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瀚江環保訊：

轉自北極星環保網

       煙氣脫硫（簡稱FGD，Fl ue gas desul f urizat ion），指從煙道氣或其他工業廢氣中除去硫氧化物。世界上最早進行煙氣脫硫試驗的是英國，始于倫敦煙霧事件之后，到60年代中期，SO2污染成為英國、美國和當時西德環境污染的主角，美國、德國隨即開展大規模的研究工作。日本是世界上最早大規模應用FGD裝置的國家，其在60年代末就開始大規模應用FGD裝置，使其SO2污染在70年代中后期基本得到控制。從美、德、日三國大規模應用FGD裝置來看，成效顯著，雖然近年來三國電站裝機總量不斷增加，但SO2排放總量卻逐年減少。早在20世紀70年代，我國就開展了大氣污染治理工作，大致可以分為四個階段：起步階段、發展階段、綜合應用階段、轉型階段。


       迄今為止，世界各國研究開發的FGD技術估計超過了200種，目前技術上成熟、經濟上可行的FGD技術約有十幾種，FGD技術按脫硫劑和脫硫產物的干濕形態分為濕法（脫硫劑和副產物均為濕態）、半干法（脫硫劑為濕態，副產物為干態）和干法（脫硫劑和副產物均為干態）。其中濕法效率最高，半干法次之，而干法處理廢渣較為方便。在技術發展路線上，它們形成一個統一的整體，展現了煙氣脫硫技術從產生到現在歷經的三個階段，即由摸索到成熟的過程。第一代煙氣脫硫技術典型包括：三菱公司的石灰石脫硫、石川島播磨IHI的氨法脫硫、以及B.W公司的鎂法脫硫。第二代煙氣脫硫技術典型包括：通用的GE氨法脫硫、ABB公司的SDA半干法脫硫、FMC公司的雙堿法脫硫。第三代煙氣脫硫技術典型包括：NID煙道循環法、脫硫塔結構等。煙氣脫硫技術如表1所示。

 

       本文分析樣本中的專利數據來源，選取了國家知識產權局的專利數據庫、incopat專利數據庫和Derwent Innovation數據庫，利用關鍵詞“脫硫”（desul f uriz* OR desul f urat*），并考慮英文詞根擴展，在數據庫中進行檢索。使用Derwent Innovation數據庫專利文獻統計分析功能，從而確定在煙氣脫硫技術中的幾大關鍵技術的分類號：B01D53/50，B01D53/78，B01D53/80，B01D53/34。再以此關鍵技術的分類號為入口在數據庫中進行重新檢索。檢索日期為2018年8月31日。

        圖1為國外和國內脫硫專利技術時間分布圖。從圖1中可以看出國外脫硫專利技術在19世紀60年代這一時期快速增長，1987年達到高峰。隨著發達國家在完成工業化之后逐步向“后工業化”階段過渡，產業結構的調整使得對環境污染治理的關注度下滑，隨之轉移了部分研發精力，另外能源結構也發生變化，石油的消費比重上升，煤炭消耗比例下降，國外脫硫專利技術數量進入平穩振蕩期。

 

        我國煙氣脫硫技術起步較晚，脫硫技術專利申請量從1985-1999年均處于較低水平，2000年開始進入迅速增長階段，現在仍然保持較高水平，一是中國是煤炭大國，煤炭消耗量大，對脫硫技術需求量不斷增加；二是國家對環境保護的重視，各種環保政策促使脫硫技術的發展。

 

        從圖2中可以看出，就煙氣脫硫全球專利申請而言，中國申請量最大，有14405項申請，占全球總申請的65%，顯示出我國已經在該領域專利申請量上占據了主導地位。中國、日本、美國、德國、韓國是煙氣脫硫技術研究最活躍的國家和地區，也是申請人尋求專利保護的主要區域，向這些國家和地區提交的煙氣脫硫專利申請占了該領域全球專利申請總量的95%。

 

        從圖3專利申請量趨勢上看，日本、美國和德國的煙氣脫硫技術發展較早，在五個發展階段的專利申請量相對較平穩，中國的煙氣脫硫技術起步較晚，從第二階段才開始有少量專利申請，超過97%的煙氣脫硫專利申請出現在第五個時間段，即2011年至今。中國、日本、美國和德國煙氣脫硫專利申請量也與各自發展特點有關。其中，在保持濕法脫硫技術研發的基礎上，日本也逐步重視干法煙氣脫硫技術的研發，但半干法煙氣脫硫技術尚沒有引起重視；美國雖然在產業上主要采用濕法煙氣脫硫技術，但干法和半干法煙氣脫硫技術一直也在平衡發展，處于不斷積累中；德國整體煙氣脫硫技術的專利申請量在逐漸遞減；我國隨著制定的SO2排放標準日益嚴格，產業將更多的精力投入到脫硫效率較高且工藝設備較簡單的半干法煙氣脫硫技術的研發，適當減少了脫硫效率較低且工藝簡單的干法煙氣脫硫技術的研發力度，適當增加了脫硫效率最高的濕法煙氣脫硫技術的研發。

 

        圖4中可以看出，在中國進行脫硫專利技術布局的主要是日本、美國、德國、韓國。特別是美國，在中國布局的專利占其脫硫專利總量的17%。

 

        從圖5可以看出申請量排名前十的主要為日本企業，煙氣脫硫專利技術主要掌握在三菱、日立、石川島播磨、千代田、住友等日本企業，我國中石化排名第五，只有三菱重工專利數量的18%。

       三菱重工雖然起源于造船業，但卻是煙氣脫硫技術的執牛耳者，在煙氣脫硫領域專利數量位居全球第一，也很重視專利布局，在世界主要市場均有布局。三菱重工向歐美和中國提供的煙氣脫硫設備主要以石灰膏法、氫氧化鎂法、半干法為主。三菱重工1987年在華進行煙氣脫硫專利申請，為其迅速在中國市場站穩腳跟奠定了堅實的基礎。1988年，三菱與華能簽訂合約，在四川珞璜發電廠裝備石灰石膏法濕法脫硫設備，這也是我國首套煙氣脫硫設備。我國目前推廣的技術主要是鈣法脫硫技術，三菱重工在這方面具有先發優勢，已經成為我國最主要的脫硫設備的供應商之一。

       巴布科克日立公司BHK于20世紀60年代開始研發SCR脫硝系統和催化劑，并于70年代成功地將其產品投入了市場。在長期的商業運作過程中，BHK致力于不斷完善其產品的性能，并積極開拓海外市場。迄今為止，其產品已經先后覆蓋了日本、歐洲、美國、韓國、中國，應用其產品的機組總量超過580套，其中燃煤電站機組應用居世界第一，總量超過8萬MW。作為世界上唯一的一家同時擁有鍋爐生產技術、催化劑生產技術、SCR系統設計技術以及CFD計算和流場模型建造技術的大型生產企業，巴布科克日立公司現正全力以赴積極地開拓中國市場。中國首家采用SCR脫硝技術的燃煤電廠，即華陽后石電廠的6臺機組和第一套國際招標項目——國華寧海電廠60萬千瓦的4號機組全部應用了巴布科克日立公司的SCR技術和催化劑。隨著中國政府對環境保護日益重視和關注，中國市場對火力發電所用的環保設備-脫硝催化劑產品需求不斷增加，為順應需求，日立集團于2011年6月在杭州余杭經濟開發區投資設立了巴布科克日立（杭州）環保設備有限公司，于2012年7月開始正式投入生產脫硝催化劑。日立生產的脫硝催化劑，是巴布科克日立株式會社擁有獨立知識產權的產品，被世界各國火力發電廠使用，深受世界各國客戶的廣泛歡迎。


       2010年至今，是中國大氣污染治理的轉型階段，大氣污染防治發生了重大戰略性轉變，各種環保政策相繼出臺，促進了我國煙氣脫硫技術的發展，相關專利申請量躍居世界第一，但是國內申請人大多集中在機構和高校，需加強與企業之間的合作，提高產業化程度。