一氧化碳治理，是環(huán)保新機(jī)遇還是舊瓶裝新酒？
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】在當(dāng)今環(huán)保意識日益增強(qiáng)的時代，空氣質(zhì)量已成為全民關(guān)注的焦點。而一氧化碳（CO）作為我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中六項基本控制污染物之一，其治理工作正悄然成為環(huán)保領(lǐng)域的新熱點。
一氧化碳的來源廣泛且排放量巨大，主要來源于冶金、化工等行業(yè)化石燃料的燃燒、垃圾焚燒以及汽車尾氣等。近年來，隨著我國大氣污染防治工作的不斷深入，常規(guī)大氣污染物的排放得到了有效控制，環(huán)境質(zhì)量有了顯著改善。然而，一些非常規(guī)污染物的排放問題逐漸浮出水面，一氧化碳便是其中之一。它對人體健康和生態(tài)環(huán)境都構(gòu)成了較大威脅，因此成為環(huán)保工作重點關(guān)注的對象。
鋼鐵行業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，同時也是一氧化碳排放的主要來源之一。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)排放的一氧化碳中，有相當(dāng)一部分來自鋼鐵行業(yè)，其中燒結(jié)工序的排放占比高達(dá)40%。在雙碳戰(zhàn)略的大背景下，一氧化碳治理成為鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳的關(guān)鍵突破口。
當(dāng)前，國內(nèi)90㎡規(guī)模以上的燒結(jié)機(jī)約有500多臺， 預(yù)計每臺燒結(jié)機(jī)CO催化劑的平均用量達(dá)到70立方米。經(jīng)測算，僅90㎡規(guī)模以上的燒結(jié)機(jī)CO催化劑的需求量預(yù)計將達(dá)到40000立方米左右，市場規(guī)模在200億元左右，產(chǎn)品的市場前景較為可觀，有望成為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新藍(lán)海。
一氧化碳來源
就鋼鐵企業(yè)而言，一氧化碳產(chǎn)生量大、排放源多，主要來源于三個方面：
一是燒結(jié)機(jī)、高爐熱風(fēng)爐、軋鋼加熱爐、石灰窯、自備電廠等燃燒過程中煤、焦炭、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣不完全燃燒產(chǎn)生的排放；
二是高爐爐頂均壓放散和休風(fēng)放散、煉鋼一次煙氣、軋鋼加熱爐反吹煤氣、煉焦焦?fàn)t和干熄焦等生產(chǎn)過程排放；
三是富裕煤氣放散排放。其中，燒結(jié)機(jī)頭煙氣一氧化碳濃度可達(dá)幾千毫克/立方米左右。
相關(guān)政策要求
在政策層面，一氧化碳治理工作早已拉開帷幕。2018年，唐山市率先印發(fā)《關(guān)于對燒結(jié)機(jī)機(jī)頭一氧化碳超限值排放的鋼鐵企業(yè)實施限產(chǎn)的通知》，要求全市鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭一氧化碳排放濃度不超過6000毫克每立方米，這標(biāo)志著鋼鐵一氧化碳治理工作的正式起步。隨后，邯鄲、臨汾等地方也紛紛跟進(jìn)，出臺了一系列相關(guān)政策。2018年8月，《邯鄲市鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭一氧化碳治理和高爐、轉(zhuǎn)爐放散管控方案》正式印發(fā)；2020年7月，臨汾發(fā)布《臨汾市2020年鋼鐵行業(yè)CO綜合治理實施方案（試行）》。
到2024年，據(jù)北極星不完全統(tǒng)計，河北唐山、邯鄲、邢臺；河南焦作、安陽；山西臨汾、晉城等城市出臺了政策涉及一氧化碳治理。
唐山、邯鄲、邢臺三地明確提出，要加強(qiáng)鋼鐵行業(yè)CO深度治理，積極推廣先進(jìn)治理技術(shù)的應(yīng)用；而山西臨汾、晉城則聚焦于加強(qiáng)鋼鐵行業(yè)CO無組織排放管控。
從分布區(qū)域看，一氧化碳治理主要集中在河北、河南、山西等部分省份的一些重點城市。
從排放標(biāo)準(zhǔn)看，目前國家及地方政府并未對一氧化碳排放限值作出具體規(guī)定。北極星梳理發(fā)現(xiàn)，目前僅《河北省重點行業(yè)環(huán)？冃級標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵行業(yè)（長流程）（試行）》中提出，企業(yè)所在設(shè)區(qū)市（或省直管市）環(huán)境空氣質(zhì)量中存在 CO 超標(biāo)的，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭CO排放濃度不高于6000 mg/m3。
CO治理技術(shù)
在治理技術(shù)方面，現(xiàn)有工業(yè)煙氣CO的治理一般采用源頭控制技術(shù)，使用清潔燃料和能源、改進(jìn)燃燒工藝、提高燃燒效率等。
生態(tài)環(huán)境部也明確表示，控制一氧化碳排放，企業(yè)主要采取以下措施：
一是控制燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)穩(wěn)定性、采用燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)等，減少燒結(jié)工序一氧化碳產(chǎn)生量；
二是提高焦?fàn)t燃燒室煤氣燃燒效率、控制進(jìn)入干熄爐的空氣量，減少焦?fàn)t煙氣和干熄焦煙氣一氧化碳產(chǎn)生量；
三是回收高爐爐頂均壓放散煤氣和休風(fēng)放散煤氣，建設(shè)煤氣柜和增加煤氣緩沖用戶，實現(xiàn)富裕煤氣全部回收利用，控制熱風(fēng)爐空燃比在合理范圍內(nèi)等，減少高爐工序一氧化碳排放；
四是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，減少煤氣放散，并在轉(zhuǎn)爐一次煙氣排放口增設(shè)燃燒器，確保一氧化碳充分燃燒，回收利用軋鋼加熱爐反吹煤氣，減少煉鋼和軋鋼工序一氧化碳排放。
但是受限于目前的燃燒技術(shù)，仍有大量的CO排放到環(huán)境中。因此，末端控制技術(shù)成為工業(yè)尾氣中CO凈化的主要手段，其中，催化氧化法具有起燃溫度低、催化效率高、無二次污染和適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點，成為當(dāng)前工業(yè)煙氣CO治理的主流技術(shù)。
企業(yè)布局
在企業(yè)布局方面，催化氧化作為一氧化碳治理的主流技術(shù)，催化劑無疑是CO催化氧化技術(shù)的核心，在一氧化碳治理中起到了關(guān)鍵作用。目前，已有多家環(huán)保企業(yè)紛紛布局CO催化劑市場。
同興科技
同興科技在2024年底表示，公司第五代CO催化劑在下游客戶馬鋼、南京鋼鐵等開展的蜂窩體撬裝實驗中表現(xiàn)良好，公司CO催化劑在溫度270-280℃、2萬空速條件下，累計運(yùn)行超過2700小時，CO脫除效率穩(wěn)定保持在90%以上。同時，公司正在下游客戶澳森鋼鐵開展中試放大實驗，已有多家客戶表達(dá)了在CO催化劑應(yīng)用方面的合作意向，預(yù)計最快將在今年四季度形成訂單。
晨晰環(huán)保
晨晰環(huán)保則研發(fā)出用于燒結(jié)煙氣CO治理的燒結(jié)煙氣一氧化碳治理協(xié)同余熱綜合利用技術(shù)。該設(shè)備的核心技術(shù)為CO催化劑，該系列催化劑由過渡金屬（貴金屬）組成，為多元金屬氧化物體系，具有催化效率高、凈化性能強(qiáng)、操作溫區(qū)寬、使用壽命長、應(yīng)用場景廣泛、使用安全，操作?便、成本低廉等優(yōu)點。該技術(shù)方案適用于燒結(jié)、焦?fàn)t、鍋爐等多種煙氣處理場景，在對燒結(jié)煙氣中CO進(jìn)行高效治理的同時，還可實現(xiàn)為后端SCR脫硝裝置供熱。
元琛科技
元琛科技在今年2月宣布，其鋼鐵燒結(jié)CO催化劑研發(fā)項目現(xiàn)場中試圓滿成功，實測數(shù)據(jù)全面達(dá)標(biāo)。該催化劑具有以下特點：起活溫度低：≥220℃；催化效率高：≥80%(可根據(jù)需求設(shè)計）；空速高，單位用量少：≥15000h-1(可根據(jù)濃度和效率定制化設(shè)計)；適用工況：水蒸氣含量<20%；SO2含量<35mg/Nm3。
迪諾斯環(huán)保
迪諾斯環(huán)保在2024年探索冶金行業(yè)CO治理工作，實現(xiàn)多種冶金煙氣用CO催化劑從實驗室研發(fā)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用中試階段，為未來工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
湖北思搏盈
由湖北思搏盈聯(lián)合中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤炭高效低碳利用全國重點實驗室開發(fā)的單原子合金高效CO催化技術(shù)，于2024年10月至2025年2月在河北敬業(yè)集團(tuán)有限公司2#煉鐵一燒230m2燒結(jié)機(jī)完成工業(yè)側(cè)線試驗，裝置累計連續(xù)運(yùn)行1500小時，催化劑使用空速8000h-1~16000h-1，反應(yīng)溫度240℃~280℃，反應(yīng)器壓降≤500Pa。經(jīng)檢測其在入口CO濃度≤6000mg/Nm3，出口CO濃度≤1300mg/Nm3，脫除率高達(dá)78%以上。
仁德科技
仁德科技自主生產(chǎn)的脫一氧化碳催化劑已于2024年12月順利啟運(yùn)奔赴鋼廠。
由此可見，CO催化劑的推廣應(yīng)用正處于快速推進(jìn)階段。需要注意的是，受市場環(huán)境影響CO催化劑發(fā)展還面臨不確定性。迪諾斯環(huán)保曾表示，一氧化碳催化劑產(chǎn)品市場已經(jīng)逐步啟動，但因上面所述鋼鐵行業(yè)整體低迷，目前一氧化碳催化劑及工程主要考慮用合同能源管理的方式進(jìn)行。與此同時，解決CO催化劑抗低溫、抗中毒、低成本等問題還具有一定的挑戰(zhàn)性。
北極星注意到，除鋼鐵行業(yè)外，垃圾焚燒行業(yè)也非常重視一氧化碳治理，并將一氧化碳列入主要污染物，嚴(yán)格限值排放限值。目前國家及地方垃圾焚燒發(fā)電排放標(biāo)準(zhǔn)中一氧化碳排放限值集中在30~80mg/m3，如下圖所示：
從表格數(shù)據(jù)可以看出，一氧化碳的排放限值在全國范圍內(nèi)呈現(xiàn)越來越嚴(yán)格的趨勢。例如，關(guān)中、天津、江蘇2024報批稿等地方標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)將CO的1小時均值和24小時均值大幅降低，顯示出更高的環(huán)保要求。北極星預(yù)測，未來國家和地方標(biāo)準(zhǔn)可能會進(jìn)一步降低CO排放限值，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和環(huán)境敏感區(qū)域，例如京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)。
毋庸置疑的是，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)苛，一氧化碳治理市場會不斷擴(kuò)大，一氧化碳催化劑在更多新興領(lǐng)域的應(yīng)用也值得期待。那么一氧化碳治理是環(huán)保新機(jī)遇還是舊瓶裝新酒，讓我們拭目以待，相信時間會給出答案。
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