脱硝催化剂能否升级换代？
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图为山东天璨环保科技有限公司生产车间。
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◆本报记者周雁凌王学鹏
“NOx（氮氧化物）入口平均浓度327.3mg/m3，NOx出口平均浓度15.55mg/m3，脱硝效率达到95.25%。”这是山东省茌平信源铝业有限公司6号机组的脱硝数据。记者了解到，公司实现了NOx超低排放，采用的不是传统的钒钛系脱硝催化剂，而是稀土基脱硝催化剂，这种催化剂可再生多次重复使用，最终废弃催化剂不属于危险废弃物。
在日前举办的中国（淄博）稀土应用与环保技术高端论坛上，专家表示，传统的钒钛系脱硝催化剂使用废弃后，属于危险废物，需要作为危废处理处置。稀土基脱硝催化剂弥补了以上不足，消除了企业处理、处置危废的后顾之忧，建议推广。“推广稀土基脱硝催化剂还能推动我国轻稀土利用平衡，促进稀土产业健康发展。但是，推广这种催化剂还任重道远，需要多方给力。”
?稀土基催化剂寿命长可再生
以稀土为主要活性组分；使用国产化原料，大幅降低生产成本；可适用于火电、玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等领域
针对传统钒钛系脱硝催化剂存在的问题，山东天璨环保科技有限公司瞄准脱硝催化剂的无毒高效制备技术，联合南京工业大学对稀土脱硝催化剂进行研发，已经形成了具有完整自主知识产权的创新成果。
“公司研发了稀土掺入的过渡金属复合氧化物脱硝催化剂新体系，以及具有助催化脱硝功能的新型ATS多相蜂窝陶瓷支撑体。并采用国产化原料制备催化剂，大幅降低生产成本。”公司总经理王志民向记者介绍说。
另外，这种催化剂脱硝活性温度窗口宽泛（250℃~450℃），脱硝效率可达90%以上，抗中毒能力强，脱硝催化剂支撑体的轴向抗压强度高，耐水性能好。“与普通催化剂3年左右的寿命相比，新型催化剂的使用寿命可达10年，活性降低后经处理可再生多次，重复使用。最终废弃催化剂还可制作建筑材料，从根本上解决了有毒催化剂二次污染问题。”王志民表示。
记者了解到，截至目前，公司已开发出第四代产品，活性更高，生产过程及后续处理环保性能也有显著提升。产品已应用于60余项工程，包括山东天源热电有限公司2×300MW上大压小燃煤机组脱硝扩建工程、华能淄博白杨河发电有限公司6号炉SCR烟气脱硝催化剂改造工程等。
广东省佛山市南海长海发电有限公司副厂长王小平告诉记者：“电厂对1号、2号、12号锅炉机组进行了环保设施升级改造。其中，脱硝系统采用稀土基脱硝催化剂，使用一年半来，运行效果良好。关键是省心，不用担心传统废旧催化剂的处置问题。”
记者从天璨环保公司的稀土基催化剂工程业绩表上看到，这种产品可应用于燃煤电厂，还已经推广至玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等领域。比如鲁西化工2×480t/h锅炉脱硝改造工程、秦皇岛市讯发玻璃有限公司280T/T熔窑玻璃脱硝工程等。
?每年有望形成10万m3稀土基催化剂需求量
政策要求加强钒钛系催化剂监管，鼓励推广稀土基催化剂，为新催化剂推广提供空间；推广稀土基催化剂，不仅减少全国危废产生量，还有助于推动轻稀土利用平衡
近年来，国家对脱硝催化剂（钒钛系）加强监管，除环境保护部专门下文外，湖北、新疆等省级环保部门也相继出台文件，鼓励企业使用不含五氧化二钒的脱硝催化剂，切实从源头上减少废烟气脱硝催化剂（钒钛系）的产生量。
钒钛系催化剂被纳入危废管理，对脱硝催化剂的使用管理提出了更加严格的要求，也为新型高效无毒脱硝催化剂的推广使用提供了更多的市场机会。
业内人士表示，按照火电行业总装机量8.8亿千瓦、浮法玻璃窑炉600条、陶瓷行业窑炉6000座以上计算，预计2017年国内脱硝催化剂需求总量约30万m3。随着国家环保政策及标准的不断严格，钢铁、化工、水泥、机动车、轮船等行业脱硝催化剂的用量也将持续增加。“目前稀土基脱硝催化剂的市场占有率仅为4%，如若占有率提升至30%，预计国内每年需要稀土基催化剂约10万m3。”
“我国稀土储量达6588万吨，是世界上稀土资源储量及品种最丰富的国家，但是出现结构性过剩、轻稀土应用水平较低的情况，每年约富余4万吨～5万吨镧、铈元素。”王志民告诉记者，如果国内每年需要稀土基催化剂10万m3，则需要镧、铈氧化物约5000吨，可消化目前轻稀土镧、铈年产量的1/10。
因此，稀土基烟气脱硝催化剂产业发展，不仅可减少危废产生量，还有助于推动我国轻稀土利用平衡，为合理应用轻稀土镧、铈资源开辟新途径。
?市场认可度还需2年~3年培育
无毒脱硝理念的普及，还需要政策予以支持；市场存在一定的利益壁垒；工信部正在制定政策，鼓励催化剂上下游企业合作
“尽管无毒稀土基催化剂生产技术已经成熟，但是由于在电厂及其他脱硝行业的工程应用时间短，市场认可度还需要2年~3年时间培育。”王志民认为，废弃的钒钛系催化剂对水和土壤的二次污染危害尚未凸显，随着更换期来临，无毒脱硝理念的普及尤为迫切，仅靠企业单纯的市场行为还不够，需要政策予以支持。
“目前，国内大的电力集团和部分地方电力集团也有自己的催化剂生产厂家，并且生产的是钒钛催化剂，有的还产能过剩。因此，脱硝催化剂市场存在一定的利益壁垒，推进无毒稀土脱硝催化剂应用存在多个挑战。”王志民坦言。
不过，工业和信息化部原材料工业司稀土处副处长冯猛透露，工信部正在制定《稀土行业发展规划（2016—2020）》，围绕稀土绿色化应用，推动建立科研、催化剂生产企业、用户等参与的上下游合作机制，加快技术成果转化和产业市场推广，鼓励稀土催化原料生产企业与相关燃煤电厂、拥有工业窑炉的原材料企业合作，改造传统钒钛系催化材料生产线。
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废旧催化剂要找安全去处
处理成本高，处理能力不足
◆本报记者周雁凌王学鹏
根据统计，目前95%以上火电厂采用的是SCR（选择性催化还原）脱硝技术，使用的催化剂多数为钒钛系，即以V2O5（五氧化二钒）为活性成分。V2O5有较高的毒性，失活的催化剂属于危废，必须交由专业的危废处理企业处置，处理费用达5000元/m3~8000元/m3。
大规模脱硝带来大量废旧催化剂，如果随意堆存或不当利用，将造成严重的环境污染和资源浪费。与此相对应的是，亟待提升危废处理、处置能力。
山东环保技术服务中心原主任李宝林介绍说，山东省危险废物年产生量大，而省内持有危险废物经营许可证的单位危废利用处置能力有限，远不能满足处置需求。
“烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂被列入《国家危险废弃物名录》（2016版），每年将有上万吨废催化剂产生。面对如此情况，必须迅速摸清底数，建设完善处置设施。同时，要大力推广使用稀土基催化剂。”他说。
据了解，环境保护部2014年曾下发《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》，明确规定相关部门、单位要强化废烟气脱硝催化剂（钒钛系）的源头管理，从产生、贮存、转移和利用处置等各环节加强管理防护，并定期向社会公示。要提高再生和利用处置能力，避免二次污染。
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