脱硝前景分析

1 脱硝市场现状及前景分析脱硝市场现状及前景分析 1 我国脱硝形势严峻我国脱硝形势严峻 我国以煤炭为主的能源结构 导致了大气中 NOx 污染物比较多 但我国对 NOx 的控制却基本处于缺位状态 NOx 排放量逐年增多 危害增加 要控制 NOx 排放 应该从第一大污染源 火电行业人手 烟气脱硝是继烟气脱硫之 后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域 电站烟气脱硝主要是处理氮氧化物 主要由一氧化氮和二氧化氮构成 一 氧化氮原本无毒无害 当发生反应转化成为二氧化氮后 对环境就造成了极大 的污染 并严重危害身体健康 氮氧化物的大量排放 一是增加了空气中氮氧 化物的浓度 导致城市或区域灰霾 光化学烟雾等复合型空气污染如重 二是 增加了酸雨的污染程度 三是通过干 湿沉降的作用 加重了水体富营养化的 影响 随着全国各个电厂脱硫设施的建设 二氧化硫的治理效果显现 氮氧化物 正逐渐成为第一大酸性污染气体 据统计 2000 2005 年我国氮氧化物排放从 1100 万 t 增加到 1900 万 t 年均增长 10 2005 年后 空气中氮氧化物浓度仍 在不断上升 我国氮氧化物排放主要集中在东部地区 据测算 全国 80 以上的氮氧化 物排放量来自于人口密集 工业集中 经济发展较快的中东部地区 数据显示 我国氮氧化物排放量超过 100 万 t 的省份依次为广东 山东 河北 江苏和河 南 这 5 省的排放量占全国排放总量的 43 5 从单位面积排放强度来看 排 放量最大的地区依次是上海 天津和北京 而且 这些地区大气中二氧化氮的 总负荷呈快速增长的趋势 统计数据显示 我国氮氧化物排放量主要来自火电 交通部门及工业部门 2007 年火电厂排放的氮氧化物总量已增至 840 万 t 比 2003 年的 597 3 万 t 增 加了近 40 6 约占全国氮氧化物排放总量的 40 我国目前火电脱硝机组只 有 4000 万 Kw 左右 占火电装机容量仅 6 左右 未来市场前景巨大 截至 2008 年底 我国发电装机规模已达 79253 万 Kw 其中火电机组容量 为 60132 万 Kw 占总装机规模的 75 87 如果到 2010 年 2015 年和 2020 年 2 火电装机容量分别达到 71780 万 Kw 101700 万 Kw 和 121900 万 Kw 计 火电 行业 NOx 排放量到 2010 年 2015 年和 2020 年将分别达到 1038 万 t 1310 万 t 和 1452 万 t 以安装高效低氮燃烧器和 SCR 计 单位造价在 200 到 250 元 Kw 之间 则到 2015 年需总投资为 602 亿元至 868 亿元 到 2020 年零总投资 634 亿元至 934 亿元 数据显示 在 2015 年以前 脱硝行业每年平均规模可达 100 亿元以上 市场容量巨大 未来 5 年将带来的 SCR 脱硝催化剂市场需求为 178 亿元 44 5 万 1113 平均每年 36 亿元 8 9 万 m3 脱硝市场容量中 36 左右是 SCR 脱硝催化剂市场 2 国家政策大力推动脱销行业大发展国家政策大力推动脱销行业大发展 随着我国对环境保护的日益重视 环保产业也迎来一次又一次的大发展 环保政策的每一次变迁 犹如接力棒一般 催生了环保市场的连续爆发 2004 年 1 月 1 日实施的 火电厂大气污染物排放标准 首次规定了火电 厂氮氧化物的排放限值 并按时段和不同燃料及其特性分别规定了不同限值 2009 年 3 月 23 日 环境保护部办公厅印发了 2009 2010 年全国污染防 治工作要点 文件第九条规定 全面开展氮氧化物污染防治 以火电行业为 重点 开展工业氮氧化物污染防治 在京津冀 长三角和珠三角地区 新建火 电厂必须同步建设脱硝装置 2015 年年底前 现役机组全部完成脱硝改造 研 究扶持政策 提高氮氧化物污染防治技术水平 2009 年 5 月 12 日 国务院发布了 装备制造业调整和振兴规划 规划期 为 2009 2011 年 规划提出 适应环境保护和社会民生需要 大力发展污水污 泥处理设备 脱硝脱硫设备 余热余气循环再利用设备 环境在线监测仪器仪 表等 规划还提出鼓励使用首台 套 的政策 即第一台 套 能满足工程需 要的国产设备 在国家重点工翟 重点项目优先使用 这打破了以往环保设备 需要有业绩 运行多年才能参加竞投标的机制 2009 年 7 月 国家环境保护部发布了 火电厂大气污染物排放标准 征 求意见稿 对比新标准和旧标准 CB 13223 2003 在烟尘 二氧化硫和氮氧化 物三个主要污染物的排放量限制方面 新标准均做出了更为严格的规定 在脱 硝方面 新标准规定了到 2015 年所有火电机组都将执行氮氧化物排放浓度在重 点地区不高于 200mg m3 非重点地区 400mg m3的限值 重点地区的新增机组 3 从 2010 年开始直接执行 200mg m3的排放限值 新标准的出台将推动脱硝行业 的快速启动 政策预期开始逐渐兑现 2009 2012 年是中国脱硝脱硫设备行业发展的关键时期 也是我国从 十 一五 迈向 十二五 的过渡期 在全球金融危机风暴大环境及国内严峻经济形势 下 一系列新的政策将会陆续出台 一批国家重大工程项目将陆续开工建设 而且 从长远看 钢铁厂 化工厂 垃圾焚烧炉等工业窑炉生产时也产生大量 氮氧化物 这些领域的烟气脱硝市场同样广阔 因此 尽快做强 做大国有自 主产权的烟气脱硝产业意义重大 同时也有着巨大市场 3 我国脱硝行业存在的问题我国脱硝行业存在的问题 3 1 搜术水平有待提高网搜术水平有待提高网 我国火电厂烟气脱硝装置于 20 世纪 90 年代引进日本技术在福建后石电厂 的 600MW 机组率先建成 2006 年 8 月 意大利 TKC 公司正式将该技术转让给 中电投远达 2008 年年初 中电投远达的脱硝示范工程 国内首台单机百万 机组上海外高桥第三发电有限责任公司燃煤机组脱硝工程投产 与中电投远达 买断外国技术不同 龙净环保采取的是与丹麦托普索公司进行技术合作的方式 成为国内首批掌握脱硝技术的环保企业 在发电机组上应用的烟气脱硝技术 除个别单位自行开发了具有自主知识产权的核心技术外 绝大多数单位采用的 烟气脱硝技术尚处于引进 消化吸收和初步应用阶段 国内企业要想进入这个行业 只要能够找到一家合作的外方就可以开张 而外方单独进入中国市场投资太大 成本太高 一般也会寻找境内合作者合作 一般的操作模式是 在第一次项目中 国内公司和合作外方联合投标 以外方 为投标主体 在项目中标后 具体由国内工程公司负责实施 收取一定的实施 费 以后的项目招标工作由国内公司单独进行 独立建设实施 但由于核心技 术掌握在外方手里 每个项目都需要向外方以高额的价格支付核心技术的购买 费 如某种催化剂 这种核心技术的价格住往非常昂贵 占到设备造价的 25 以上 现在已有 10 多家环保工程公司分别引进了美国 B美国的 CORMETECH 奥地利的 CERAM 日本的 CCIC 韩国的 SK 等 板式催化剂是采用金属板作为基材浸渍烧结成型 在世界催化剂市场占 25 左 右 主要供应商有德国的 Argillon 和日本的 BHK 波纹式催化剂是采用玻璃纤维板或陶瓷板作为基材浸渍烧结成型 在世界催化 剂市场占 5 左右 主要供应商有丹麦的 Haldor Topsoe 及日本的 Hitachi Zosen 4 SCR 系统中的还原剂 烟气脱硝用还原剂为氨气 氨气可直接来源于液氨汽化 也可通过氨水蒸 发或者尿素分解间接制备 a 液氨是有毒化学品 生产场所超过 10 吨或者储存量超过 100 吨时 属于 重大危险源 是当前普遍采用的烟气脱硝还原剂制备工艺 b 氨水也是 危险化学物品名表 GB12268 90 规定的危险品 含氨 10 35 的氨水为 82503 号危险品 c 尿素不属于危险产品 尿素受热分解成氨气 液氨储存及供应系统流程 如下图 10 氨站工艺流程示意图 5 2 选择性非催化还原脱硝技术选择性非催化还原脱硝技术 SNCR 介绍介绍 1 SNCR 技术原理 在炉膛 800 1250 这一温度范围内 在无催化剂作用下 NH3 或尿素等氨基还 原剂可在有氧的气情况下 选择性地还原烟气中的 NOx 据此发展了 SNCR 法 主要反应为 尿素为还原剂 2NO CO NH2 2 O2 2N2 CO2 2H2O 氨或氨水为还原剂 4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 2 SNCR 脱硝技术应用 SNCR 技术的应用已有二十几年 例如 Fuel Tech SNCR 烟气脱硝技术的脱硝 效率一般为 15 45 受锅炉结构尺寸影响很大 可用作低 NOx 燃烧技术的 联合处理技术 美国的 SNCR 技术在燃煤电厂的工业应用是在 80 年代开始的 目前世界上燃煤电厂 SNCR 工艺的总装机容量在 10GW 以上 3 SNCR 技术的特点 a SNCR 与 SCR 相比 系统简单 炉膛就是反应器 b 投资少 c 但脱硝效率低 一般大型锅炉上为 15 45 使用的广泛性不及 SCR 由于 所 11 佔空間小 不会产生 SO3 并且造成空气预热器的堵塞或腐蚀的可能性小 可 用于对氮氧化物排放要求不高的锅炉 d SNCR 是一项实践已经证明很久又可信的技术 e SNCR 从 1974 年开始在美国商业应用 已在电厂锅炉 工业锅炉 城市垃圾 焚烧炉及其他燃烧装置上得到广泛运用 5 3 混合型烟气脱硝技术混合型烟气脱硝技术 SCR SNCR 混合法的工艺除了 SNCR SCR 之外还有许多种 SNCR SCR 混合烟气脱硝技术 是应用在燃煤电站锅炉上的相对成熟烟气脱硝技术 混合 SNCR SCR 是一种联 体工艺 非 SCR 与 SNCR 工艺共用 它是在 SCR 工艺的基础上 结合了 SCR 技术高效 SNCR 技术投资省的的特点而发展起来的一种新颖的 技术成熟的 SCR 改进工艺之一 资料介绍 SNCR SCR 混合工艺的运行特性参数可以达到 50 80 的脱硝效率 6 加强排放标准建设加强排放标准建设 我国氮氧化物行业排放标准制订工作起步较晚 目前在工业炉窑和炼焦炉 的大气污染排放标准中仍没有规定氮氧化物的排放限值 而在仅有的 火电厂 大气污染物排放标准 水泥厂大气污染物排放标准 锅炉大气污染物排放 标准 中 虽然规定了氮氧化物浓度限值 但这些标准普遍存在过于宽松的问 题 当前迫切需要修订和完善一批行业氮氧化物排放标准 以推进我国的氮氧 化物污染防治工作 制定氮氧化物排放标准的时候 要给排污权交易留出足够 的空间 只有这样 才能吸引企业去进行排污权交易 用最少的社会成本来推 动氮氧化物的减排 还应该注意到 我国的环保产业准备不足 应给国产技术 的发展留下一定的空间 支持我国环保产业的发展 国内已经有部分省市 北京 上海 山东等省市 颁布了新的有关氮氧化 物的地方排放标准 其中以北京市制定的标准最为严格 对于已投运机组 北 京市要求自 2008 年 7 月 1 日起燃煤机组氮氧化物排放应低于 100mg m3 上海 山东等地要求自 2010 年 1 月 1 日起燃煤机组氮氧化物排放应低于 400mg m3 2011 年 7 月 29 日 国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了 最新的 火电厂大气污染物排放标准 标准 中规定氮氧化物 自 2012 年 1 月 1 日起 对于新建火力发电锅炉及燃气轮机机组执行 100 12 mg m3 的氮氧化物限值 自 2014 年 7 月 1 日起 现有的火力发电锅炉和燃气轮机机组执行 100 mg m3的氮氧化物限值 重点地区的火力发电锅炉和燃气轮机机组执行 100 mg m3的氮氧