沸石分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,具有独特的孔道和空腔体系 (0.3-2.0nm),由硅氧四面体或铝氧四面体组成,相邻的四面体通过氧桥 连结成环,根据成环的氧原子数,可以分为四元氧环、五元氧环、六元氧环、 八元氧环、十元氧环和十二元氧环,环即为分子筛的通道口,有筛选分子的 特性。当沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时,对催化反应有选择性的作 用,这一特性使得沸石分子筛作为催化新材料在车用尾气处理、烟道气脱硝、 挥发性有机物处理和炼油催化等各个领域有着广阔的用途。
硅氧、铝氧四面体和 A 型沸石结构
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应用方面,沸石分子筛的下游较为分散,其最大下游是炼油行业,占比29%,其次是空气分离、石化等。在汽车尾气催化领域,在国五以及之前鲜有应用;沸石的真正大规模应用将在国六阶段。
沸石分子筛主要应用
应用领域 | 具体应用 |
车用尾气处理领域 | 欧六标准的推进提升对 ZB 沸石的需求,我国重型车国六标准的实施也扩大对沸石的需求 |
燃煤、燃油、燃气等烟道气脱硝领域 | 燃煤锅炉、各种工业锅炉等装置排放的氮氧化物(NOx)污染环境,烟道气脱硝领域现以钒钛系催化剂为主,沸石催化剂无污染、性能稳定、高温区转化效率高,具有广阔的市场空间 |
挥发性有机物处理领域 | 挥发性有机废气(VOCs)是仅次于 PM 2.5 和 PM 10 之后的大气首要污染物之一,沸石环保材料阻燃性好,可耐高温,使用疏水性高硅分子筛可用作吸附剂吸附有机废气 |
炼油催化领域 | 部分具有特殊结构的沸石材料具有催化裂化、加氢裂化、加氢精制、加氢异构化催化活性和对直链烷烃的吸附能力,有较强的抗硫、氮中毒能力,因此被添加到炼油催化剂中实现原油高效转化和清洁利用 |
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沸石分子筛下游应用较为分散
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沸石分子筛选择性催化还原催化剂(SCR)催化剂主要针对柴油车尾气 中的氮氧化物。在欧六、国六标准出台之前,欧五适用的车型都采用钒基催 化剂,但国六标准对氮氧化物的要求更高,钒基催化剂不能满足需求,从而 使得重型柴油车需要改变钒基 SCR 为分子筛 SCR,直接带动国内沸石分子 筛需求的大幅增加。
不同种类 SCR 催化剂使用性能比较
SCR种类 | 硫敏感度 | 热稳定性 | 低温性能 | 转化率 | 耐久性 |
钒催化剂 | 敏感度低 | 500℃以上容易失活 | 起活温度最低 | 转化率较低 | 高 |
铜/沸石分子筛 | 15ppm以上活性降低 | 800℃以上活性很强 | 200℃ | 90%以上 | 较高 |
铁/沸石分子筛 | 15ppm以上活性降低 | 800℃以上活性较强 | 200℃ | 90%以上 | 高 |
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全国国六排放标准执行时间
地区 | 车辆类型 | 执行时间(拟) | 执行标准(拟) |
北京 | 公交、环卫 | 2019年7月1日 | 国六b |
2020年7月1日 | |||
深圳 | 汽油车 | 2019年7月1日 | 国六b |
柴油车 | 2018年7月1日 | ||
上海 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六b |
天津 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六b |
重庆 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
河北 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
河南 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
广东 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六b |
山东 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
山西 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
河南 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
安徽 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
陕西 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
四川 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
杭州 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
南京 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六 |
浙江 | 轻型汽车 | 2019年7月1日 | 国六b |
全国 | 轻型汽车 | 2020年7月1日 | 国六a |
2023年7月1日 | 国六b |
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智研咨询发布的《2020-2026年中国汽车用沸石行业发展模式分析及投资决策建议分析报告》数据显示:2019 年我国柴油车总产量 287 万辆,其中轻型柴油车产量为 11 万辆, 重型柴油车产量为 276 万辆,2015-2019 年轻柴年均复合增长率为-5.9%, 重柴复合增长率为 4.0%。保守预计 2020 年 国内柴油车产量约为 298 万辆,其中生产轻柴 11 万辆、重柴 287 万辆;2025 年国内柴油车产量约为 357 万辆,其中轻柴 8 万辆、重柴 349 万辆.
2006-2025年中国柴油车产量和未来预测(万辆)
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国内重卡产量高点出现在 2010 年,此后呈现出较强周期性,但近两年受益于治 超政策、基建投资以及更新换代需求拉动,重卡产量显著回升,2019 年以来仍展现出强 需求韧性,全年产量 119.3 万辆,同比+7.3%;轻卡产量高点亦出现在 2010 年,近年来 在政策推动下,低速货车退出,叠加电商快递物流对需求利好,轻卡产量走势趋稳,2019 年产量 190.2 万辆,同比增长 1.3%。
国内轻卡和重卡产量情况
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沸石分子筛为国六标准必备之选。国六标准下 NOX 排放标准大幅提升,柴油发动机后 处理系统采用 SCR 路线方能满足要求。应用于柴油发动机尾气后处理的 SCR 催化剂主 要包括钒基 SCR 及铜基 SCR 等。钒基 SCR 可以满足国四、国五标准,但由于国六标 准中 DPF 加热再生会使尾气温度达到 650℃以上,而高温下五氧化二钒不仅催化活性 降低,而且容易分解生成对环境有害的含钒化合物;国六标准中也提及“装有钒基 SCR 催化剂的车辆,在全寿命期内,不得向大气中泄露含钒化合物,并在型式检验时提交相 关的资料,证明在车辆使用期间的任何工况下,SCR 的入口温度低于 550℃”。这也意 味着一旦国六标准正式实施,铜基 SCR 将得到广泛应用,而其主要成分沸石分子筛也 将成为必备之选。
一般来说,轻型柴油车排量主要为 3-4L;重型柴油车排量约为 10-20L。 SCR 催化剂载体的体积通常为发动机排量的 2-3 倍。假设 SCR 催化剂 所需要的沸石用量为 150g/L,再乘以柴油车发动机排量的平均值(轻柴 3.5L, 重柴 15L)和载体/排量的平均体积比(2.5 倍),可以推算出轻型柴油车所 需沸石平均用量为 1.31kg/辆,重型柴油车所需沸石 5.63kg/辆。
我国沸石分子筛需求测算(90%柴油车加装比例)(万吨)
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倘若未来 90%的柴油车加装沸石分子筛 SCR,2020 年 国内沸石分子筛的需求量将达到 1.47 万吨,2025 年国内沸石分子筛需求量 将达到 1.78 万吨。按照 35 万元/吨的沸石分子筛平均市场价格来计算,2020 年和 2025 年国内沸石分子筛的市场规模分别约为 51 亿元和 62 亿元,市场 前景十分广阔。
根据柴油车不同加装比例的沸石分子筛需求敏感性分析(吨)
年份 | 车型 | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
2020年 | 重型柴油车 | 8076 | 9691 | 11306 | 12921 | 14536 | 16151 |
轻型柴油车 | 71 | 85 | 99 | 113 | 127 | 141 | |
合计 | 8146 | 9775 | 11405 | 13034 | 14663 | 16292 | |
2025年 | 重型柴油车 | 9818 | 11781 | 13745 | 15708 | 17672 | 19635 |
轻型柴油车 | 52 | 62 | 73 | 83 | 94 | 104 | |
合计 | 9870 | 11844 | 13818 | 15791 | 17765 | 19739 |
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2022-2028年中国沸石分子筛行业市场深度评估及投资潜力研究报告
《2022-2028年中国沸石分子筛行业市场深度评估及投资潜力研究报告》共十二章,包含沸石分子筛行业投资与趋势预测分析,沸石分子筛行业发展预测分析,沸石分子筛企业管理策略建议等内容。
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