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1、江苏万德电力环保有限公司 SCR催化剂生产项目可行性研究报告SCR催化剂生产项目可行性研究报告第一章 项目背景1.1 国家相关环境政策背景：氮氧化物的控制是国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求，脱硝行业的发展将得到国家相关政策法规的有力支持。在国家环境保护“十一五”科技发展规划中，电力行业脱硝被列入新型工业化过程中重点解决的环境科技问题，氮氧化物（NOX）的控制技术和对策则被列入区域大气污染物控制重点解决的环境科技问题。在2005年12月3日国务院的国务院关于落实科技发展观加强环境保护的决定中规定“不欠新帐，多还旧帐，严格控制污染物排放总量。所有新建、扩建和改建项目必须符合环保要求，做到
2、增产不增污，努力实现增产减污，积极解决历史遗留的环境问题。”催化剂的生产属于环保产业，在对环保产业的发展上，国家给予了积极鼓励的扶持政策。在国家环境保护“十一五”科技发展规划中，“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定中指示“积极发展环保产业”，“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备，在立足自主研发的基础上，通过引进消化吸收，努力掌握环保核心技术和关键技术”。“推动环境科技进步”，“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关，加强高新技术在环保领域的应用”。这些政策给环保产业创造了宽松的
3、发展环境并指明了环保产业的发展方向，同时对如何建立催化剂生产线具有一定的指导作用。1.2 项目实施的必要性：对催化剂的需求源自氮氧化物的控制需求。我国火电厂氮氧化物的排放控制刚刚处于起步阶段，随着国家标准的逐渐变严，越来越多的火电厂将面临着必须脱硝的严峻任务。1.2.1 氮氧化物控制的必要性：氮氧化物对人体健康和环境都有很大的危害。对人体的直接危害最大的是NO2，它能破坏呼吸系统，引起支气管炎和肺气肿。对环境的危害主要是能够形成“光化学烟雾”，从而对生态系统造成损害并对人体健康造成间接损害，此外氮氧化物也是造成酸雨污染的主要物质之一，因此必须对氮氧化物的排放进行控制。1.2.2 我国氮氧化物排
4、放现状及未来发展趋势：我国氮氧化物的排放量呈逐年增加的趋势，表1-1列出了近年来中国NOX的排放量情况，其中2003年中国NOX排放量已超过1600万吨，随着我国的能源消耗量不断增长，NOX的排放量也将随之持续增加。以2000年为基准期，如不采取控制措施，对我国未来的NOX的排放量进行预测，据预测到2020年我国的NOX排放量将达到3463-3514万吨之间，由此可见，我国今后NOX的控制任务将十分严峻。表1-1近年来中国NOX的排放量年份19981999200020012002氮氧化物排放量(百万吨)3.64.04.75.08.4年份20032004200520062007氮氧化物排放量(百
5、万吨)1618202224我国目前氮氧化物的排放来自汽车、锅炉燃烧、工业生产等多方面。其中2003年的统计数据表明，火电厂已成为NOX排放的最大污染源，约占排放总量的39.6%。不同的燃料对NOX排放量的贡献不同，在各种燃料中，燃煤是NOX产生的最大来源，占各种燃料对NOX排放总量的66.9%.据预测，到2030年煤炭对氮氧化物排放的贡献在燃料中所占的比例依然很重，见表1-2。表1-2煤炭对氮氧化物排放贡献率时间2000201020202030煤炭对氮氧化物排放率贡献(%)62.861.158.456.61.2.3 我国氮氧化物排放控制标准的制定情况：我国的氮氧化物排放控制标准经历了一个从无到
6、有、逐渐严格的一个过程。2000年4月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议修订通过的中华人民共和国大气污染防治法于2000年9月1日起施行。其中第三十条明确规定“企业应当对燃料燃烧过程中产生的氮氧化物采取控制措施”。第十三条规定“向大气排放污染物的，其污染物排放浓度不得超过国家和地方规定的排放标准”。2003年12月23日发布2004年01月01日实施的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）中对火力发电锅炉氮氧化物最高允许排放浓度规定如表1-3所示：表1-3火力发电锅炉氮氧化物最高允许排放浓度时段第1时段第2时段第3时段实施时间2005年1月1日2005年1月1日2
7、004年1月1日Vdaf20%450标准中对氮氧化物的排放有了明确的控制指标，并且规定第三时段火力发电锅炉须预留烟气脱除氮氧化物装置空间。北京市在控制污染方面一直走在全国前列，2002年北京市环境保护局颁布的锅炉污染物综合排放标准（DB11/139-2002）中对燃煤锅炉中氮氧化物的排放限定规定为250-300mg/Nm3，目前正准备进一步提高标准。同脱硫一样，北京市在脱硝方面的指标预示着全国污染控制指标的方向，伴随着脱硫治理工作的逐步完善，不久的将来，我国氮氧化物的控制指标和技术方面也将跟上硫氧化物控制的步伐。1.2.4 我国火电企业氮氧化物的控制现状：氮氧化物的控制主要是指对汽车、锅炉和工
8、业生产排放出的NOX的控制。目前汽车尾气的排放已得到有效的控制，而锅炉、工业生产排放出的NOX绝大部分没有进行治理。部分锅炉采取低氮燃烧技术来减轻氮氧化物的排放，但仍不能满足较高的标准要求，表1-4和表1-5列出了不同类型锅炉氮氧化物的排放浓度，作为国民经济的基础工业随着国民经济的发展，电力工业规模不断增大，火电机组装机仅有极少部分已经配置和即将配置脱硝装置，大量的原有机组和新建机组都面临着进行脱硝的局面。表1-4我国大型四角切圆燃煤锅炉NOX排放浓度电厂机组容量/MW煤种低NOX措施NOX排放(6%O2)/mg/m3外高桥电厂300烟煤WR燃烧器，OFA分级407-590妈湾电厂300烟煤W
9、R燃烧器，OFA分级，部分二次风偏置530-616哈三电厂600烟煤WR燃烧器，两层OFA655石洞口电厂600烟煤WR燃烧器，OFA分级630黄台电厂300贫煤PM燃烧器，OFA742-920华鲁电厂300贫煤WR燃烧器，OFA分级，部分二次风偏置787-918汉川电厂300贫煤R燃烧器，OFA分级809-904阳罗电厂300贫煤R燃烧器，OFA分级809-904表1-5我国W型火焰炉NOX排放浓度电厂机组容量/MW煤种低NOX措施NOX排放(6%O2)/mg/m3上安电厂2350贫、烟煤混合(Vdaf16.72%)PAX燃烧器(双调风漩流一次风交换和前后分级风)1490华能岳阳电厂2362
10、贫、烟煤混合(Vdaf10%)旋风浓缩器的直流缝隙式燃烧器，前后墙有分级风1540珞璜电厂2360贫煤(Vdaf14.27%)前后墙有分级风920鄂州电厂2300贫煤(Vdaf11%)FW型燃烧器前后墙送风1590第二章 行业发展现状2.1行业发展现状：2.1.1 世界上脱硝催化剂生产工艺的发展历程人类活动排入大气中的NOX中，90%以上生产于各种燃料燃烧过程。NOX虽有多种，但从燃烧系统中排出的主要是NO1和NO2。根据美国统计，大约50%以上的NOX来自固体燃烧源，其余的来自汽车尾气。但直至六十年代末期才把NOX作为火电锅炉排烟中有害成分予以重视。选择性催化还原反应（SCR）技术因是目前工
11、业上应用最广的一种脱硝技术（3P143），最早是在1950年由美国人Eegelhard公司首先提出来并申请专利,到1972年在日本正式研究和开发并于1978年实现工业化。也是目前我国主要使用的烟气脱硝技术。其主要反应如下: 4NH3+4NO+O24N2+6H2O (1)8NH3+6NO+O27N2+12H2O (2)2NH3+NO+NO2N2+3H2O (3)在SCR工艺系统中,催化剂是重要组成部分,它的性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果,催化剂也是整个工艺设备中成本最高的一部分。因此催化剂的生产设备对SCR系统至关重要。德国于20世纪80年代中叶引进了SCR技术,目前装备SCR的装机容量
12、已超过60000MW，且50 MW以上的机组都配置了SCR系统；美国于1990年也采用了SCR技术对电厂进行脱硝处理。Babcock-Hitachi公司于1960年依靠自身技术开发了TiO2催化剂，并于1970年开始投入商业化运作。我国于2000年在华阳后石电厂第一次采用SCR技术进行脱硝。日本在1970年开始要求锅炉配备SCR设备，欧洲国家如德国在1980年实施NOX控制法规，美国则在1990年通过了洁净空气法案修正案并推动了SCR技术在美国的应用。2.1.2 国际上同类行业产品生产状况：2.1.2.1 概述：目前国际上主要的催化剂生产厂家有日本Babcock-Hitachi公司、日本三菱重
13、工、德国ARGILLOM公司、美国Corning公司、丹麦哈德尔托普索公司等（见表2-1）。日本是生产SCR催化剂最早的国家，美国康宁公司于1989年引进日本三菱重工技术。表2-1 国际上主要催化剂生产厂家厂商名称Babcock-Hitachi三菱重工CorningEnvirotherm GmbH(KWH)TopsoeCeram日立造船HK国家日本日本美国德国丹麦奥地利韩国催化剂产品类型平板式蜂窝式蜂窝式蜂窝式平板式蜂窝式市场第一套装置1975关西EPCO/Kaiman，450MW19701995（对燃煤机组而言）1986催化剂生产能力10000立方米/年20000立方米/年业绩情况超过580
14、套，其中燃煤电站机组应用居世界第一，总量超过8万MW500多套876套（总计）462.1.2.2 主要生产厂家概况：（一)康明泰克公司（Cormetech）：康明泰克公司是康宁公司（Corning）和三菱公司（Mitsibushi）50：50的合资企业，创立于1989年，在北卡洛莱纳州和田纳西州设有生产基地，厂区面积约20000m2。（二）日立公司：株式会社日立制作所成立于1910年，资本金为2820亿日元，集团人数为347424人，1953年成立巴布科克日立公司，1994年在中国设立日立（中国）有限公司。该公司于1960年依靠自身技术开发了TiO2催化剂，并于1970年开始商业化运作。（三）触媒化成：触媒化成工业株式会社（CATALYSTS & CHEMICALS IND. CO., LTD）简称CCIC，成立于1958年，注册资本金为8亿日元，拥有职工约400名，其中三分之一是技术研究员。触媒化成的催化剂为蜂窝式催化剂，是基于三菱化成（现在的三菱化学）的专利技术进行的工业化生产，该催化剂于1976年在日本首次投入市场。（四）托普索公司（Haldor Topsoe
