SCR 脱硝催化剂回收技术分析与市场前景展望

SCR 脱硝催化剂回收技术分析与市场前景展望

概括

随着近年来环保力度的加大，燃煤烟气脱硝技术越来越受到青睐，以火力发电为例，SCR脱硝催化剂使用三年左右就需要更新。

由于SCR脱硝催化剂本身由重金属氧化物组成，在使用过程中会吸收烟气中的砷、汞、镉等重金属，因此废SCR脱硝催化剂属于危险固体废物，被列入《国家危险废物名录》。

本文对废旧SCR脱硝催化剂的回收技术及其未来的市场前景进行分析。

SCR脱硝技术回收价值高

燃煤烟气中的氮氧化物（NOx）是大气中的主要污染物之一，也是形成酸雨和光化学烟雾的主要元凶之一。

近年来，随着我国工业的快速发展，燃煤电厂、汽车尾气及钢铁行业成为NOx的主要来源，目前燃煤烟气脱硝多采用选择性催化还原技术。

蜂窝状SCR烟气脱硝催化剂

选择性催化还原（SCR）脱硝技术是在催化剂作用下将烟气中的NOx选择性还原为N2和H2O。钒钨钛SCR脱硝催化剂通常由TiO2作为载体，活性成分V2O5和WO3附着在载体上构成。

钒钨钛废SCR催化剂中V2O5含量约1%~5%，WO3含量约5%~10%，TiO2含量约85%~90%，其中TiO2价格约1.5万元/吨，WO3和V2O5价格均在15万元/吨以上，回收价值较高。

SCR脱硝催化剂平均3年需更换一次

燃煤电厂SCR催化系统的核心是SCR催化剂，SCR催化剂在运行过程中会出现中毒、失活现象，据统计大约每2万小时就需要更换一次催化剂。

SCR催化剂失活主要有以下原因：

1、催化装置布置在省煤器之后、空气热交换器之前，此段烟气具有温度高、粉尘多的特点，导致催化剂的工作环境恶劣，造成蜂窝的堵塞和磨损；

2、催化剂中的V2O5两性化合物。烟气中的钾、钠、钙等碱金属与催化剂中的V2O5发生反应，降低其吸附NH3的能力，从而降低催化效率。钾对钒钨钛催化剂的毒性最大，当氧化钾含量达到1%时，催化剂可完全失活；

3、烟气中的砷、磷、汞等也会造成催化剂失活；

4、烟气温度波动引起催化剂热烧结，导致催化剂失活。

活性降低的催化剂需及时更换，根据煤质、热工条件、催化剂加工质量等因素，SCR催化剂的使用寿命不尽相同，大约每2~5年需更换一次。

更换下来的催化剂根据载体的质量，进行再生或处理，载体磨损少、强度好的催化剂进行再生，载体破损或磨损严重、强度低的催化剂进行处理，回收有用元素。一般来说，更换下来的催化剂中，约有一半可再生，另一半不可再生。

催化剂再生工艺主要包括：

1、清洁除尘；

2.热处理，除去催化剂表面的氧化毒物；

3.酸碱处理，溶解除去催化剂表面的钾、钠等碱性毒物或砷、磷等酸性毒物；

4、补充活性成分。再生后的催化剂通常能达到新鲜催化剂的催化效率的95%以上。

对于不能再生的催化剂，需要考虑有价金属的回收，工艺通常为直接酸浸/碱浸氧化法，或焙烧-酸浸/碱浸法，将催化剂中的V2O5和WO3转化为钒酸盐溶液和钨酸盐溶液，采用萃取、反萃取或沉淀等方法回收V2O5和WO3，TiO2载体采用硫酸法或氯化法生产。

废SCR脱硝催化剂回收相关规定解读

废弃的SCR脱硝催化剂作为危险废物的一种，如果随意存放或者处置不当，很可能对自然环境和人们的生活造成严重危害，同时也造成其自身资源的浪费。

为加强燃煤电厂废弃钒钛SCR脱硝催化剂的监督管理，环境保护部于2014年8月发布实施《关于加强废弃烟气脱硝催化剂监管工作的通知》。

通知规定，废旧SCR脱硝催化剂的管理、再生和处置应当按照危险废物进行管理，从事废旧SCR催化剂收集、贮存、运输和处理的单位应当严格执行危险废物经营许可证制度、危险废物五联运输转移单制度等危险废物相关法律法规。

同时，要求相关企业提高废弃SCR脱硝催化剂再生利用水平，尽快培育一批专门从事废弃SCR脱硝催化剂回收处理的企业；无法使用的SCR脱硝催化剂应交由具有相应资质的危险废物填埋场填埋处理。

废弃SCR脱硝催化剂市场前景广阔

2009年环保部发布《2009-2010年全国污染防治工作要点》后，我国燃煤电厂开始大规模安装SCR脱硝系统，按照目前我国SCR催化剂的工作寿命计算，废催化剂的产量自2012年起逐渐大幅增加。

2017年，我国规模以上电厂装机容量达到17.7亿千瓦，按照脱硝设备安装率86%计算，SCR催化剂总量为132万立方米，到2020年需要更新的催化剂将达到44万立方米，其中无法再生的催化剂约22万立方米，折合约11万吨。

2017年装机量较2016年增长7.6%，但增速下降0.6个百分点，预计2022年装机量将达到峰值并保持稳定。因此废旧SCR脱硝催化剂产量将在2025年左右达到最高，预计年产量维持在14.33万吨左右，市场前景广阔。

目前，我国尚无企业从事废弃SCR脱硝催化剂规模化回收利用。

发达国家的能源结构与我国有很大差异，我国是火电大国，约70%的电力来自煤炭，而美国只有30%的电力来自煤炭，法国、日本则以核电为主，目前国外还没有专门回收利用废旧SCR催化剂的公司。

由于SCR脱硝系统推广较晚，我国对废旧SCR催化剂的回收也是近几年才开始重视，大部分处理技术尚不成熟，专门处理废旧SCR催化剂的企业规模还较小，远远不能满足市场需求。

中电集团子公司在废旧SCR催化剂回收利用方面走在全国前列，年处理能力达2万立方米；神华集团低碳研究院对废旧SCR催化剂进行了深入研究，其开发的湿法处理技术目前正处于推广阶段。

结束

随着SCR脱硝催化剂的逐步更新，大量废弃SCR催化剂的处理成为当前面临的严峻挑战。

目前，我国废旧SCR催化剂回收利用处于起步阶段，市场竞争不足，尚未形成龙头企业。由于市场空间巨大，在可预见的未来，废旧SCR催化剂处理行业将成为环保领域的蓝海产业。