工业废气氮氧化物资源化技术-材料汇总

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

地区浙江省

数量（座）

18

13260

14

江苏省直辖市

其他地区合计

39100

3754092390

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

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

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d.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。

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