摘要：煤炭和燃油中的N元素在燃燒過程中會生成氮氧化物，氮氧化物是一種嚴重危害大氣質(zhì)量的污染物。隨著環(huán)境事故的頻發(fā)，公眾對環(huán)保的意識也在逐漸加強，對煙氣和尾氣中氮氧化物的脫除，成為人們關注的熱點。本文對我國目前氮氧化物排放現(xiàn)狀、現(xiàn)行的脫硝技術和未來的市場空間進行了深入地分析。

　　氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，是導致酸雨和光化學煙霧的罪魁禍首，給自然環(huán)境和人類帶來嚴重的危害。我國目前已經(jīng)是氮氧化物排放量最大的國家，政府 “十三五”發(fā)展規(guī)劃中表明到2020年全國氮氧化物排放總量比2015年降低15%，巨大的環(huán)保壓力也帶來了廣闊的市場空間。

　　燃煤鍋爐是我國氮氧化物排放最主要的來源

　　我國是一個多煤缺油少氣的國家，煤炭是我國最重要的動力來源，我國目前火力發(fā)電裝機容量占全國總裝機容量的站60%，發(fā)電量占總發(fā)電量的70%(2016年全國電力統(tǒng)計快報)。隨著我國環(huán)保力度的加大，“燃煤鍋爐超低排放改造”和關停小火電、小鍋爐等一系列舉措的實施，目前燃煤鍋爐脫硝設備裝機率已達到86%，來自燃煤鍋爐氮氧化物占總排放量的比例已呈逐漸下降態(tài)勢，從2012年占比70%下降到2017年的52%。由于近年來汽車保有量的大幅增加，以及大量未配備尾氣處理裝置的國三甚至國二排放標準的柴油車仍在路行駛，再次國內(nèi)油品質(zhì)量的低下導致在交通運輸行業(yè)也排放了大量的氮氧化物，有關資料顯示在2015年來自交通運輸行業(yè)的氮氧化物排放量為688萬噸，占到該年我國氮氧化物總排放量的35%以上。可以看到燃煤鍋爐和交通運輸行業(yè)構(gòu)成了我國氮氧化物的絕對來源。

　　燃煤電廠煙氣脫硝多采用SNCR/SCR耦合脫硝系統(tǒng)

　　目前常用的脫硝技術有選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)。SCR是在催化劑的作用下，有選擇性地用還原劑(氨、尿素等)將煙氣中的氮氧化物(NOx)還原成無害氣體(N₂、H₂O)，是爐外控制氮氧化物排放的最有效的方法。SCR和SNCR這兩種工藝原理上并無太大區(qū)別，主要區(qū)別在于SNCR不使用催化劑，導致SNCR反應溫度比SCR要高，在考慮煙氣余熱回收的條件下，SCR成為最佳的選擇。燃煤電廠廣泛采用的SCR脫硝催化劑為V₂O₅-WO₃/TiO₂體系，催化劑成本通常占脫硝裝置總投資的20%～30%，每運行3年時間就需要更換催化劑，導致SCR的建設和運行投入是SNCR投入的數(shù)倍以上。目前我國燃煤電廠普遍采用SNCR和SCR相結(jié)合的耦合脫硝系統(tǒng)，具有了SCR的脫硝效率高、SNCR的投資省的特點同時也做到了煙氣中余熱的回收。SNCR/SCR耦合脫硝系統(tǒng)實質(zhì)上是SNCR+較小尺寸的SCR，工藝方法為前端為SNCR，從鍋爐排出的煙氣在經(jīng)省煤器之前噴入適量尿素溶液還原一部分NOx，煙氣溫度并未下降太多，進入省煤器回收余熱，尿素分解產(chǎn)生的未反應完全的氨跟隨煙氣進入后端較小的SCR裝置，進一步完成催化還原反應，使NOx降低到排放標準以下。

　　法國佛吉亞排氣公司是汽車尾氣脫硝的龍頭企業(yè)

　　截止到2016年末，我國各類車輛保有量超過2億輛，同時以每年超過2300萬輛的速度增加，隨著汽車數(shù)量的大幅增加導致交通運輸行業(yè)的氮氧化物排放成為僅次于燃煤鍋爐的排放量。應用于汽車尾氣脫硝的原理與燃煤過濾脫硝原理相同，都為選擇性催化還原(SCR)的方法，但由于汽車尾氣溫度更低，需要采用催化能力更好的催化劑，比如貴金屬銀、鉑、銠和稀土金屬等，造價更為昂貴。目前汽車尾氣脫硝行業(yè)居于龍頭地位的是法國佛吉亞排氣公司，佛吉亞的尾氣脫硝系統(tǒng)采用納米級鈦白基蜂窩載體，催化劑類型為鈰-鉑類催化劑，佛吉亞目前在中國有15家工廠，為一汽大眾、上海大眾、上海通用、神龍公司、東風日產(chǎn)、奇瑞等企業(yè)提供尾氣脫硝系統(tǒng)。

　　燃煤電廠煙氣脫硝行業(yè)的市場前景廣闊

　　最新的燃煤電廠排放標準大幅度提高了氮氧化物的排放約束指標，從之前最低450 mg/m³大幅提高到 100 mg/m³，并要求全部新建鍋爐必須配備脫硝設備，已有鍋爐完成超低排放改造，實現(xiàn)到2020年全國氮氧化物排放比2015年降低15%的目標，新標準的實施為火電脫硝市場新的機遇。2017年，我國規(guī)模以上電廠裝機容量達到17.7億千瓦，同比增長7.6%，但增速較 2016年下降 0.6個百分點，按脫硝設備安裝率86%的比例計算SCR催化劑總量為132萬立方米，以催化劑使用壽命3年計算，每年需要更新的催化劑達到44萬立方米，以市場價格3.5萬元/m3計，每年催化劑市場容量將達154億元，整個脫硝系統(tǒng)的市場將達到510~770億元之間。根據(jù)公開資料，燃煤電廠脫硝系統(tǒng)行業(yè)具有較高的集中度，前五大企業(yè)占有超過20%的市場份額，居于龍頭地位的是國電龍源、科行環(huán)保、菲達環(huán)保和龍凈環(huán)保。

　　結(jié)語

　　在政府和公眾環(huán)保的壓力共同促進下，燃煤電廠煙氣排放標準也在大幅度的提高，目前我國在燃煤煙氣標準上已走到國際先進行列，這就意味著大量的傳統(tǒng)的燃煤鍋爐面臨淘汰或進行超低排放改造，同時新研制的汽油車、柴油車中配備脫硝裝置也成為強制規(guī)定。因此在可預期的將來，我國脫硝市場在逐漸擴大，主營脫硝業(yè)務的企業(yè)的發(fā)展前景持續(xù)看好。