淺析廢煙氣脫硝催化劑環境管理

郝永利 孫紹鋒 胡華龍

(環境保護部固體廢物與化學品管理技術中心，北京 100029)

近年來，隨著氮氧化物減排的推進，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝在我國熱電廠得到廣泛采用。但是，在氮氧化物排放大幅度削減的同時，產生了大量的含有毒有害物質的廢煙氣脫硝催化劑。需要進一步加強對廢煙氣脫硝催化劑的監管，防止其對人體健康和生態環境造成危害。

1 廢煙氣脫硝催化劑基本情況

目前，國內外火電廠90%以上的氮氧化物減排采用選擇性催化還原煙氣脫硝工藝。脫硝催化劑是選擇性催化還原煙氣脫硝工藝的重要原材料，主要由二氧化鈦(TiO2，含量80%～90%)、五氧化二釩(V2O5，含量1%～5%)、三氧化鎢(WO3，含量5%～10%)組成。脫硝催化劑的使用壽命一般為三年，堿金屬中毒是脫硝催化劑失活(即廢煙氣脫硝催化劑)的主要原因之一。通過對廢煙氣脫硝催化劑進行再生，可提高或者恢復廢煙氣脫硝催化劑的活性，使其能夠循環使用。據了解，僅約70%～80%的完整廢煙氣脫硝催化劑可進行再生，20%～30%破損廢催化劑無法用于再生。整個生命周期中，廢煙氣脫硝催化劑最多可再生3～4 次。不能進行再生的廢煙氣脫硝催化劑，只能用于回收其中的金屬或進行最終處置。

2 廢煙氣脫硝催化劑的環境風險分析

2.1 產生量大，存在二次污染風險

隨著氮氧化物污染物減排工作的推進和《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223－2011)的實施，幾乎所有的火電廠均加裝了SCR 煙氣脫硝裝置。按照脫硝催化劑三年的使用壽命推算，2016年前后我國將開始產生大量的廢煙氣脫硝催化劑，并呈逐年增長趨勢，2020年以后穩定在25～30 萬m3/a(約合13～15 萬t/a)。

目前，大多電廠將廢煙氣脫硝催化劑作為一般工業固體廢物管理。部分不能再生的廢煙氣脫硝催化劑被混入粉煤灰中進入生活垃圾填埋場或做建材;部分可再生的廢煙氣脫硝催化劑流入工藝簡陋、技術落后的企業進行再生處理，存在二次污染的環境風險。

2.2 廢煙氣脫硝催化劑具有危險特性

廢煙氣脫硝催化劑除了二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢外，還含有鉻、鈹、砷和汞等重金屬。我國部分燃煤電廠產生的廢煙氣脫硝催化劑的危險特性分析結果表明，廢煙氣脫硝催化劑的主要潛在危險特性為浸出毒性，其鈹、銅、砷的浸出濃度普遍高于新脫硝催化劑的浸出濃度;部分企業廢煙氣脫硝催化劑中鈹、砷、汞的浸出濃度超過《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3－2007)的有關要求，具有一定的環境污染風險。

2.3 再生利用能力嚴重不足

因為廢煙氣脫硝催化劑未按照危險廢物管理以及收集和處理成本高等原因，擬從事廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的企業一直持觀望態度，目前我國的廢煙氣脫硝催化劑再生利用能力嚴重不足。據了解，目前僅有數家廢煙氣脫硝催化劑再生企業主要分布在江蘇、重慶和四川等地，再生能力約為20000m3/a。由于技術和成本等因素，我國尚沒有從事廢煙氣脫硝催化劑利用回收有價金屬的企業，已有的項目均為小試階段。存在最終無法再生的廢煙氣脫硝催化劑得不到妥善利用處置的環境風險。

3 發達國家的管理經驗

據了解，歐盟和美國等發達國家和地區普遍將廢煙氣脫硝催化劑按照危險廢物管理。

3.1 歐洲

《歐盟廢物分類目錄和危險廢物名單》(European Waste Catalogue And Hazardous Waste List)規定，含危險過渡金屬或危險過渡金屬化合物的廢催化劑為危險廢物，其中危險過渡金屬包括:鈦、釩、鎢、鉻、錳、鎳等17 種。因此，將含鈦、釩、鎢等金屬及其金屬化合物的廢催化劑納入危險廢物管理。

3.2 日本

1970年日本就頒布了固體廢物處理與清除法律，確認廢催化劑為環境污染物。1974年成立了廢催化劑回收協會，在廢催化劑回收利用協會的組織下，該國就其催化劑的使用和生產展開了調查并根據廢催化劑的組成、形狀、載體、污染程度、中毒情況及產生的數量等情況，對廢催化劑合理地進行了分類，并制定相應的回收利用工藝。由于日本的化學工業集中，廢催化劑便于集中回收，日本已從廢催化劑中回收有用金屬多達24種，通常廢催化劑由使用廠、催化劑生產廠及專門回收處理工廠三方協調回收事宜。

3.3 美國

美國的環保法限定，進入環境前的有害物質必需轉化為無害物質。因此在美國廢催化劑不允許隨便傾倒，掩埋廢催化劑要繳納巨額稅款。美國EPA 雖然未將廢SCR 脫硝催化劑列入危險廢物進行管理，但某些州環保局(如加利福尼亞州)認為廢SCR 脫硝催化劑含有危險有害物質，要求按照危險廢物進行管理。美國的廢催化劑回收組織為廢催化劑廢棄服務部，主要負責協調美國廢催化劑的回收事宜。美國的一些催化劑制造公司往往與固定的廢催化劑回收公司保持協作關系。近年來，美國已逐步采用以綜合性多部門跨學科的研究計劃來解決廢催化劑的回收問題。

4 相應環境管理建議

4.1 將廢煙氣脫硝催化劑納入危險廢物管理

根據《國家危險廢物名錄》第二條的規定，鑒于廢煙氣脫硝催化劑不排除具有危險特性，且不處理或處理不當可能對環境或者人體健康造成有害影響，應將其納入危險廢物統一管理。

4.2 加強對廢煙氣脫硝催化劑的監督管理

嚴格將廢煙氣脫硝催化劑按照危險廢物進行監督管理，落實危險廢物申報登記、轉移聯單和經營許可證等相關法律制度。將脫硝電廠廢煙氣脫硝催化劑的處理情況與煙氣中氮氧化物減排考核掛鉤。各地應將脫硝電廠和廢煙氣脫硝催化劑的收集、貯存、再生利用和處置單位納入危險廢物規范化管理督查考核范圍。

4.3 引導廢煙氣脫硝催化劑再生和利用企業快速發展

研發和引進廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術，提高我國廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術水平和處理能力。研究制定廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術規范，進一步規范廢煙氣脫硝催化劑再生和利用處置行為。研究制定廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的危險廢物經營許可證技術審查指南，進一步規范危險廢物經營許可證審批工作，提升廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的整體水平。

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