福建龙净环保股份有限公司作为中国大气污染治理行业的龙头企业,与当今世界最大的脱硝催化剂再生公司---美国Coalogix公司实现强强联合,于2013年1月25日在上海注册成立合资公司——龙净科杰环保技术(上海)有限公司。公司总部(含实验及检测中心)位于上海,第一个催化剂再生工厂设立于江苏盐城环保产业园区,并拟注册成立----江苏龙净科杰催化剂再生有限公司,盐城再生工厂将于2013年底正式投产。龙净科杰专业从事脱硝催化剂再生、废弃催化剂处理、催化剂性能检测及脱硝技术咨询服务等,催化剂再生工厂同步建设废水处理设施和固废处理设施,不但可以对再生过程中产生的废水进行无害化处理,还可以对无法再生的废弃催化剂进行无害化处理。
美国CoaLogix公司拥有多项催化剂再生的专利技术, 在美国占85%以上的催化剂再生市场;已拥有超过57,000立方米的催化剂再生业绩,涵盖了蜂窝式、平板式和波纹板式等多种形式的催化剂;获得多项环保绿色能源组织颁发的奖项–包括2008年荣获普氏能源资讯全球能源大奖年度商业技术奖;美国Coalogix公司的催化剂再生工艺已被证明可将失活催化剂的化学性能恢复到新催化剂的水平甚至高达100%。
龙净科杰的成立标志着龙净环保将引领中国脱硝催化剂再生行业的起步与发展。
目前国内催化剂再生还属于起步初期,龙净环保作为国内环保产业的领军企业,有责任对此行业的发展起到引领与示范作用。针对目前此行业面临的众多问题,向各位领导及专家汇报如下:
脱硝催化剂再生是SCR脱硝行业发展的必由之路。
失效的脱硝催化剂属危险废物(属固体废物的一种)。
失效的脱硝催化剂属于危险废物,其收集、贮存、运输、处置均须严格按危险废物的规定执行。
工厂化再生必将成为SCR脱硝催化剂再生行业的主流工艺。
脱硝催化剂初装、加层、更换均可使用再生催化剂。
一、催化剂再生具有显著的社会效益和经济效益
当前,国家高度重视氮氧化物的减排工作。燃煤电厂氮氧化物的脱除普遍采用选择性催化还原技术(SCR),所采用的催化剂化学寿命基本上是按24000小时设计,运行3-4年后,因其失效(或称失活)而需要更换。
催化剂再生具有显著的经济效益:作为燃煤电厂SCR脱硝系统的重要组成部分,脱硝催化剂造价高,成本约占脱硝工程总投资的40%。失活的催化剂进行再生处理可为电厂节约可观费用;如不再生,还需投入资金进行危废处理。
催化剂再生具有显著的社会效益:失活催化剂进行再生有利于环境保护,有利于节约原材料,实现中国有限资源的循环再利用。如不再生,将造成资源的严重浪费和带来环境的二次污染。
由此可以预见,虽然催化剂再生在国内是全新的业务,但中国的SCR脱硝装置使用再生催化剂是迟早的事,是必然趋势。
结论一:脱硝催化剂再生是SCR脱硝行业发展的必由之路。
二、危险废物和危险化学品的认定
《火电厂氮氧化物防治技术政策》(环发[2010]10号)中明确提出:失活催化剂应优先进行再生处理,无法再生的应进行无害化处理,鼓励低成本高性能催化剂原料、新型催化剂和失活催化剂的再生与安全处置技术的开发和应用,电厂对失活且不可再生的催化剂应严格按照国家危险废物处理处置的相关规定进行管理。
根据《火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法》(HJ 562-2010)中所要求,失活催化剂可采用再生或无害化处理。虽然催化剂自身属于微毒物质,但是在其使用过程中烟气中的重金属可能在催化剂内聚集,这种情况下,使用后失活的SCR催化剂应作为危险物品来处理。
根据《国家危险废物名录》:危险废物物化处理过程中产生的废水处理污泥和残渣属于危险废物。失活的脱硝催化剂属于危险废物,再生处理过程中产生的废水处理污泥和残渣均属于危险废弃物。

催化剂再生过程要使用V2O5等化学用品,根据《危险化学品名录(2012版)》V2O5属危险化学品。
经咨询相关环保部门,失效脱硝催化剂均一致被认定为危险废物。
结论二:失效的脱硝催化剂属危险废物。
三、危险废物和危险化学品处理的相关规定
在中华人民共和国境内从事危险废物收集、贮存、处置经营活动的单位,应当依照《危险废物经营许可证管理办法》的规定,领取危险废物经营许可证。
根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《危险废物经营许可证管理办法》规定:禁止无经营许可证或者不按照经营许可证规定从事危险废物收集、贮存、处置经营活动。禁止将危险废物提供或者委托给无经营许可证的单位从事收集、贮存、利用、处置的经营活动。
危险废物的收集、贮存、运输、处置必须由持证单位严格按照《危险废物转移联单管理办法》、《道路危险货物运输管理规定》和《危险废物收集贮存运输技术规范》等规定执行。
危险化学品使用企业应当依照《危险化学品安全使用许可证实施办法》的规定取得危险化学品安全使用许可证,并申领《危险化学品生产使用环境管理登记证》,按照《危险化学品安全管理条例》和《废弃危险化学品污染环境防治办法》等规定执行。
结论三:失效的脱硝催化剂属于危险废物,其收集、贮存、运输、处置均须严格按危险废物的规定执行。
具体有以下延伸内容:(1)直接在电厂进行催化剂现场再生的单位也需持危险废物经营许可证。(2)再生过程产生的废水、废渣、废液须对砷、重金属等进行无害化处理,满足《污水综合排放标准》的要求。未经无害化处理的废水不得排入电厂废水系统。(3)现场再生区域必须用帐篷看护,必须在一个保证人员和环境安全的场所内进行。(4)失效脱硝催化剂在电厂仓库存放的时间不得超过一年。
工厂化再生与现场再生的比较
目前国内脱硝催化剂失活后的再生处理已有两种方案出现,一是现场再生,二是工厂化再生。这与欧洲和美国最初经历的过程相同,但在2005年以后美国已经不再采用现场再生方法。
现场“再生”是一个未经实践证明的概念,其再生过程仅仅是把表面沉积物和附载物用物理化学方法简单清除,再负载一定量的化学活性物质,催化剂内部的微孔无法得到有效的恢复,催化剂比表面不能得到还原,可以说现场再生仅能成为应急的一种非正常的临时措施,而不能成为真正意义的催化剂再生。
现场再生可能带来的危害:因为失活的催化剂含有砷及钒、钼、钨、 铬、镍等重金属,现场再生清洗有毒物质的过程中会产生大量的含有重金属的废气、废水、废液、废渣,加之现场没有无害化处理设备和系统,极易对电厂周边环境和水质形成二次污染,对电厂工作人员产生较大的健康风险。
根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996),砷的最高允许排放浓度是0.5mg/L(重金属铬为1.5 mg/L,镍1.0 mg/L)。《砷污染防治技术政策》很快就会出台,对砷的排放将提出更高的要求,在美国砷的最高允许排放浓度是0.1 mg/L。而催化剂再生过程中大部分砷及钒,钼,钨, 铬,镍等重金属会被溶解和清洗下来。现场再生所产生的废水如果不经过特殊处理,肯定会远远高于这些标准。这就需要拥有专门的废水处理设施,可以对再生过程中产生的废水进行无害化处理,处理后排放废水中的砷及重金属的含量低于这些标准。
工厂化再生是通过物理和化学方法有机的结合,可以将催化剂表面和微孔堵塞物完全去除,更重要的是把化学中毒物砷、磷和碱金属也有效地去除,因为这些化学中毒物是以化学键形式结合在催化剂基体上,简单的现场再生过程是无法根本去除这些化学中毒物的。工厂化再生可以严格控制烘干煅烧的环境,这对化学活性物的负载过程的有效性至关重要,这些都是现场再生根本无法实现的。真正的工厂再生工艺是一个复杂的物理化学过程,也是为每一个客户量身定做的再生方案,可以使催化剂的化学性能恢复到100%。
经过工厂再生的催化剂与现场再生的催化剂着在性能上有本质的区别。虽然有些测试报告显示现场再生的催化剂能较大程度地还原原始催化剂的脱硝性能,但这些测试都是在实验室微型反应器中进行的,大量的对比数据表明,在实验室小试装置中测量的催化剂活性仅能代表催化剂的相对活性,通常用于催化剂的开发,并不能模拟真实的烟气条件而准确地测量催化剂活性的绝对值。这是因为在保持SV不变的情况下,催化剂孔径内的流速偏低,达不到设计的流速,直接影响催化剂的性能。既然小试装置偏离设计条件,那么其测量本身就不具备催化剂性能评价的基础。另外受制于低流速低流量的实际情况,小试装置无法获取氨逃逸数据。众所周知,催化剂的寿命是指脱硝率,SO2 /SO3的转化率、氨逃逸率三者同时满足保证值的条件下的使用时间,这三项指标中有一项不能满足达标要求此催化剂的使用寿命就已终结,因此脱离SO2/SO3的转化率、氨逃逸两个指标的脱硝率是不科学的。因此得出以下结论:
催化剂活性评估:应该在中试装置上进行以获取催化剂的活性绝对值。测试条件应该与实际现场操作条件相吻合。
催化剂失活速率:SCR反应是一个发生在催化剂表面的快速反应,催化剂寿命初期即使催化剂活性点的密度和强度不同,也能显示较高的活性,然而,随着时间的推移和中毒程度的加剧,现场再生的催化剂失活速率会加快,这是因为催化剂孔内的中毒物并未被完全去除。。
比表面积、孔容:这是一个比较直接的衡量催化剂堵塞程度的方法。一般工厂再生的催化剂能恢复原始催化剂的水平,即比表面在75-80m2/m3之间,孔容在0.25m3/g左右。工厂再生的催化剂中的表面Si含量一般在4%以下,而现场再生的催化剂则有较高的Si含量和较低比表面。
SO2/SO3 转化率:失活催化剂中含有较高铁的含量,因而会造成SO2转化率的提高。工厂再生过程根据实际情况会有化学法去除铁的步骤,而现场再生则没有该步骤。