2月18日，中科院過程工程研究所、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所及日本明電舍株式會社簽署了三方合作協(xié)議，將在未來兩年內(nèi)共同研發(fā)燃煤煙氣脫硝催化劑的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。圖為簽約現(xiàn)場。（鐘科 攝）
近日，國家環(huán)保部頒布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（二次征求意見稿）》，該文件與2009年頒布的第一次征求意見稿相比，火電廠的脫硝目標(biāo)實現(xiàn)計劃提前了1～3年，排放標(biāo)準(zhǔn)提高了整整1倍。煙氣脫硝對化工行業(yè)意味著什么呢？
驚：氮氧化物污染逼近
“藍(lán)藍(lán)的天上白云飄”，這是很多人對于空氣質(zhì)量優(yōu)良最直觀的感受。而現(xiàn)實是，雖然看到藍(lán)天白云，但空氣質(zhì)量不一定優(yōu)良。這與大氣中氮氧化物的污染有關(guān)。排放到大氣中的氮氧化物在陽光中的紫外線照射下會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種光化學(xué)煙霧，它是一種看似透明聞起來卻嗆人的環(huán)境殺手。
據(jù)了解，典型的氮氧化物污染事件是1952年美國洛杉磯的光化學(xué)煙霧事件。該事件致使當(dāng)?shù)卮笈用癜l(fā)生眼睛紅腫、喉痛咳嗽、皮膚潮紅等癥狀，嚴(yán)重者心肺功能衰竭，有400余名65歲以上的老人因此死亡。同時，氮氧化物也是導(dǎo)致酸雨的元兇之一，它還參與臭氧層的破壞, 氧化亞氮在高空同溫層中會破壞臭氧層，使較多的紫外線輻射到地面, 增加皮膚癌的發(fā)病率。所以, 大氣中氮氧化物的控制和治理已被世界各國所重視。
近年來，我國氮氧化物排放量隨著能源消費的快速增長而迅速上升。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2007年我國火電廠排放的氮氧化物總量已增至840萬噸。據(jù)專家預(yù)測，若不控制，2020年我國氮氧化物排放總量將達(dá)到3000萬噸。環(huán)保部門表示，“十二五”期間，氮氧化物總量控制將在全國范圍內(nèi)實行，并提交全國人大常委會批準(zhǔn)作為“十二五”一項新的減排目標(biāo)。
國家環(huán)保部此次公布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(二次征求意見稿)》，要求從2012年1月1日開始，所有新建火電機組氮氧化物排放量不得超過100毫克/立方米。從2014年1月1日起，重點地區(qū)所有火電投運機組氮氧化物排放量達(dá)到100毫克/立方米，非重點地區(qū)2003年以前投產(chǎn)的機組達(dá)到200毫克/立方米。
與一次征求意見稿相比，此次二次征求意見稿的顯著特點，一是將減排完成時間提前，二是將減排標(biāo)準(zhǔn)提高。2009年7月環(huán)保部出臺的一次征求意見稿，脫硝完成時間是2015年1月1日,重點地區(qū)氮氧化物排放量為200毫克/立方米，非重點地區(qū)為400毫克/立方米。此次征求意見稿在減排完成時間上，將新建裝置提前了3年，其他裝置提前了1年；在減排標(biāo)準(zhǔn)上提高了1倍。
去年6月，成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑二期工程竣工并正式投產(chǎn)。這是我國脫硝催化劑研發(fā)、制造步入新階段的標(biāo)志。圖為來自德國的技術(shù)專家正在觀察生產(chǎn)線上剛剛出產(chǎn)的脫硝催化劑。（陳燮 攝）
喜：過剩產(chǎn)能有了去處
由于我國大氣中氮氧化物2/3以上來自于鍋爐燃煤排放，煙氣脫硝是我國治理氮氧化物大氣污染的主戰(zhàn)場。目前國際上成熟的煙氣脫硝技術(shù)，主要有非選擇性催化還原法（SNCR）和選擇性催化還原法（SCR）兩種。“非選法”是利用鍋爐頂部850℃～1050℃的高溫，在沒有催化劑條件下噴入氨還原氮氧化物，脫硝效率不高，同時氨消耗大。“選法”是在催化劑作用下，在低于420℃的溫度下噴入氨將煙氣中氮氧化物還原，變成無害的氮氣和水蒸氣隨煙氣排放。該技術(shù)特點是脫硝率高，工作溫度較低，運行可靠。因此，后者成為應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。該技術(shù)1978年在日本成功實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用后，其工藝技術(shù)與催化劑的生產(chǎn)技術(shù)一直在不斷地進(jìn)步與完善，形成了蜂窩式和板式兩種主流結(jié)構(gòu)與技術(shù)，很快被北美、歐洲及亞洲各國所引進(jìn)。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長王志軒提供的數(shù)據(jù)，截至2008年底，國內(nèi)已有超過2000萬千瓦的煙氣脫硝機組投運，絕大部分采用的是“選法”。如果環(huán)保部公布的大氣脫硝標(biāo)準(zhǔn)付諸實施，國內(nèi)火力發(fā)電行業(yè)至少有2億千瓦的裝機容量需要建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施。加上“十二五”期間新增火電機組，假設(shè)未來5年新增火電機組裝機容量2.63億千瓦全部需要脫硝，那么“十二五”期間有大約4.63億千瓦的火電機組脫硝需求，國內(nèi)煙氣脫硝市場價值將達(dá)到500億元。
專家預(yù)計，國內(nèi)煙氣脫硝環(huán)保工程的啟動，將給化工行業(yè)帶來兩大新市場。一是合成氨市場。目前我國通過煙氣中排放的氮氧化物每年近1500萬噸，煙氣脫硝所用的還原劑是氨，理論上去除一摩爾氮氧化物要消耗一摩爾的氨，因此煙氣脫硝將給國內(nèi)合成氨行業(yè)帶來一個每年約700萬噸的新消費市場。
二是脫硝催化劑市場。脫硝催化劑的投資通常占整個脫硝投資的40%～60%，脫硝催化劑主要由鈦白粉為原料制造，因此“十二五”期間煙氣脫硝將給脫硝催化劑帶來一個200多億元的新市場。目前已有多家企業(yè)的催化劑生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)或者正在籌建過程中。2010年6月，成都東方凱特瑞環(huán)保公司引進(jìn)的脫硝催化劑生產(chǎn)技術(shù)，二期工程如期竣工并正式投產(chǎn)，其產(chǎn)能隨之增加至15000立方米/年，成為迄今國內(nèi)第一、全球第二大的脫硝催化劑制造基地。
“十一五”期間，我國合成氨行業(yè)已處于較為嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩狀態(tài)，過剩率超過了20%。而國內(nèi)煙氣脫硝工程的啟動，將給合成氨行業(yè)帶來一個容量可觀的新消費市場。對受產(chǎn)品過剩困擾的合成氨行業(yè)來說，這無疑是一個大好的發(fā)展機遇。
愧：核心技術(shù)受制于人
對于脫硝催化劑市場，由于不能掌握核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)多選擇與外資合作，獲利也因此大打折扣。
催化劑是煙氣脫硝的核心產(chǎn)品，其質(zhì)量優(yōu)劣直接決定了煙氣脫硝效率的高低。其中蜂窩式催化劑的應(yīng)用最為廣泛，占全球“選法”催化劑供貨總量的80％左右。但是，國內(nèi)生產(chǎn)催化劑用的鈦白粉制作技術(shù)掌握在國外少數(shù)廠家手中，因此原料必須進(jìn)口，這也就造成了脫硝催化劑的制造成本居高不下。
據(jù)江蘇龍源催化劑有限公司趙禹介紹，他們公司引進(jìn)的是日本觸媒化成公司的生產(chǎn)線，但是催化劑設(shè)計技術(shù)是裝在一個黑匣子里面的，絕對保密。他分析，催化劑所需要的主要原料是超細(xì)晶型鈦白粉，并在生產(chǎn)工藝中加入鎢、鋇、硅等成分，來提高產(chǎn)品熱穩(wěn)定性和成型性能，而這項技術(shù)目前國內(nèi)鈦白粉廠商并沒有掌握。
對于脫硝催化劑的生產(chǎn)，中國工程院院士郝吉明介紹說，美國75％以上的催化劑都是由美日合資的康明泰克公司提供的，生產(chǎn)過程實施全程監(jiān)測，對操作工的精準(zhǔn)化要求非常高，公司甚至對每個操作工存在的問題都有詳細(xì)記載，而且公司的科研人員要比操作人員還要多。
業(yè)內(nèi)專家指出，脫硝催化劑是技術(shù)含量高的產(chǎn)品，國內(nèi)要掌握脫硝催化劑生產(chǎn)核心技術(shù)還得從長計議，下大力氣。過去由于認(rèn)識不足，國內(nèi)最大的催化劑生產(chǎn)企業(yè)也被國外收購，至今國內(nèi)催化劑行業(yè)實力還比較薄弱。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，一方面國內(nèi)脫硝催化劑生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)聯(lián)合科研院所，開展脫硝催化劑的研發(fā)攻關(guān)，注重在引進(jìn)國外催化劑產(chǎn)品的基礎(chǔ)上消化吸收，逐步掌握其核心技術(shù)。另一方面，鑒于國內(nèi)煙氣脫硝市場巨大，同時大氣環(huán)保也是各國共同受益的事業(yè)，政府可考慮以市場換技術(shù)的辦法，組織國外脫硝催化劑核心技術(shù)的引進(jìn)。
由于不能掌握脫硝催化劑核心技術(shù)，目前國內(nèi)企業(yè)多選擇從國外廠家手中引進(jìn)催化劑生產(chǎn)線。圖為業(yè)內(nèi)專家在參觀江蘇龍源催化劑有限公司引進(jìn)日本觸媒化成公司生產(chǎn)線生產(chǎn)的催化劑產(chǎn)品。（郭典 攝）
