脱硝催化剂也要消毒？

2014-12-02 09:33 来源: 中国环境报作者: 周雁凌季英德

山东省近日发布实施《山东省选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂技术要求》(以下简称“《技术要求》”)，据了解，这是国内首个SCR烟气脱硝催化剂地方标准。

《技术要求》就SCR烟气脱硝催化剂的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面做了明确规定，适用于山东省燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂、玻璃厂以及其它会产生氮氧化物(NOx)有害气体的工业锅炉或窑炉等SCR烟气脱硝所需使用的催化剂产品。

据介绍，山东省制定《技术要求》，主要是为了规范本省烟气脱硝催化剂产品的技术标准，避免低价格低质量恶性竞争，保障烟气脱硝催化剂的质量。

为何要单独编制催化剂技术标准?

新型稀土基高效无毒脱硝催化剂逐步推广应用，亟须制定相应的统一技术要求，为烟气脱硝催化剂的设计、生产、检测等工作提供指导

“对于SCR烟气脱硝催化剂，此前国内尚无具体的技术标准，因为这项产品和技术长期为国外垄断，国内使用的脱硝催化剂主要依靠进口，即使国内有几条催化剂生产线，知识产权也是国外的。” 《技术要求》主要编制人之一的南京工业大学材料学院教授祝社民对记者说。

记者了解到，目前国内外治理NOx，主要采用选择性催化还原即SCR技术，其核心是使用催化剂，催化剂的化学组成均采用钒钛金属氧化物体系。

祝社民告诉记者，这种钒钛系脱硝催化剂含有剧毒物质V2O5，在水中有相当的溶解度，会对人体的呼吸系统和皮肤产生严重损害，长期接触可引起支气管炎、视力障碍、肾损害等。这种脱硝催化剂不仅在生产过程中会产生污染，而且，废弃后也会再次污染环境。

据了解，按照环境保护部近期出台的相关规定，电厂对失效催化剂应优先进行再生处理，失效且不可再生的催化剂应严格按照国家关于危险废物处理处置的相关规定进行无害化处理。

但是，目前我国还没有一家有资质的企业能够对失效催化剂进行无害化处理。这意味着，再过2年~3年，至少每年需要处理15万M3~20万M3的有毒废旧催化剂，这又将成为我国环保的严重负担。

据介绍，为克服钒钛体系脱硝催化剂在生产和使用过程中的环境污染问题及废旧催化剂的无害化处理难题，国家提供了大量资金、人力和物力支持研发国产无毒SCR烟气脱硝催化剂。目前，这一难题已被山东天璨环保科技有限公司成功攻克。

记者了解到，天璨公司研制的稀土基新型脱硝催化剂，以稀土为主要活性成分，实现了高效、无毒脱硝，无二次污染，可替代剧毒的钒钛体系，并取得了我国脱硝催化剂的自主知识产权。

随着这种新型脱硝催化剂产品的推广应用，亟须制定相应的统一技术要求，以建立山东省选择性催化还原脱硝催化剂规范标准体系，为烟气脱硝催化剂的设计、生产、检测等工作提供指导性文件，并对烟气脱硝催化剂理化性能和技术指标等提出相关要求，确保这种新型产品能够满足使用要求，减少不必要的技术纠纷。

确定了稀土基、催化剂的各项技术指标及试验方法，对烟气脱硝催化剂的产品尺寸、抗压强度、磨损率、SO2转化率和V2O5含量等指标进行严格控制。

标准编制解决哪些问题?

受山东省环保厅、省质量技术监督局委托，山东天璨环保科技有限公司承担《技术要求》具体编制、制定工作。

起草小组经过分析国内外SCR烟气脱硝催化剂技术的发展趋势，确定了稀土基、环境友好型催化剂的各项技术指标及其试验方法，进行了相关试验验证工作。

记者了解到，《技术要求》规定了SCR脱硝催化剂的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面的内容，适用于山东省SCR烟气脱硝催化剂产品。

《技术要求》从哪些方面对SCR脱硝催化剂的性能指标作了界定?祝社民向记者介绍，烟气脱硝催化剂工作时处在高尘、高温、烟气侵蚀和粉尘冲刷等恶劣工况条件下，需要对烟气脱硝催化剂的产品尺寸、翘曲、抗压强度及磨损率等指标进行严格的控制。

为了保证脱硝效率和整个系统的合理性，需要对初始活性系数K0进行严格控制。

他说，脱硝系统运行时，喷入的还原剂NH3和SO3发生反应，生成硫铵盐，毒化催化剂，容易堵塞空气预热器，造成脱硝效率下降;系统压力升高，会降低催化剂使用寿命，增加风机电耗，因此需要对SO2转化率进行严格控制。

由于催化剂中含有V2O5，废弃后存在再次污染环境的问题，因此，必须对V2O5含量加以严格控制，以确保烟气脱硝催化剂安全使用。

《技术要求》提出了哪些“硬杠杠”?

对催化剂产品外观、单体长度、截面尺寸等方面做出具体规定，SO2/SO3转化率，必须小于0.4%，产品中不得检出具有毒性的V2O5成分

依据烟气脱硝催化剂的实际检测结果和现场使用情况，《技术要求》确定了各项理化指标和试验方法。

其中，烟气脱硝催化剂抗压强度的检测方法，选择了陶瓷材料抗压强度试验方法(GB/T 4740-1999)，SO2/SO3转化率的测定选用固定污染源排气中二氧化硫的测定方法(HJ/T 56-2000)，V2O5含量按照危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)测定。

此外，烟气的初始活性系数K0等指标由于国内没有适用的现成检测标准，因此只能参考相关检测标准，制定了检测方法，作为本标准的规范性附录。

《技术要求》规定，产品出厂检验项目为外观、单体长度、截面尺寸、孔径、内外壁厚度、翘曲度、破损、裂纹、抗压强度、磨损强度、活性、SO2/SO3转化率和V2O5含量。

其中，催化剂外观为蜂窝状长方柱，截面尺寸控制在(150±2)mm;单侧端面及侧面破损宽度不超过1个开孔，长度≤20mm，数量不超过两处;单侧侧面、端面裂纹的宽度、数量，以及单侧端面裂缝贯穿程度的大小及数量等都做了相关要求。

严格要求SO2/SO3转化率，必须小于0.4%。由于V2O5具有毒性，《技术要求》特别规定，催化剂产品中V2O5含量不得检出。

按照《技术要求》要求，从每批(产品小于等于100m3为一批)产品中随机抽取3条单体作为样品用于各项性能检验，检验结果全部符合标准要求，方可判该批产品合格。测试样品至少保存两年，以备核查。

此外，《技术要求》还对催化剂产品的标志、包装做出明确规定，要求包装箱外壁必须有清晰、牢固的标志，并附有包括产品名称、型号、批号、生产日期、执行标准号、生产厂名称、合格签章等内容的产品质量合格证。对催化剂的运输和贮存也做出了严格要求。

“通过对测试数据的整理分析表明，试验样品的理化指标完全能够达到标准规定的质量要求。因此，《技术要求》中所确定的各项参数要求和测试方法是合理的，标准所确定的指标是适宜的，作为行业标准的依据也是可行的。”祝社民对记者说。

业内专家认为，《技术要求》对催化剂产品的理化指标尤其是毒性指标提出了更高的具体要求，这将有助于促进新型稀土基高效、无毒、可再生脱硝催化剂的推广应用，加快全省脱硝治理步伐。

为进一步加快推广应用新型高效无毒脱硝催化剂，祝社民建议，政府及环保部门应通过制定相关政策，在电力、水泥等行业优先贯彻推广使用这项《技术要求》，逐步限制含有危废成分的钒钛体系脱硝催化剂在山东省内的使用。