)水泥行業(yè)氮氧化物減排要求，與其配套的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策也需進(jìn)一步完善。

4 對(duì)策和建議

（1）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，開展高效脫硫和脫硝技術(shù)研究加強(qiáng)高效的脫硫技術(shù)，尤其是適用于燃用中、高硫煤火電機(jī)組的脫硫技術(shù)和多種污染物協(xié)同控制技術(shù)的開發(fā)。研究增效的石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)以滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。開展針對(duì)水泥行業(yè)的催化劑研發(fā)。加大對(duì)催化劑作用機(jī)理、中毒、再生等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)力度。

（2）因地制宜，因爐制宜，選擇合適的脫硫技術(shù)

根據(jù)不同地區(qū)燃用不同煤質(zhì)以及不同爐型的要求有針對(duì)性的選擇脫硫技術(shù)。對(duì)于燃用中、高硫煤的火電廠且氨源豐富的地方，可選用脫硫效率高的氨法。在缺水、環(huán)境容量大的地區(qū)和煙氣中SO3含量高的火電機(jī)組可考慮采用循環(huán)流化床脫硫技術(shù)。對(duì)20t/h（14MW/h）及以上的燃煤工業(yè)鍋爐應(yīng)優(yōu)先選用先除塵后脫硫技術(shù)，并鼓勵(lì)利用鍋爐房所在單位排放的堿性水、堿性物（如印染廢水、造紙白泥、電石渣等）進(jìn)行“以廢治廢”的脫硫工藝。

（3）提高脫硫副產(chǎn)品的綜合利用率

針對(duì)我國(guó)目前脫硫石膏庫(kù)存量大的問(wèn)題，應(yīng)制訂鼓勵(lì)脫硫副產(chǎn)物——石膏綜合利用的經(jīng)濟(jì)政策，限制天然石膏的過(guò)度開采。加強(qiáng)脫硫石膏工業(yè)化應(yīng)用的研究開發(fā)和示范推廣，延伸脫硫副產(chǎn)品綜合利用的產(chǎn)業(yè)鏈。將脫硫石膏資源化利用是發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)的重大舉措。

（4）繼續(xù)推進(jìn)脫硫特許經(jīng)營(yíng)，加強(qiáng)脫硫設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行的全過(guò)程監(jiān)管

特許經(jīng)營(yíng)是保障脫硫設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量的機(jī)制性措施，應(yīng)在已有工作的基礎(chǔ)上積極推進(jìn)煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)，不斷完善污染物治理的市場(chǎng)機(jī)制。新建和改造的火電廠、鋼鐵企業(yè)和工業(yè)鍋爐脫硫設(shè)施要安裝在線檢測(cè)設(shè)備，并與當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)公司、環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，對(duì)脫硫設(shè)施的運(yùn)行效果實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控。

（5）完善水泥工業(yè)脫硝相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，并推出適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)政策

加快水泥工業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)政策、應(yīng)用指南的制修訂工作。借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，合理確定水泥工業(yè)新的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)，并有序推進(jìn)。在經(jīng)濟(jì)政策方面，可以借鑒對(duì)燃煤電廠的環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策，對(duì)實(shí)施脫硝改造的企業(yè)給予脫硝投資補(bǔ)貼及水泥產(chǎn)品銷售稅收適度減免政策，調(diào)動(dòng)企業(yè)積極性，促進(jìn)水泥行業(yè)氮氧化物減排的快速發(fā)展?！?/p>

China Development Report on Desulfurization and Denitration Industry in 2011

(Desulfurization and Denitration Committee of CAEPI, Beijing 100037, China)

X324

A

1006-5377（2012）06-0020-07