目前，溫室氣體減排的重點(diǎn)依然是降低CO2的排放，同時(shí)，氮氧化物排放也引起了越來越多的關(guān)注。

氮氧化物已成為繼SO2之后我國主要的城市大氣污染物。氮氧化物也是主要的溫室氣體之一，如果以CO2作為基準(zhǔn)計(jì)1，則氮氧化物的增溫效應(yīng)為 310。另外NOX的大量排放不僅導(dǎo)致臭氧層破壞、光化學(xué)煙霧及溫室效應(yīng)，還會(huì)導(dǎo)致人類呼吸系統(tǒng)疾病，并與SO2一樣會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成，造成耕地退化和建筑物受損等。因此應(yīng)盡量處理掉煙氣中的氮氧化物。

何為SCR？

機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放、火力發(fā)電廠鍋爐煙氣、硝酸和氮肥及炸藥等工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣是NOX的主要排放源。電力工業(yè)又是我國的燃煤大戶，因此火力發(fā)電廠是NOX排放的主要來源之一。

氮氧化合物（NOX）通常包括NO、NO2、N2O等。主要產(chǎn)生于礦物燃料（如煤和燃油等）的高溫燃燒過程，其中NO占NOX總排放量的90%。

NOX排放控制技術(shù)可以根據(jù)燃燒過程分為燃燒脫氮、燃燒方式改進(jìn)和燃燒后處理3種。燃燒后脫硝又稱煙氣脫硝，是目前NOX排放控制最有效的辦法。

SCR是Selective Catalytic Reduction的縮寫，是指選擇性催化還原技術(shù)。目前，大型燃煤電廠煙氣脫硝應(yīng)用最為廣泛的是選擇性催化還原SCR技術(shù)，該技術(shù)由Engelhard 公司發(fā)明并于1957年申請(qǐng)專利，分別于1977年和1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業(yè)運(yùn)營。20世紀(jì)80年代中期開始迅速在日本、西歐和美國等國家的電站應(yīng)用。目前，SCR已成為世界上應(yīng)用最廣泛、最為成熟且最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。

氮氧化合物的兩種形態(tài)

SCR 技術(shù)是還原劑在催化劑作用下，選擇性地與NOX反應(yīng)生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故被稱為“選擇性”。

煤和燃油燃燒產(chǎn)生的NOX按產(chǎn)生機(jī)制分為熱力型NOX（N2和在高溫下反應(yīng)）和燃料型NOX（燃料中的N與O2反應(yīng)）。熱力型NOX是燃燒室進(jìn)入的空氣中的氮和氧在高溫下生成的NO、NO2的總和，隨著溫度的升高，NOX的生成速率按指數(shù)規(guī)律迅速增加，降低燃燒溫度是減少熱力型NOX的根本措施。

燃料型NOX是煤炭中的含氮有機(jī)物在一系列氧化條件下氧化生成的NOX，提高燃油品質(zhì)是減少燃料型NOX的有效途徑。燃煤電廠煙道氣中的氮氧化物主要為熱力型。改進(jìn)煤的燃燒方式、降低煤燃燒時(shí)的溫度，可以大大降低熱力型NOX的生成量，但不可避免地會(huì)帶來煤燃燒效率的下降，從而造成CO2排放量增加。

我國燃煤電廠NOX排放現(xiàn)狀

我國是一個(gè)以煤為主要能源的國家，在我國能源結(jié)構(gòu)中有70%—80%由煤燃燒來提供，據(jù)測(cè)算，每燃燒1噸煤，會(huì)產(chǎn)生5—30kg氮氧化物，煤炭高溫燃燒成為我國排放氮氧化物的主要來源之一。根據(jù)1997年《中華人民共和國可持續(xù)發(fā)展國家報(bào)告》預(yù)測(cè)，到2010年，我國一次能源消耗中煤仍占 66.44%—69.0%。如果不進(jìn)一步采取有效的控制措施，我國氮氧化物年排放量到2020年將達(dá)到29Mt的規(guī)模。

我國的煤炭資源大約60%用于火力發(fā)電，火力發(fā)電廠NOX排放量大，排放也相對(duì)集中，其實(shí)這一點(diǎn)有利于我國氮氧化物的減排。

隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，均采用燃燒控制與SCR技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行煙氣脫硝。我國燃煤來源復(fù)雜，煤種質(zhì)量普遍偏低，考慮到我國燃煤鍋爐的現(xiàn)狀，采用改進(jìn)燃煤鍋爐和改進(jìn)的燃燒技術(shù)，輔之以煙道氣選擇性催化還原脫硝技術(shù)，可為我國火電廠煙道氣脫硝提供最為現(xiàn)實(shí)可行的選擇。

——專家圈點(diǎn)——

點(diǎn)評(píng)人：司知蠢（清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系博士）

SCR市場(chǎng)巨大

我國大氣中的氮氧化物主要來源于煤和石油的燃燒。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國2000年NOX排放總量為11.12Mt，其中固定源占60.8%，移動(dòng)源占39.2%，2006年火電NOX排放為8.311Mt，比2003年增加了13.8%，2006年我國火電氮氧化物的排放水平為 3.52g/kWh，而1999年美國、英國、德國和日本的火電氮氧化物排放水平分別為2.2、1.9、0.9、0.29g/kWh。

另外，我國火電占總電力的70%—80%，這也直接導(dǎo)致我國近年來氮氧化物排放的急劇增加，我國單位GDP排放的氮氧化物是歐美日等國家的5—30倍，說明我國氮氧化物排放控制水平仍處于初級(jí)階段。

歐洲、日本和美國是世界上對(duì)燃煤電廠，排放控制最為嚴(yán)格的國家和地區(qū)，其安裝SCR的機(jī)組容量2006年我國火力發(fā)電廠的總機(jī)組容量達(dá)2.83 萬億kW，而安裝SCR裝置的機(jī)組容量僅為11.4GW，不足1%。由此可見，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)能源的巨大需求及日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染威脅，SCR 脫硝技術(shù)在我國的市場(chǎng)非常巨大。

脫硝材料需改進(jìn)

中國在SCR脫硝催化材料研發(fā)中具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)傳統(tǒng)的脫硝材料以適應(yīng)中國火電廠脫硝需要是當(dāng)務(wù)之急，低溫活性好、N2選擇性高、溫度窗口寬、抗硫中毒性能優(yōu)良和熱穩(wěn)定性高的催化材料將是中國SCR脫硝技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)，沸石基脫硝催化材料是未來SCR催化材料的主要發(fā)展方向之一。

——技術(shù)進(jìn)展——

龍?jiān)喘h(huán)保公司首批脫硝催化劑成功出爐

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