“入口NOx平均浓度327.3mg/m3，出口NOx平均浓度15.55mg/m3，脱硝效率达到95.25%。”这是山东省茌平信源铝业有限公司6#机组的脱硝数据，远低于山东省《关于加快推进燃煤机组(锅炉)超低排放的指导意见》中规定的50毫克/立方米的标准。
如此低的NOx排放浓度，如此高的脱硝效率，企业是如何做到的?记者了解到，该公司采用了山东天璨环保科技有限公司以稀土为主要活性组分的新型高效无毒脱硝催化剂，可再生多次重复使用，最终废弃催化剂不属于危险废弃物，不存在传统催化剂二次污染问题，也彻底解决了企业的后顾之忧。
以稀土为主要活性组分的新型无毒脱硝催化剂有何特点?与传统脱硝催化剂有什么不一样?在燃煤电厂、水泥、玻璃等行业烟气氮氧化物治理应用领域效果如何?
在日前举办的中国(淄博)稀土应用与环保技术高端论坛上，专家对山东天璨稀土基脱硝催化剂实际应用中高效环保、不产生危险废物、无二次污染的良好使用性能给予充分肯定，认为推广稀土基脱硝催化剂不仅有助于燃煤电厂、水泥、玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等行业企业烟气氮氧化物治理，还能推动我国轻稀土平衡利用，促进稀土产业健康发展。
烟气脱硝遭遇绕不过的坎儿?
传统脱硝催化剂多为钒钛系，含有剧毒成分，易产生二次污染，失活的催化剂属于危废，处置费用高
众所周知，NOx是形成酸雨和光化学烟雾的主要因素之一，来源于火电厂锅炉及化工、钢铁、水泥等生产中产生的废气，不仅会引起农作物和森林大面积枯死，还会致癌，危害人类健康。
在NOx污染防治方面，早在2010年初，环境保护部就颁布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》，要求全国范围内200MW及以上燃煤发电机组和热电联产机组，以及大气污染重点控制区域内的所有燃煤发电机组和热电联产机组必须建立脱硝系统。火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)于2011年7月发布，其中NOx排放标准进一步加严。
记者了解到，脱硝技术主要包括低氮燃烧、选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)等。其中，低氮燃烧技术优点是投资低，运行费用低，但脱硝效率低，影响燃烧效率;SNCR的技术特点是在1000℃左右，炉内喷氨，优点是固定投资少，费用只有SCR法的1/3，不用催化剂，缺点是脱硝效率低，氨过量3～5倍，运行费用高，氨逃逸造成二次污染。SCR的技术关键是使用催化剂，效率高，技术成熟可靠，运行费用低。
根据有关统计，目前火电厂采用的脱硝技术95%以上是SCR技术，脱硝催化剂多数为钒钛系，即以V2O5(WO3、MoO3)为活性成分。V2O5有较高的毒性，失活的催化剂属于危废，必须交由专业的危废处理企业处置，处理费用达5000～8000元/m3。此外，钒钛系催化剂的强度、抗磨性、抗SO2毒性等性能还有待优化。
大规模脱硝带来大量废旧催化剂，如果随意堆存或不当利用处置，将造成严重的环境污染和资源浪费。与此相对应的，是亟待提升的危废处理能力。
据山东环保技术服务中心原主任李宝林介绍，山东省危险废物年产生量大，而省内持有危险废物经营许可证单位危废利用处置能力有限，远不能满足处置需求。特别是烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂被列入《国家危险废弃物名录》(2016版)后，每年将会产生上万吨废催化剂。面对这种现状，必须迅速摸清底数，建设完善处置设施，大力推广使用稀土基催化剂。
无毒脱硝催化剂具有哪些优势?
无毒、高效、适用温度范围宽，抗中毒能力强、失活后可再生，无二次污染，无需进行危废处理
针对含钒催化剂存在的问题，山东天璨环保科技有限公司瞄准脱硝催化剂的无毒高效制备技术，联合南京工业大学率先对稀土脱硝催化剂进行研发，形成了具有完整自主知识产权的原始创新成果，填补了国内外烟气无毒脱硝催化剂技术空白，技术性能达到了国际领先水平，也彻底打破了脱硝催化剂关键技术长期依赖国外技术的局面。目前，公司已具备50000立方米/年新型高效无毒脱硝催化剂生产能力，成为我国乃至世界上最大的新型环保脱硝催化剂产业制造基地。
记者在山东天璨环保科技有限公司生产车间见到了无毒脱硝催化剂及其支撑体，闻上去没有刺鼻味道，外形酷似蜂窝状。
“我们研发了稀土掺入的过渡金属复合氧化物脱硝催化剂新体系，和具有助催化脱硝功能的新型ATS多相蜂窝陶瓷支撑体及支撑体与催化活性组分结构之间高强结合的制备新技术，并采用国产化原料制备催化剂，大幅降低催化剂生产成本。”山东天璨环保科技有限公司总经理王志民向记者详细介绍了新型催化剂的独到之处和环保优势，采用稀土为主要活性组分，无毒、高效，脱硝活性温度窗口宽泛(250℃～450℃)，脱硝效率可达90%以上，抗中毒能力强，脱硝催化剂支撑体的轴向抗压强度高，耐水性能好。与普通催化剂3年左右的寿命相比，新型催化剂的使用寿命可达10年，活性降低后经处理可再生多次重复使用。最终废弃催化剂还可制作建筑材料，从根本上解决了有毒催化剂二次污染问题。
围绕无毒脱硝催化剂，山东天璨环保科技有限公司不断加大研发力度，先后申请发明专利34项，其中授权14项，申请国际专利2项。持续改进产品性能，如今开发出了第四代产品，活性更高，生产过程及后续处理更加环保。截至目前，产品已应用于60余项工程。
早在2010年初，环境保护部就颁发了《火电厂氮氧化物防治技术政策》，要求全国范围内200MW及以上燃煤发电机组和热电联产机组，以及大气污染重点控制区域内的所有燃煤发电机组和热电联产机组必须建立脱硝系统。
广东省佛山市南海长海发电有限公司是一家地方性电厂，属于典型的热电联产机组，副厂长王小平告诉记者：“为降低烟气中污染物排放浓度，电厂对1#、2#、12#锅炉机组进行了环保设施升级改造，其中脱硝系统采用的就是山东天璨环保科技有限公司研发的脱硝催化剂，从使用这一年半的情况来看，运行效果良好，关键是省心，不用担心传统废旧催化剂的处置问题。”
记者从山东天璨环保科技有限公司的工程业绩表看到，无毒脱硝催化剂既广泛应用于燃煤电厂，还推广至玻璃、钢铁冶炼、陶瓷生产、化工等领域烟气氮氧化物治理，包括鲁西化工2×480t/h锅炉脱硝改造工程、秦皇岛市讯发玻璃有限公司280T/T熔窑玻璃脱硝工程等。
推广无毒脱硝催化剂能否一帆风顺?
无毒脱硝催化剂工程应用时间短，市场认可度仍需2～3年培育，市场存在一定利益壁垒
记者从中国(淄博)稀土应用与环保技术高端论坛上了解到，强化钒钛系脱硝催化剂环境监管，鼓励使用无毒催化剂已成为大势所趋。
环境保护部2014年下发的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》，明确规定鉴于废烟气脱硝催化剂(钒钛系)具有浸出毒性等危险特性，借鉴国内外管理实践，将其纳入危险废物进行管理，并将其归类为《国家危险废物名录》中“HW49其他废物”。相关部门、单位要强化废烟气脱硝催化剂(钒钛系)的源头管理，从产生、贮存、转移和利用处置等各个环节加强管理防护，并定期向社会公布。要提高再生和利用处置能力，避免二次污染。要加大执法和考核力度，将废烟气脱硝催化剂(钒钛系)管理和再生、利用情况纳入污染物减排管理和危险废物规范化管理范畴，加大核查和处罚力度，严厉打击非法转移、倾倒和利用处置废烟气脱硝催化剂(钒钛系)行为，确保得到妥善处理。
湖北、新疆等省级环保部门也相继出台了进一步加强废烟气脱硝催化剂环境监管工作的相关文件，鼓励有关企业使用不含五氧化二钒的脱硝催化剂，切实从源头上减少废烟气脱硝催化剂(钒钛系)的产生量。
国家工业和信息化部原材料工业司稀土处副处长冯猛表示，工信部正在制定《稀土行业发展规划(2016-2020)》，围绕稀土绿色化应用，推动建立科研、催化剂生产企业、用户等参与的上下游合作机制，加快技术成果转化和产业市场推广，鼓励稀土催化原料生产企业与相关燃煤电厂、具有工业窑炉的原材料企业合作，改造传统钒钛系催化材料生产线。
钒钛系催化剂纳入危废管理，对脱硝催化剂的使用管理提出了更加严格的要求，也为新型高效无毒脱硝催化剂的推广应用打开了空间。
按照火电行业总装机量8.8亿千瓦、浮法玻璃窑炉600条、陶瓷行业窑炉6000条以上计算，预计2017年初，国内脱硝催化剂年需求总量约30万立方米/年。随着国家环保政策对氮氧化物脱除标准不断加严，钢铁、化工、水泥、机动车、轮船等行业脱硝催化剂的用量将持续提升。
“我国稀土储量达6588万吨，是世界上稀土资源储量及品种最丰富的国家，但存在结构性过剩、轻稀土应用水平较低的情况，每年约富余4～5万吨镧、铈元素。”王志民告诉记者，目前稀土基脱硝催化剂的市场占有率仅为4%，若占有率提升至30%，预计需要新催化剂约100000立方米，需要镧铈氧化物约5000吨，可消化目前轻稀土镧铈年产量的十分之一。推广稀土基烟气脱硝催化剂有助于推动我国轻稀土的平衡利用，促进稀土产业健康发展，为合理应用轻稀土镧铈资源开辟新途径。
王志民认为，尽管无毒稀土催化剂的技术已经成熟和完善，但稀土基脱硝催化剂在电厂及其他脱硝行业的工程应用时间短，市场认可度还需要2～3年时间去培育。此外，废弃的钒钛系催化剂对水和土壤的二次污染危害尚未凸显，随着更换期来临，普及无毒脱硝理念尤为迫切，仅靠企业单纯的市场行为远远不够，还需要强有力的政策引导和行政手段。目前，国内五大电力集团和部分地方电力集团都有自己的催化剂厂家，全部为钒钛催化剂厂家，脱硝催化剂市场存在一定的利益壁垒，推进无毒稀土基脱硝催化剂应用还任重道远。
