工业废气氮氧化物资源化技术—材料汇总_工业废气资源化

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MOAPTS技术市场分析

A组：刘洪昌，刘东，陆子青，赵倩

一：该技术的创新程度如何，在同类技术中处于领先/一般/落后位置，与其他同类相比优劣势如何，劣势能否规避或者改进。

南京大学张志炳教授主持的“氮氧化物处理技术”是以廉价易得的水和空气作为原料，不需加入任何催化剂或者化学药品，采用绿色环保工艺治理工业尾气中的氮氧化物，实现把废弃物转化为硝酸产品，作为基本工业原料循环使用。

目前，同类技术要分为两种，干法催化转化和碱液湿法吸收。干法催化还原包括低氮燃烧技术、选择性催化还原法（SCR）和非选择性吸收还原法（SNCR）。低氮燃烧技术是采用燃烧技术手段来控制燃烧过程中NOx的生成，又称低NOx燃烧技术。低氮燃烧技术可以有效降低氮氧化物的生成，但是效率低且难以控制。SCR法是一种燃烧后NOx控制工艺，关键技术包括将氨气喷入火电厂锅炉燃煤产生的烟气中;把含有NH3(气)的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器;在催化剂的作用下，NH3(气)同NOx发生反应，将烟气中的NOx转化成H2O和N2等过程，脱硝效率≥90%。SCR脱硝效率较高，可达80%—90%，不过需要消耗大量的热能和贵金属催化剂，吨处理成本在1000-10000美元，且效率很难达到95%。同时还需要采用增设装置，费用较高，另外催化剂容易受多种因素影响失效。选择性非催化还原(SNCR)技术，在合适的温度区间(850℃~1100℃)喷入还原剂，通过一系列的气相基元反应将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水，实现减少氮氧化物排放的目的。SNCR效率较低，为50%—80%，不过不需要催化剂、建设运行费用低、在现有装置上改造比较容易。碱液湿法吸收碱液吸收 将产生盐类废物，易造成二次污染，同时也需要连续不断向系统补充 碱液，造成资源浪费和运行成本上升。而张志炳教授主持的氮氧化物处理技术主要有以下几个方面的优势：A.技术优势，张志炳教授研制的“对NOx废气进行资源化处理的绿色化MOAPTS工艺装备”技术上已达到国际先进水平.，同时不需要使用任何催化剂B.成本优势，该技术比现有技术处理成本比国内现有现有处理技术每吨节约1000元以上该他的创新有力地推动了我国相关产业的发展，产生了良好的经济和社会效益C.环保优势，该技术不会造成环境的二次污染，同时还有利于资源的循环利用。

二：该技术能够使用的商业领域有哪些，各领域的市场前景如何

（1）主要应用领域：

火电行业 水泥行业 垃圾焚烧 化学化工 冶金

（2）应用市场前景：

“十二五”期间所有行业NOx排放量消减10%（首次将NOx引入总量控制）。

（3）具体行业分析 a.火电行业

火电行业是NOx最主要的污染排放源（约占65%）。

“十二五”火电厂脱硝市场需求在1000亿以上。从最新的出台政策来看，“十二五”期间国内火电脱硝市场的启动会相对较早，其需求主要体现为新增产能的配套新建、以及现有机组的脱硝改造。预计总体国内火电脱硝市场需求在1000亿元以上。

2009年起，氮氧化物的政策关注度有所提高，“十二五”期间氮氧化物更是列入了总量控制指标。随着新版火电厂烟气排放标准的修订完成、及相关配套政策的出台，脱硝市场的启动将给整个废气治理行业带来新的商机。

在这样的大背景下，建设市场上脱硝业务已经悄然启动，并逐步抢过脱硫业务的风头。从2009年起，脱硝机组的年投运量渐渐起势追赶脱硫机组，并在2011年（年初至今累计）首次超过后者投运速度。截至2010年底，累计完成脱硝的火电机组已达8068万千瓦，占总火电装机容量的11.4%。

市场需求

按目前120元/千瓦的脱硝工程报价，未来5年新建火电配套需求将达300亿元，存量机组改造需求达744亿元。

市场份额

考虑到MOAPTS相对于SCR和SNCR的先进性，以及先入优势，我们保守假设此技术占全部市场份额的5%，十二五期间这部分需求也就是1044*5%=102.2亿元，可见在此领域的市场前景的广阔。

b.水泥行业

环保部门有消息传闻：或将在未来一两年内提高水泥行业氮氧化物排放标准，从800 mg/Nm3提高至400 mg/Nm3。水泥行业“十二五”规划也明确了氮氧化物排放量下降10%的目标。由于水泥行业过去几年盈利情况较好，相对于更火电等其它行业具备实施减排的能力。市场需求

2010 年我国水泥产量为18.68 亿吨，水泥企业近5000 家，由于水泥煅烧产生大量NOx，排放浓度为300mg/Nm3~2200mg/Nm3，每吨熟料约产生1.5kg~1.8kg 氮氧化物，2010 年全国水泥排放氮氧化物约200 万吨，约占全国氮氧化物排放总量的10%，仅次于电力行业和机动车尾气排放，位居第三。今年水泥产量将突破20 亿吨,，氮氧化物排放持续上升，水泥行业“十二五”规划也明确了氮氧化物排放量下降10%的目标。

减排一吨氮氧化物的投入成本约为11-16 元/吨，运行成本3-5 元/吨，合计增加成本14-21元/吨，按2012 年20.6 亿吨水泥产量计算，行业规模约为280-420 亿元。市场份额

沿用先前预期的新技术占有全部市场份额的5%，得到水泥行业的需求是14-21亿元，市场前景也是很理想的。

c.垃圾焚烧行业

概况

2008年9月，全国共建设生活垃圾焚烧厂100座，其中建成56座，在建44座，总处理能力9.2万吨/天。超过70%的生活焚烧厂集中在我国经济最为发达的东部地区，广东、浙江、江苏和4个直辖市位居前四位，合计占全国生活垃圾焚烧处理总量的近60%。80%以上的生活垃圾焚烧厂是近5年兴建的。

“十一五”末，东部地区设市城市的焚烧处理率不低于35%。

表1

我国主要生活垃圾焚烧厂地区分布

地区广东省浙江省数量（座）1818规模（吨/日）1591513260比例（%）1714江苏省直辖市***5951414其他地区合计***41100

市场潜力

（1）垃圾处理基本情况。我国2008年全国660个设市城市的垃圾产生量是1.55亿吨，其中焚烧占15%。若加上非设市县市产生的垃圾和未处理的垃圾，垃圾焚烧量仅占全国垃圾产量的5%左右。

（2）垃圾焚烧市场潜力。《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》指出，“在经济发达、生活垃圾热值符合条件、土地资源紧张的城市，可加大发展焚烧处理技术：新增城市生活垃圾无害化处理能力24.2万吨/日，其中垃圾焚烧厂6.66万吨/日，占27.5%；新增城市生活垃圾无害化处理设施479项，其中垃圾焚烧厂82座，占17.1%”。由此计算平均单个垃圾焚烧厂的处理规模为810吨/天。《可再生能源发展“十一五”规划》（发改能源[2008]610号）中提到，到2010年，建成垃圾发电装机容量50万千瓦。假设2020年焚烧发电的垃圾处理量达到垃圾总量的30%，则2010年到2020年需要新建焚烧能力13.1万吨/天。相当于新建处置能力500吨/天以上的大型垃圾焚烧装置150处，新增发电总装机1152兆瓦；新建处置能力150-500吨/天的垃圾焚烧装置140处，新增发电总装机420兆瓦。届时垃圾焚烧发电总装机将达到2000兆瓦以上。以上数据说明，垃圾焚烧发电行业市场潜力较大。

（3）投资金额预测。“十一五”期间，城市生活垃圾无害化处理率要达到70%，相关设施建设规划总投资589亿元。依据《2009-2012年中国垃圾发电行业投资分析及前景预测报告》的数据，预计2010年全国垃圾发电行业年投资额将高达800亿元，到2020年，全国将新增垃圾发电装机容量约330万千瓦。

商机

比较燃煤、燃油电厂的氮氧化物排放，垃圾燃烧的南氧化物排放是较低的。而十二五规划中对于氮氧化物的控制标准由以前的450—1000ppm降低至100ppm，就需要采用降低氮氧化物的措施。

烟气脱硝，是达到严格排放指标的重要方法，也是代价最高的方法，寻找高效经济的烟气脱硝技术是当前的研究开发热点。

市场估计

表2

分部门、燃料品种的NOX排放因子集 Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà ÃÃà LPG Ãçà ÃÃà Ãà ÃìÃà Ãà Ãà ÷ÃÃÃàà kg/t kg/m3Ã10-4 kg/t Ã÷Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà ¤Ã èÃà Ã8.85 7.24 16.7 21.2 7.4 10.06 3.74 0.75 13.64 1.79 40.96 5.84 2.63 0.53 5.84 9.58 1.26 20.85 0.96 7.25 9.0 5.09 16.7 7.46 7.4 0.37 0.24 0.75 0.9 3.75 4.5 3.05 16.7 4.48 5.77 3.5 1.58 0.32 6.69 1.26 14.62 9.58 1.26 20.85 1.26 20.85 20.85 7.25 9.0 5.09 16.7 7.46 9.62 5.84 2.63 0.53 7.25 9.0 16.7 7.46 9.62 5.84 2.63 ÃèÃÃà Ã÷ úÃ÷ ÃÃü ÃÃà · 31.7 27.4 27.4 27.4 18.1 36.25 36.25 7.5 9.0 7.5 9.0 5.09 16.7 27.4 54.1 54.1 3.75 4.5 3.05 16.7 4.48 5.77 3.5 1.58 0.32 6.69 0.89 14.62 6.69 0.89 14.62 0.89 ÃÃÃà 1.88 2.25 1.7 16.7 2.49 3.21 1.95 0.88 0.18 ÃÃÃà 1.88 2.25 1.7 16.7 2.49 3.21 1.95 0.88 0.18 0.70 1.29

估计该技术第一年的市场份额为10%。

根据企业排放量和治理要求收取技术服务费用，收费标准拟定为500万元/万吨级。总处理能力9.2万吨/天（2008年数据），并以每年20%的速度递增。根据表2估算出焚烧垃圾的NOX排放因子为10kg/t。则到2012年的总收入为：

9.2*1.2*500*365*10%*28% *0.01=3480万 4d.炼钢工业

概况

据中钢协的最新数据显示，2011年国内粗钢产量达6.83亿吨。

商机

钢铁、工业锅炉也是氮氧化物的重要排放源，为拓展氮氧化物减排领域，推进氮氧化物持续减排，“十二五”期间应加快冶金行业、工业锅炉等其他行业氮氧化物控制技术的研发和产业化进程，推进烟气脱硝示范工程建设。

市场估计

据中钢协的最新数据显示，2011年国内粗钢产量达6.83亿吨。

保守估计该技术第一年的市场份额为5%。

根据企业排放量和治理要求收取技术服务费用，收费标准拟定为500万元/万吨级。

每吨钢耗煤量为400kg。

根据表2估算出工业的NOX排放因子为10kg/t。则到2012年的总收入为：

6.83*0.4*0.01*500*10000*5%=6830万 三：是否由试验品转换成了能够实际使用的产品，成本如何，能给使用单位带来什么收益，有哪些问题限制了推广、使用

实际应用：工业应用举例： 本技术已在国家大型企业集团中已推广了 5 套。第一套 4

万吨/年 NOx 废气治理及 60％浓度的硝酸装置和第二套 6.5 万吨/年 NOx 废

气治理及 60％浓度的硝酸装置分别在中国石油与天然气集团公司于 2004 年和

2006 年一次投产成功。第三套 5 万吨/年 NOx 废气治理及50％浓度的硝酸

装置于2008 年在中国科学院下属企业一次投产成功。第四套 1 万吨/年，NOx

废气治理及50％浓度的硝酸装置在中国石化下属企业正在建设。第五套

15km3/h NOx废气治理及 40％浓度的硝酸装置正在杭州某 企业建设。成本：“我们独创的MOAPTS工艺技术系统将NOx废气引入到安装有SVT塔板的反应吸收

处理系统中，常温下不加任何催化剂，不需任何化学溶剂，只要往系统里鼓入空气、加入适量水，就可以将NOx捕集下来制成硝酸。”可以得出成本低廉的结论。效益：本项目的效益主要有两部分组成： 一是废气治理产生的环境效益，二是生成的中等

浓度的硝酸可以作为产品销售而产生的效益。前者的 效益是消除环境危害，避免环

境部门罚款，治理后由于生产现场环境 改善而提高的劳动生产率等方面的总和, 这

也是本课题最有意义的 方面；后者的效益主要表现在将 NOx 回收并制成一定浓度的硝酸，避免资源浪费，同时可进行市场销售所创的效益，以及由于可能进行 循环

使用而减少采购浓硝酸而减少开支的部分；此外，也可减少储存 危险品所需的容器

和安全监管等所缩减的费用之总和。

推广和使用：鉴于本技术已是一项较为成熟的可直接工业化的技术，只要用户给定现有 NOx

废气条件（对废气原料的技术参数要求： NOx废气原料流量为 60m3/h以上，上限不限。废气原料中NOx含量高于 100mg/m），并提出处理要求，本单位

可直接进入工业化设计程序。