世环通小程序

SCR脱硝催化剂发展现状与前景分析

   日期:2020-07-14     来源:《中国石油和化工标准与质量》    

       选择性催化还原反应(scr)技术是目前工业上应用最广的一种脱硝技术,主要应用在火电厂脱硝和汽车尾气处理两个领域.在scr工艺体系中,催化剂是重要组成部分,它的结构和性能直接影响scr体系的脱硝效果.目前国内最常用的scr催化剂是以v2o5/tio2为主的钛基钒类催化剂.未来十年,国内的scr催化剂行业将进入平稳需求阶段,但由于国内现有的产能仍低于市场规模,因此本行业仍然具备着持续上升的空间。

 
       1 氮氧化物排放以及治理现状
 
       随着我国道路车辆的飞速增长以及火电厂等电力行业的大力发展,氮氧化物的污染问题日益严重。2011年《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》和《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-2011)的发布是我国治理氮氧化物污染的重要里程碑。经过近十年的努力,我国的氮氧化物减排治理已经取得成效,自从2012 年开始氮氧化物的排放量逐年下降,到2018 年已经降低至1 600t 左右。
 
       2 scr脱硝催化剂技术发展现状
 
       选择性催化还原反应(scr)技术是目前工业上应用最广的一种脱硝技术,其催化剂是重要组成部分,它的结构和性能直接影响scr 体系的脱硝效果。
 
       按照不同的分类方法,scr催化剂可以分为多种类型:

     (1)按活性组分分类,第一类为铂、钌、钯等贵金属,第二类是以v2o5 为主的钒、钨、钼的氧化物,第三类是含铁、铈、锰、铋和铜的复合氧化物。
 
     (2)按载体分类:第一类以为tio2 为主的氧化物、第二类为活性炭,第三类为沸石分子筛。
 
     (3)按温度分类:低温(< 300 ℃)、中温(260~400℃),高温(345~590 ℃)。
 
     (4)按结构分类:蜂窝式、平板式或波纹式。
 
       对scr催化剂相关专利进行检索分析,自2010 年开始全球scr 催化剂相关的专利申请量仍有着持续上升的趋势(图1),直至到2016 年,专利申请呈饱和态势,从2017 年开始,专利申请量逐年下降。其中,中国专利的发展趋势与全球发展趋势相同,但专利申请量低于日本和欧美等技术先进国家和地区。
 
1.jpg
 
       截止2019 年9 月底,scr 催化剂全球专利的主要申请人分为两类:一类企业为车企,其对于scr 催化剂的研究主要应用于车用尾气处理应用领域,丰田、通用、福特以及现代均有较多的专利布局。而另一类企业为化工企业,其对于scr 催化剂的研究应用领域较广,既可应用于车用尾气排放的控制,也可应用于工业设备排放处理,国际知名的庄信万丰和巴斯夫等均位于专利申请量的前列。
 
       而中国专利的主要申请人则分为三大类:前两类与全球专利的主要申请人一致,其中,在第二类化工企业中,大唐环保以及江苏龙源作为国产企业,其专利申请量位于前列。第三类申请人为高校和研究机构。这也表明,我国的scr 相关技术仍有部分处于实验室阶段的理论研究,真正全面地转化成产品应用仍然需要一定的时间。
 
       3 scr脱硝催化剂行业发展现状
 
       目前国内使用的scr 催化剂主要分为进口和国产两种,其中,欧美和日韩均有成熟的技术,这些产品以蜂窝式的钛基钒类催化剂为主导,其主要情况如下。
 
       专利c n 1 0 9 4 7 7 4 0 9 a 、cn106659974a 介绍了德国argillon公司的催化剂,它以蜂窝式、平板式为主, 活性物质为pt、钒类氧化物, 载体为tio2、zro2、sio2、ceo2 和al2o3 的一种或几种。专利cn108290151a 介绍了丹麦topsoe 的波纹式或平板式催化剂, 其催化剂体系为v2o5/tio2。专利cn106824168a 介绍了日本触媒化成的蜂窝式催化剂,其载体为tio2 形成的无机单一氧化物、和/ 或w、mo、si 及v 组成的组中的至少1 种与ti 的无机复合氧化物,活性成分钒、钼、锰、镧、钇及铈组成的组中的至少1 种。专利cn105378244b 介绍了美国cormetech 的蜂窝式催化剂,其主要为钒基催化剂、沸石基催化剂(如cu- 沸石或fe- 沸石催化剂)。专利cn107597178a 介绍了奥地利ceram 公司的蜂窝式分子筛型催化剂,其中分子筛为zsm-5、beta 或sapo-34,金属离子为铜、铁或锰。
 
       随着日益增长的脱硝技术升级和scr 催化剂需求,我国的相关企业也在不断地成长,他们通过对外引进、自主开发等手段也开发了国产的scr 催化剂产品,目前,大唐南京、江苏龙源、江苏万德、东方凯特瑞等产能均可达到10 000 m3/a 以上,而主要的催化剂类型仍然是蜂窝式的v2o5/tio2。
 
2.jpg
 
       4 scr脱硝催化剂市场发展前景
 
       目前,我国scr 催化剂的主要市场集中在火电厂和汽车尾气处理两个领域。基本假设如下:未来五年,火电厂领域,新增火电厂的平均装机容量为3 000 万千瓦时,平均每亿千瓦的装机量需要消耗8 万m3 催化剂,而每年有更换需求的机组为总装机量的10%。而在汽车尾气处理领域,汽油车和柴油车平均每升排量对应1 l和2 l 催化剂,汽油车平均排量为1.2 l,柴油车平均排量为4 l。
 
       基于上述假设,scr 催化剂的市场发展前景如图 2所示。自2015 年,由于火电厂的装机容量的增幅减缓以及汽车产量趋于平稳,催化剂市场呈现下降趋势,但平均维持在每年15 万m3 的市场规模,行业已经进入一个相对平稳的成熟阶段,整体产业规模在50~70 亿。但由于国内现有的产能仍低于市场规模,因此本行业仍然具备着持续上升的空间。
 
       5 结语
 
       未来,scr 催化剂行业的市场规模将处于平稳的发展状态,而国产的scr 催化剂虽然已经满足市场的基本需求,但是从产品的寿命和可靠性方面仍需提升。为了减少催化剂的失活现象,提升催化剂的寿命,改进催化剂活性组分、开发新型载体材料、调整反应器结构、加强反应启动和运行过程中的各项保护、改进吹灰系统以及定期检测等方面,均将成为重要的研究方向。


 
注:此网站新闻内容及使用图片均来自网络,仅供读者参考,版权归作者所有,如有侵权或冒犯,请联系删除,联系电话:021 3323 1300
 
更多>同类资讯

相关产品推荐
预约
3
收藏
41
扫一扫打开小程序
021-33231363/1371/1336
关闭