沸石分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽,具有獨特的孔道和空腔體系 (0.3-2.0nm),由硅氧四面體或鋁氧四面體組成,相鄰的四面體通過氧橋 連結(jié)成環(huán),根據(jù)成環(huán)的氧原子數(shù),可以分為四元氧環(huán)、五元氧環(huán)、六元氧環(huán)、 八元氧環(huán)、十元氧環(huán)和十二元氧環(huán),環(huán)即為分子篩的通道口,有篩選分子的 特性。當(dāng)沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時,對催化反應(yīng)有選擇性的作 用,這一特性使得沸石分子篩作為催化新材料在車用尾氣處理、煙道氣脫硝、 揮發(fā)性有機物處理和煉油催化等各個領(lǐng)域有著廣闊的用途。
硅氧、鋁氧四面體和 A 型沸石結(jié)構(gòu)
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應(yīng)用方面,沸石分子篩的下游較為分散,其最大下游是煉油行業(yè),占比29%,其次是空氣分離、石化等。在汽車尾氣催化領(lǐng)域,在國五以及之前鮮有應(yīng)用;沸石的真正大規(guī)模應(yīng)用將在國六階段。
沸石分子篩主要應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域 | 具體應(yīng)用 |
車用尾氣處理領(lǐng)域 | 歐六標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)提升對 ZB 沸石的需求,我國重型車國六標(biāo)準(zhǔn)的實施也擴大對沸石的需求 |
燃煤、燃油、燃?xì)獾葻煹罋饷撓躅I(lǐng)域 | 燃煤鍋爐、各種工業(yè)鍋爐等裝置排放的氮氧化物(NOx)污染環(huán)境,煙道氣脫硝領(lǐng)域現(xiàn)以釩鈦系催化劑為主,沸石催化劑無污染、性能穩(wěn)定、高溫區(qū)轉(zhuǎn)化效率高,具有廣闊的市場空間 |
揮發(fā)性有機物處理領(lǐng)域 | 揮發(fā)性有機廢氣(VOCs)是僅次于 PM 2.5 和 PM 10 之后的大氣首要污染物之一,沸石環(huán)保材料阻燃性好,可耐高溫,使用疏水性高硅分子篩可用作吸附劑吸附有機廢氣 |
煉油催化領(lǐng)域 | 部分具有特殊結(jié)構(gòu)的沸石材料具有催化裂化、加氫裂化、加氫精制、加氫異構(gòu)化催化活性和對直鏈烷烴的吸附能力,有較強的抗硫、氮中毒能力,因此被添加到煉油催化劑中實現(xiàn)原油高效轉(zhuǎn)化和清潔利用 |
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沸石分子篩下游應(yīng)用較為分散
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沸石分子篩選擇性催化還原催化劑(SCR)催化劑主要針對柴油車尾氣 中的氮氧化物。在歐六、國六標(biāo)準(zhǔn)出臺之前,歐五適用的車型都采用釩基催 化劑,但國六標(biāo)準(zhǔn)對氮氧化物的要求更高,釩基催化劑不能滿足需求,從而 使得重型柴油車需要改變釩基 SCR 為分子篩 SCR,直接帶動國內(nèi)沸石分子 篩需求的大幅增加。
不同種類 SCR 催化劑使用性能比較
SCR種類 | 硫敏感度 | 熱穩(wěn)定性 | 低溫性能 | 轉(zhuǎn)化率 | 耐久性 |
釩催化劑 | 敏感度低 | 500℃以上容易失活 | 起活溫度最低 | 轉(zhuǎn)化率較低 | 高 |
銅/沸石分子篩 | 15ppm以上活性降低 | 800℃以上活性很強 | 200℃ | 90%以上 | 較高 |
鐵/沸石分子篩 | 15ppm以上活性降低 | 800℃以上活性較強 | 200℃ | 90%以上 | 高 |
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全國國六排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時間
地區(qū) | 車輛類型 | 執(zhí)行時間(擬) | 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(擬) |
北京 | 公交、環(huán)衛(wèi) | 2019年7月1日 | 國六b |
2020年7月1日 | |||
深圳 | 汽油車 | 2019年7月1日 | 國六b |
柴油車 | 2018年7月1日 | ||
上海 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六b |
天津 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六b |
重慶 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
河北 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
河南 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
廣東 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六b |
山東 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
山西 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
河南 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
安徽 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
陜西 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
四川 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
杭州 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
南京 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六 |
浙江 | 輕型汽車 | 2019年7月1日 | 國六b |
全國 | 輕型汽車 | 2020年7月1日 | 國六a |
2023年7月1日 | 國六b |
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智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國汽車用沸石行業(yè)發(fā)展模式分析及投資決策建議分析報告》數(shù)據(jù)顯示:2019 年我國柴油車總產(chǎn)量 287 萬輛,其中輕型柴油車產(chǎn)量為 11 萬輛, 重型柴油車產(chǎn)量為 276 萬輛,2015-2019 年輕柴年均復(fù)合增長率為-5.9%, 重柴復(fù)合增長率為 4.0%。保守預(yù)計 2020 年 國內(nèi)柴油車產(chǎn)量約為 298 萬輛,其中生產(chǎn)輕柴 11 萬輛、重柴 287 萬輛;2025 年國內(nèi)柴油車產(chǎn)量約為 357 萬輛,其中輕柴 8 萬輛、重柴 349 萬輛.
2006-2025年中國柴油車產(chǎn)量和未來預(yù)測(萬輛)
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國內(nèi)重卡產(chǎn)量高點出現(xiàn)在 2010 年,此后呈現(xiàn)出較強周期性,但近兩年受益于治 超政策、基建投資以及更新?lián)Q代需求拉動,重卡產(chǎn)量顯著回升,2019 年以來仍展現(xiàn)出強 需求韌性,全年產(chǎn)量 119.3 萬輛,同比+7.3%;輕卡產(chǎn)量高點亦出現(xiàn)在 2010 年,近年來 在政策推動下,低速貨車退出,疊加電商快遞物流對需求利好,輕卡產(chǎn)量走勢趨穩(wěn),2019 年產(chǎn)量 190.2 萬輛,同比增長 1.3%。
國內(nèi)輕卡和重卡產(chǎn)量情況
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沸石分子篩為國六標(biāo)準(zhǔn)必備之選。國六標(biāo)準(zhǔn)下 NOX 排放標(biāo)準(zhǔn)大幅提升,柴油發(fā)動機后 處理系統(tǒng)采用 SCR 路線方能滿足要求。應(yīng)用于柴油發(fā)動機尾氣后處理的 SCR 催化劑主 要包括釩基 SCR 及銅基 SCR 等。釩基 SCR 可以滿足國四、國五標(biāo)準(zhǔn),但由于國六標(biāo) 準(zhǔn)中 DPF 加熱再生會使尾氣溫度達(dá)到 650℃以上,而高溫下五氧化二釩不僅催化活性 降低,而且容易分解生成對環(huán)境有害的含釩化合物;國六標(biāo)準(zhǔn)中也提及“裝有釩基 SCR 催化劑的車輛,在全壽命期內(nèi),不得向大氣中泄露含釩化合物,并在型式檢驗時提交相 關(guān)的資料,證明在車輛使用期間的任何工況下,SCR 的入口溫度低于 550℃”。這也意 味著一旦國六標(biāo)準(zhǔn)正式實施,銅基 SCR 將得到廣泛應(yīng)用,而其主要成分沸石分子篩也 將成為必備之選。
一般來說,輕型柴油車排量主要為 3-4L;重型柴油車排量約為 10-20L。 SCR 催化劑載體的體積通常為發(fā)動機排量的 2-3 倍。假設(shè) SCR 催化劑 所需要的沸石用量為 150g/L,再乘以柴油車發(fā)動機排量的平均值(輕柴 3.5L, 重柴 15L)和載體/排量的平均體積比(2.5 倍),可以推算出輕型柴油車所 需沸石平均用量為 1.31kg/輛,重型柴油車所需沸石 5.63kg/輛。
我國沸石分子篩需求測算(90%柴油車加裝比例)(萬噸)
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倘若未來 90%的柴油車加裝沸石分子篩 SCR,2020 年 國內(nèi)沸石分子篩的需求量將達(dá)到 1.47 萬噸,2025 年國內(nèi)沸石分子篩需求量 將達(dá)到 1.78 萬噸。按照 35 萬元/噸的沸石分子篩平均市場價格來計算,2020 年和 2025 年國內(nèi)沸石分子篩的市場規(guī)模分別約為 51 億元和 62 億元,市場 前景十分廣闊。
根據(jù)柴油車不同加裝比例的沸石分子篩需求敏感性分析(噸)
年份 | 車型 | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
2020年 | 重型柴油車 | 8076 | 9691 | 11306 | 12921 | 14536 | 16151 |
輕型柴油車 | 71 | 85 | 99 | 113 | 127 | 141 | |
合計 | 8146 | 9775 | 11405 | 13034 | 14663 | 16292 | |
2025年 | 重型柴油車 | 9818 | 11781 | 13745 | 15708 | 17672 | 19635 |
輕型柴油車 | 52 | 62 | 73 | 83 | 94 | 104 | |
合計 | 9870 | 11844 | 13818 | 15791 | 17765 | 19739 |
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2022-2028年中國沸石分子篩行業(yè)市場深度評估及投資潛力研究報告
《2022-2028年中國沸石分子篩行業(yè)市場深度評估及投資潛力研究報告》共十二章,包含沸石分子篩行業(yè)投資與趨勢預(yù)測分析,沸石分子篩行業(yè)發(fā)展預(yù)測分析,沸石分子篩企業(yè)管理策略建議等內(nèi)容。
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