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脫硝催化劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 海螺新材    2023-07-05

（1）簡(jiǎn)介

氮氧化物是空氣污染的主要來源之一，煙氣脫硝是從燃燒產(chǎn)生的煙氣中去除氮氧化物的過程。目前國(guó)內(nèi)主流的工業(yè)脫硝技術(shù)處理路線主要包括 SCR（選擇性催化還原法）和 SNCR（選擇性非催化還原法）。

SCR（選擇性催化還原法）工藝適用溫度范圍廣，脫硝效率可達(dá)到 90%以上，可實(shí)現(xiàn) NOx 排放濃度小于50mg/m3。SNCR（選擇性非催化還原法）工藝對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品價(jià)格較低、布置簡(jiǎn)易、占地面積小，使用人需投入的建設(shè)及運(yùn)行成本低；但適用溫度一般為 850℃～1,150℃，下游設(shè)備易堵塞和腐蝕，脫硝效率 30%～80%，氨逃逸量較大。

SCR 脫硝技術(shù)的工作原理為在脫硝催化劑的作用下使還原劑氨選擇性地和氮氧化物還原生成氮?dú)夂退鸬絻艋療煔?、減少氮氧化物排放的作用。

圖：SCR 催化劑催化反應(yīng)過程

SCR 脫硝催化劑是 SCR 脫硝系統(tǒng)的核心部件。脫硝催化劑不同的技術(shù)特點(diǎn)及性能要求，如活性、選擇性、機(jī)械性能、抗毒性、耐熱性、SO2氧化率、壽命、比表面積等，適用于不同的工況環(huán)境。催化劑的活性溫度范圍是最重要的指標(biāo)，反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。

按照成型的狀態(tài)分類，脫硝催化劑可分為蜂窩式催化劑、平板式催化劑和波紋板式催化劑。蜂窩式催化劑，擠壓成型、蜂窩載體負(fù)載成型；幾何比表面積大，活性高、耐磨性好，再生性好；適合各種工況環(huán)境。平板式催化劑，金屬板/網(wǎng)為骨架，表面負(fù)載活性涂層；拆卸方便、不易堵灰；適用于煙氣含塵量較高的狀況。波紋式催化劑，波紋狀玻纖作載體，負(fù)載活性涂層；比表面積中等，質(zhì)量輕，但易磨損，使用條件苛刻，煙氣必須較為清潔。

（2）應(yīng)用情況

大氣中氮氧化物排放的主要來源為電力行業(yè)和鋼鐵、水泥、焦化等非電行業(yè)。SCR 脫硝技術(shù)具有脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定，氨逃逸低等優(yōu)異性能，能夠更好地滿足環(huán)保要求，廣泛應(yīng)用于火電廠、鋼廠、水泥廠、焚燒廠等工業(yè)煙氣脫硝。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年，SCR 脫硝技術(shù)在電力、鋼鐵、焦化等行業(yè)的應(yīng)用比例已經(jīng)超過了 95%、70%、90%。

SCR 脫硝催化劑作為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的脫硝技術(shù)中的核心產(chǎn)品，是國(guó)家治理火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠等固定源和汽車等移動(dòng)源對(duì)大氣排放氮氧化物污染物的重要手段之一，對(duì)國(guó)家控制工業(yè)廢氣排放，實(shí)現(xiàn)工業(yè)超低排放標(biāo)準(zhǔn)及大氣污染物環(huán)保治理具有重要意義。

（3）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)

①大氣污染治理力度不斷加大，市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步提升

近些年，政府逐步認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展的必要性，環(huán)境污染治理也上升到國(guó)家戰(zhàn)略。決策層環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷強(qiáng)化，生態(tài)文明理念逐漸加深，政府相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策指導(dǎo)大氣污染防治。

我國(guó)大氣污染防治起步晚但發(fā)展快，治理措施從火電脫硫到火電脫硝除塵、再到其他行業(yè)限產(chǎn)、直到當(dāng)前的非電提標(biāo)改造，污染物防治也從單一的二氧化硫擴(kuò)展到五大空氣污染物全面控制，治理手段豐富，技術(shù)先進(jìn)，范圍全面，我國(guó)大氣污染防治四十年間實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。

脫硝催化劑作為高效的脫硝技術(shù)手段，是大氣污染防治的重要手段。在環(huán)保要求不斷趨嚴(yán)的背景下，國(guó)內(nèi)煙氣治理領(lǐng)域的電除塵、袋式除塵、脫硫、低氮燃燒、脫硝等技術(shù)裝備和工程建設(shè)能力得到快速提升，與之配套的除塵濾料、脫硝催化劑等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。根據(jù)北極星大氣網(wǎng)的公開數(shù)據(jù)，2017 年度、2018年度和 2019 年度脫硝催化劑市場(chǎng)規(guī)模分別約為 60 億、75 億、85 億；且預(yù)計(jì)未來三年，電力行業(yè)將繼續(xù)保持每年 50 億以上的存量容量，非電行業(yè)以每年 15%以上的速度繼續(xù)增長(zhǎng)。

②電力市場(chǎng)趨于穩(wěn)定，非電市場(chǎng)空間廣闊

大氣中煙塵和 NOx 排放的主要來源為電力行業(yè)和鋼鐵、水泥等非電行業(yè)，而我國(guó)電力行業(yè)以火力發(fā)電企業(yè)為主，火力發(fā)電的燃料煤炭在燃燒過程中會(huì)排放大量的煙塵和 NOx。因此，電力行業(yè)一直是國(guó)家大氣污染治理的重點(diǎn)。2015 年國(guó)家環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局印發(fā)的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，要求到 2020 年，全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放（其中，在基準(zhǔn)氧含量 6%條件下，氮氧化物排放濃度不高于 50 毫克/立方米）。

國(guó)家針對(duì)火電行業(yè)出臺(tái)了一系列煙氣排放的治理政策，通過污染物排放技術(shù)和裝備的發(fā)展應(yīng)用以及超低排放的全面實(shí)施，電力行業(yè)節(jié)能減排取得較好的成績(jī)，截至 2021 年底，我國(guó)達(dá)到超低排放限值的煤電機(jī)組約 10.3 億千瓦，已占全國(guó)煤電總裝機(jī)容量 93%。因此，電力行業(yè)超凈排放改造已基本完成，脫硝催化劑在電力行業(yè)市場(chǎng)趨于穩(wěn)定。電力行業(yè)對(duì)于脫硝催化劑需求主要來源于已完成超低排放改造的設(shè)備后續(xù)更換。

火電行業(yè)超低排放初裝改造已基本完成，非電行業(yè)正成為主戰(zhàn)場(chǎng)。2021 年11 月 2 日，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，在著力打好臭氧污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中提出推進(jìn)鋼鐵、水泥、焦化行業(yè)企業(yè)超低排放改造，重點(diǎn)區(qū)域鋼鐵、燃煤機(jī)組、燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)超低排放；到 2025 年，揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物排放總量比 2020 年分別下降 10%以上，臭氧濃度增長(zhǎng)趨勢(shì)得到有效遏制，實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物和臭氧協(xié)同控制。

在鋼鐵行業(yè)，2019 年 4 月，生態(tài)環(huán)境部等部門發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》明確鋼鐵企業(yè)超低排放指標(biāo)要求，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、球團(tuán)焙燒煙氣氮氧化物排放濃度小時(shí)均值不高于 50 毫克/立方米；明確推動(dòng)現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)超低排放改造，要求全國(guó)新建（含搬遷）鋼鐵項(xiàng)目原則上要達(dá)到超低排放水平。

2022 年 1 月 20 日，工信部等部門下發(fā)《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要求力爭(zhēng) 2025 年，80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造。

在水泥等相關(guān)行業(yè)，超低排放改造指導(dǎo)方案、規(guī)劃等也相繼出臺(tái)。國(guó)務(wù)院下發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》（國(guó)發(fā)〔2021〕33 號(hào)）提出，以鋼鐵、有色金屬、建材、石化化工等行業(yè)為重點(diǎn)，推進(jìn)節(jié)能改造和污染物深度治理。推進(jìn)鋼鐵、水泥、焦化行業(yè)及燃煤鍋爐超低排放改造。國(guó)家發(fā)改委等十部門聯(lián)合下發(fā)《“十四五”全國(guó)清潔生產(chǎn)推行方案》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕1524 號(hào)）提出，推廣水泥窯高能效低氮預(yù)熱預(yù)分解先進(jìn)燒成等技術(shù)；完成 8.5 億噸水泥熟料清潔生產(chǎn)改造。

工信部等三部委聯(lián)合下發(fā)《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（工信部聯(lián)規(guī)〔2021〕212 號(hào)）提出，推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放改造，研究推動(dòng)化工、焦化、電解鋁、銅冶煉、鉛鋅冶煉、水泥、玻璃、耐火材料、石墨深加工、陶瓷等重點(diǎn)行業(yè)實(shí)施超低排放。工信部下發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》（工信部規(guī)〔2021〕178 號(hào)）提出，深入推進(jìn)鋼鐵行業(yè)超低排放改造，穩(wěn)步實(shí)施水泥、焦化等行業(yè)超低排放改造；實(shí)施水泥行業(yè)脫硫脫硝除塵超低排放、玻璃行業(yè)熔窯煙氣除塵、脫硫脫硝、余熱利用（發(fā)電）“一體化”工藝技術(shù)和成套設(shè)備改造。

我國(guó)現(xiàn)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB4915-2013》自 2014 年 3 月1 日起實(shí)施，規(guī)定水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)氮氧化物排放濃度排放限值為 400毫克/立方米，重點(diǎn)地區(qū)企業(yè)依據(jù) 320 毫克/立方米特別限值執(zhí)行。近年來，在綠色發(fā)展大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)不少省份，如河南、山東、河北、寧夏、山西、吉林等已經(jīng)根據(jù)自身實(shí)際制定了水泥行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，部分地區(qū)已明確要求水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)氮氧化物排放濃度排放限值為 50 毫克/立方米，在較大程度上已嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，排放限值有了較大下降。

隨著鋼鐵行業(yè)超低排放的全面實(shí)施、部分省份水泥行業(yè)超低排放意見的相繼出臺(tái)，以及將來水泥、有色等行業(yè)超低排放意見的全面實(shí)施，對(duì)煙氣凈化產(chǎn)品也提出更高的要求，非電行業(yè)將成為超低排放改造的主戰(zhàn)場(chǎng)，市場(chǎng)前景廣闊。

③行業(yè)集中度逐年上升，進(jìn)一步向龍頭企業(yè)聚集

近年來在國(guó)家環(huán)保與安全政策日趨嚴(yán)格，上游原材料價(jià)格大幅波動(dòng)，人力、運(yùn)營(yíng)成本剛性上漲等多重因素影響下，環(huán)保行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)程度不斷加劇，綜合競(jìng)爭(zhēng)力較弱的中小企業(yè)不斷退出，而擁有品牌、規(guī)模、客戶、渠道和資金等優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將占領(lǐng)更多市場(chǎng)，未來集中度提升、行業(yè)不斷整合的趨勢(shì)仍將延續(xù)。