浅析废烟气脱硝催化剂环境管理

郝永利 孙绍锋 胡华龙

(环境保护部固体废物与化学品管理技术中心，北京 100029)

近年来，随着氮氧化物减排的推进，选择性催化还原(SCR)烟气脱硝工艺在我国热电厂得到广泛采用。但是，在氮氧化物排放大幅度削减的同时，产生了大量的含有毒有害物质的废烟气脱硝催化剂。需要进一步加强对废烟气脱硝催化剂的监管，防止其对人体健康和生态环境造成危害。

1 废烟气脱硝催化剂基本情况

目前，国内外火电厂90%以上的氮氧化物减排采用选择性催化还原烟气脱硝工艺。脱硝催化剂是选择性催化还原烟气脱硝工艺的重要原材料，主要由二氧化钛(TiO2，含量80%～90%)、五氧化二钒(V2O5，含量1%～5%)、三氧化钨(WO3，含量5%～10%)组成。脱硝催化剂的使用寿命一般为三年，碱金属中毒是脱硝催化剂失活(即废烟气脱硝催化剂)的主要原因之一。通过对废烟气脱硝催化剂进行再生，可提高或者恢复废烟气脱硝催化剂的活性，使其能够循环使用。据了解，仅约70%～80%的完整废烟气脱硝催化剂可进行再生，20%～30%破损废催化剂无法用于再生。整个生命周期中，废烟气脱硝催化剂最多可再生3～4 次。不能进行再生的废烟气脱硝催化剂，只能用于回收其中的金属或进行最终处置。

2 废烟气脱硝催化剂的环境风险分析

2.1 产生量大，存在二次污染风险

随着氮氧化物污染物减排工作的推进和《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)的实施，几乎所有的火电厂均加装了SCR 烟气脱硝装置。按照脱硝催化剂三年的使用寿命推算，2016年前后我国将开始产生大量的废烟气脱硝催化剂，并呈逐年增长趋势，2020年以后稳定在25～30 万m3/a(约合13～15 万t/a)。

目前，大多电厂将废烟气脱硝催化剂作为一般工业固体废物管理。部分不能再生的废烟气脱硝催化剂被混入粉煤灰中进入生活垃圾填埋场或做建材;部分可再生的废烟气脱硝催化剂流入工艺简陋、技术落后的企业进行再生处理，存在二次污染的环境风险。

2.2 废烟气脱硝催化剂具有危险特性

废烟气脱硝催化剂除了二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨外，还含有铬、铍、砷和汞等重金属。我国部分燃煤电厂产生的废烟气脱硝催化剂的危险特性分析结果表明，废烟气脱硝催化剂的主要潜在危险特性为浸出毒性，其铍、铜、砷的浸出浓度普遍高于新脱硝催化剂的浸出浓度;部分企业废烟气脱硝催化剂中铍、砷、汞的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3－2007)的有关要求，具有一定的环境污染风险。

2.3 再生利用能力严重不足

因为废烟气脱硝催化剂未按照危险废物管理以及收集和处理成本高等原因，拟从事废烟气脱硝催化剂再生和利用的企业一直持观望态度，目前我国的废烟气脱硝催化剂再生利用能力严重不足。据了解，目前仅有数家废烟气脱硝催化剂再生企业主要分布在江苏、重庆和四川等地，再生能力约为20000m3/a。由于技术和成本等因素，我国尚没有从事废烟气脱硝催化剂利用回收有价金属的企业，已有的项目均为小试阶段。存在最终无法再生的废烟气脱硝催化剂得不到妥善利用处置的环境风险。

3 发达国家的管理经验

据了解，欧盟和美国等发达国家和地区普遍将废烟气脱硝催化剂按照危险废物管理。

3.1 欧洲

《欧盟废物分类目录和危险废物名单》(European Waste Catalogue And Hazardous Waste List)规定，含危险过渡金属或危险过渡金属化合物的废催化剂为危险废物，其中危险过渡金属包括:钛、钒、钨、铬、锰、镍等17 种。因此，将含钛、钒、钨等金属及其金属化合物的废催化剂纳入危险废物管理。

3.2 日本

1970年日本就颁布了固体废物处理与清除法律，确认废催化剂为环境污染物。1974年成立了废催化剂回收协会，在废催化剂回收利用协会的组织下，该国就其催化剂的使用和生产展开了调查并根据废催化剂的组成、形状、载体、污染程度、中毒情况及产生的数量等情况，对废催化剂合理地进行了分类，并制定相应的回收利用工艺。由于日本的化学工业集中，废催化剂便于集中回收，日本已从废催化剂中回收有用金属多达24种，通常废催化剂由使用厂、催化剂生产厂及专门回收处理工厂三方协调回收事宜。

3.3 美国

美国的环保法限定，进入环境前的有害物质必需转化为无害物质。因此在美国废催化剂不允许随便倾倒，掩埋废催化剂要缴纳巨额税款。美国EPA 虽然未将废SCR 脱硝催化剂列入危险废物进行管理，但某些州环保局(如加利福尼亚州)认为废SCR 脱硝催化剂含有危险有害物质，要求按照危险废物进行管理。美国的废催化剂回收组织为废催化剂废弃服务部，主要负责协调美国废催化剂的回收事宜。美国的一些催化剂制造公司往往与固定的废催化剂回收公司保持协作关系。近年来，美国已逐步采用以综合性多部门跨学科的研究计划来解决废催化剂的回收问题。

4 相应环境管理建议

4.1 将废烟气脱硝催化剂纳入危险废物管理

根据《国家危险废物名录》第二条的规定，鉴于废烟气脱硝催化剂不排除具有危险特性，且不处理或处理不当可能对环境或者人体健康造成有害影响，应将其纳入危险废物统一管理。

4.2 加强对废烟气脱硝催化剂的监督管理

严格将废烟气脱硝催化剂按照危险废物进行监督管理，落实危险废物申报登记、转移联单和经营许可证等相关法律制度。将脱硝电厂废烟气脱硝催化剂的处理情况与烟气中氮氧化物减排考核挂钩。各地应将脱硝电厂和废烟气脱硝催化剂的收集、贮存、再生利用和处置单位纳入危险废物规范化管理督查考核范围。

4.3 引导废烟气脱硝催化剂再生和利用企业快速发展

研发和引进废烟气脱硝催化剂再生和利用技术，提高我国废烟气脱硝催化剂再生和利用技术水平和处理能力。研究制定废烟气脱硝催化剂再生和利用技术规范，进一步规范废烟气脱硝催化剂再生和利用处置行为。研究制定废烟气脱硝催化剂再生和利用的危险废物经营许可证技术审查指南，进一步规范危险废物经营许可证审批工作，提升废烟气脱硝催化剂再生和利用的整体水平。

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