钢铁行业排放的废气污染物中约有 40%以上的烟(粉)尘，70%以上 SO 2 ，50%以上 NOx，90%的二噁英来自烧结机，焦炉烟气中也含有较高的 NOx 和二噁英，烧结烟气和焦炉烟气的治理是钢铁工业烟气治理的重点和难点。随着环境质量要求的逐渐提高，推进开发烧结烟气和焦炉烟气高效脱硫、脱硝、二噁英协同处理技术对解决钢铁企业所面临严峻的环保问题，提升钢铁工业整体竞争力具有关键意义。针对烧结烟气和焦炉烟气治理困难、处理成本高、处理后副产品难处理等问题，分别研发了利用高炉处理烧结烟气协同脱硫、脱硝、脱二噁英并回收二氧化碳新方法与高炉处理焦炉烟气协同脱硫、脱硝、脱二噁英并回收二氧化碳新方法，充分利用钢铁企业高炉的高温和强还原能力等优势，还原烟气中二氧化硫和氮氧化物、分解二噁英、将二氧化碳转化为一氧化碳、并回收利用烧结烟气的显热及其中的一氧化碳资源，可发挥显著的节能减排效果，为我国钢铁企业解决环保难题提供金钥匙。

成果与项目的背景及主要用途： 鉴于我国东部地区尤其是京津冀地区严重雾霾天气的频繁出现，国家提高了 对燃煤锅炉及燃煤电厂烟气净化的要求，尤其是烟气脱硫标准。针对这个情况， 天津大学采用先进的离子液技术对烟气进行脱硫。 技术原理与工艺流程简介： 脱硫用的离子液体是以有机阳离子、无机阴离子为主，添加少量活化剂、抗 氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液；该吸收剂（R）对 SO２气体具有良好的吸收和 解吸能力，其脱硫机理为：SO2 + H2O + R ←→ RH+ + HSO3-低温下反应从左 向右进行，二氧化硫被吸收剂吸收，高温下反应从右向左进行，二氧化硫从吸收 剂中再生出来，达到脱除和回收烟气中 SO2 的目的。 技术水平及专利与获奖情况： 与传统石灰石石膏法的比较：技术先进性：国内领先，独树一帜 ①脱硫效率高：> 99% （可达< 10mg/Nm3）。 ②对进气含硫量不敏感：从 800 ppm 到 14% 的含硫量运行成本稳定，不随 含硫量的上升而增加，对使用煤无限制。 ③能耗低，利用废热：再生塔对所用蒸汽要求低，只需利用火电厂废热。 ④工艺流程简单，无酸碱腐蚀：无石灰浆制备系统，系统为弱酸性气液相环 境。系统不需高压喷嘴，无磨损，无腐蚀。 ⑤系统运行可靠：工艺流程科学、精练、简洁，可实现高达三年无系统故障， 不需停车检修。 ⑥运行简便：容易维护易掌握，降低运行难度、调试时间和维修费用，降低 风险。 应用前景分析及效益预测： （1）环保实效性 ①无二次污染：场地无粉尘, 无强噪声，无新生固体、气体和液体排放物。 ②吸收液可再生，循环使用，损耗低。 ③副产国内资源相对贫缺的副产品： 副产品为 99%干基的 SO2，可作为液 体二氧化硫、硫酸、硫磺或其它硫化工产品的优良原料。 ④环保前瞻性：在脱除 SO2、NOX、Hg、As 同时（部分离子液离子交换再 生脱 NOX、Hg、As），不释放 NH3、CO2,符合环保发展趋势。 （2）经济可行性 ①节约运力：无需常规的大量运输，无需规划运输/堆仓用地。 ②能耗较低：电耗低，可采用废热实现再生。 ③占地面积小：大幅减少烟气脱硫设施的土地使用面积。 ④脱硫设施运行费用较低，且不随烟气中硫含量上升而明显增加。 ⑤与传统方法相比，综合经济指标具有明显优势。 ⑥所有设备均可实现国产化。 应用领域：化工、环保领域（煤化工企业、钢厂、电厂等）。 合作方式及条件：具体面谈

火电厂烟气脱硫系统是典型的多变量、非线性和大迟延被控对象。本系统综合利用基于小波分析的动态数据校正技术、基于扩增状态空间模型的多变量约束区间预测控制技术和不可测扰动补偿技术，通过控制氧化风机转速、循环泵转速和吸收剂流量，确保脱硫塔出口SO2浓度满足排放限值，同时把浆液pH控制在最优的范围内。 现场应用结果表明，该系统可以在确保SO2达标排放的同时降低运行成本，使吸收剂耗量减少10%左右。

成果介绍火电厂烟气脱硫系统是典型的多变量、非线性和大迟延被控对象。本系统综合利用基于小波分析的动态数据校正技术、基于扩增状态空间模型的多变量约束区间预测控制技术和不可测扰动补偿技术，通过控制氧化风机转速、循环泵转速和吸收剂流量，确保脱硫塔出口SO2浓度满足排放限值，同时把浆液pH控制在最优的范围内。技术创新点及参数现场应用结果表明，该系统可以在确保SO2达标排放的同时降低运行成本，使吸收剂耗量减少10[[[[%]]]]左右。

(1)吸收剂中硫酸铵含量大，重量百分比达 5~40%，参与吸收反应过程，但最终回到硫酸铵状态，因此硫酸铵称为过程吸收剂。(2)石灰石（碳酸钙）没有直接与二氧化硫反应，但整个反应中，消耗石灰石与吸收二氧化硫，生成亚硫酸钙排出系统，因此石灰石称为吸收剂。(3)硫酸铵液作为过程吸收剂，起到缓冲液的作用，系统的 PH 值相对稳定，系统具有较大的操作弹性；硫酸铵液作为过程吸收剂，起到助溶石灰石的作用，使石灰石反应更完全； (4)以硫酸铵作为过程吸收剂，在脱硫的同时可部分脱硝；(5)脱硫渣主要成分是亚硫酸钙，提高副产综合利用空间。

活性氨烟气脱硝系统是一种既具有 SCR 技术高的脱硝率和 SNCR 技术投资、 运行费用低的优势，而又区别于单纯的 SNCR 和 SCR 技术的新的脱硝方式，它 是以高反应活性的活性氨为还原剂，在 400-800℃，无催化条件下与 NOx 发生 还原反应，从而达到脱硝的目的，具有重大的理论突破和应用技术突破，其克 服了 SCR 技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高的缺点，克服了 SNCR 技术的反应温度高、还原剂与烟气混合差、脱硝效率低、氨气逸出量大 的系列缺点。 活性氨脱硝系统只需建立活性氨发生装置及其计量喷射系统，系统结构简 单，设备投资少，占地面积小，对锅炉（窑炉）工况的影响小，具有脱硝效率 高、运行成本低和适用范围广的特点，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要 的现实意义，适用于多种工业锅炉和工业窑炉的烟气脱硝。

SO 2 的排放对人类健康和生态环境带来严重的危害，而烟气脱硫系统是目前控制 SO2排放的最切实可行的方法。密相塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国在烟气治理方面的基本情况研究开发的新技术，它同其它半干法脱硫技术一样具有投资少、占地面积小、无废水排放等特点，此外，它较其它的钙基半干法具有更高的脱硫效率和钙的利用率、且系统安全、可靠，运行费用低。密相塔烟气脱硫工艺主要由烟气净化和脱硫剂循环两个过程组成：除尘后的烟气经由输烟管道从脱硫塔的上部与脱硫剂同向并行进入塔体，在内构件的搅拌作用下，烟气与脱硫剂均匀混合，充分反应。反应后的烟气由脱硫塔底部夹带着大量颗粒物进入布袋除尘设备，除尘后的干净烟气经动力风机排放到大气中。除尘器收集到的循环灰经气力输送至脱硫塔低与少量新灰由提升机提升到塔顶加湿机内，加湿活化使含水量保持在 3%～5%之间，形成具有较好流动性的脱硫剂，后经布料器布入塔内。与烟气反应后少部分脱硫剂落到塔底，大部分随烟气进入除尘器内被分离下来作为循环灰继续使用。

SO2的排放对人类健康和生态环境带来严重的危害，而烟气脱硫系统是目前控制SO2排放的最切实可行的方法。密相塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国在烟气治理方面的基本情况研究开发的新技术，它同其它半干法脱硫技术一样具有投资少、占地面积小、无废水排放等特点，此外，它较其它的钙基半干法具有更高的脱硫效率和钙的利用率、且系统安全、可靠，运行费用低。 密相塔烟气脱硫工艺主要由烟气净化和脱硫剂循环两个过程组成：除尘后的烟气经由输烟管道从脱硫塔的上部与脱硫剂同向并行进入塔体，在内构件的搅拌作用下，烟气与脱硫剂均匀混合，充分反应。反应后的烟气由脱硫塔底部夹带着大量颗粒物进入布袋除尘设备，除尘后的干净烟气经动力风机排放到大气中。 除尘器收集到的循环灰经气力输送至脱硫塔低与少量新灰由提升机提升到塔顶加湿机内，加湿活化使含水量保持在3%～5%之间，形成具有较好流动性的脱硫剂，后经布料器布入塔内。与烟气反应后少部分脱硫剂落到塔底，大部分随烟气进入除尘器内被分离下来作为循环灰继续使用。    在烟气净化过程中发生了如下反应： CaO＋H2O→Ca(OH)2， Ca(OH)2＋SO2＋H2O→CaSO3·1/2H2O， CaSO3·1/2H2O＋O2＋H2O→CaSO4·2H2O， Ca(OH)2＋SO3＋H2O→CaSO4·2H2O Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O    此工艺具有以下主要特点：    (1) 脱硫效率高，系统对烟气污染负荷变化较大的适应能力强。在设备正常运行下，脱硫效率能够保持在90%以上，系统出口烟气的含硫量能够维持在150mg·m-3以下,且烟气入口含硫量的较大幅度变化对出口烟气的含硫量影响不大。 (2) 系统采用脱硫剂循环利用的方法，使除尘器脱下的循环灰与新灰均匀混合，经加湿机加湿活化后布入塔内与烟气反应。脱硫剂循环系统很好的解决了钙基干法脱硫技术中钙利用率低的问题，且使副产物的处理量大幅度减少。 (3) 脱硫剂在进塔前先增湿活化，使CaO转化为更易于与SO2发生反应的Ca(OH)2，提高脱硫效率。含湿量为3%~5%的脱硫剂亦具有较好的流动性，系统不易发生板结、堵塞和腐蚀等湿法和部分半干法常出现的问题。 (4) 脱硫塔内安装了重要的内构件——搅拌轴，它能很好的加强烟气与脱硫剂的混合和系统湍流烈度，强化传质、传热，提高反应速率；而且能延长脱硫剂的反应停留时间。搅拌设备会使脱硫剂颗粒之间剧烈碰撞、摩擦，剥去表面的反应产物，不断地暴露出新的表面，使内部的CaO得到充分的反应，可使脱硫效率和脱硫剂的利用率得到充分提高。该技术申请专利十多项，已成功应用于烧结烟气脱硫工程中。应用范围：该技术可应用于钢铁企业烧结厂烟气脱硫系统、燃煤电厂烟气脱硫系统、焚烧炉烟气脱硫系统。该技术已在石家庄钢铁公司烧结工序烟气脱硫系统中得到成功应用；武钢昆钢公司、攀枝花钢铁公司等企业亦采用该技术进行烧结厂和电厂的脱硫，目前正在建设中。

1. 痛点问题 目前循环流化床锅炉脱硝工艺主要有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。SNCR技术应用于循环流化床锅炉有着明显的优势。循环流化床锅炉的运行温度区间与SNCR的反应温度窗口有重合，正常运行的情况下，可以直接提供合适的反应温度。将SNCR技术应用于循环流化床锅炉时存在明确的痛点问题，尤其是“双碳”背景下，为规模化消纳可再生能源，燃煤锅炉频繁处于低负荷运行状态，最佳脱硝反应温度窗口与炉内温度出现较多差异，氨及尿素等还原剂加入处，温度常低于SNCR反应最佳温度，脱硝效率以及氨利用率较低。实际运行中，常通过提升氨氮比以满足环保要求。而氨氮比提升潜在带来更多氨消耗，以及尾部氨逃逸给锅炉尾部受热面造成的积灰等风险。我国有较多采用SNCR脱硝工艺的循环流化床锅炉发电机组常年处于低负荷运行状态，亟需开发相应的氨利用率提升技术，为锅炉灵活性运行与深度调峰需求提供环保技术保障。 2. 解决方案 本项目提出了2种脱硝增效方法： 1）固态添加剂：开发了一种用于中高温脱硝的铁基催化剂及其制备方法和应用； 2）复合添加剂：申请了中国发明专利。 上述2种方法，均已完成实验室验证、240t/h流化床锅炉和4500t/d水泥窑炉的工业试验，证明了该技术路线的可行性。实验室试验和实际工程测试表明，采用本技术，可大幅减少SNCR喷氨量，且氨逃逸量明显降低，也就是氨利用率大幅提高。 本成果产品以添加剂形式体现，未来可以添加剂形式销售。主要用户为燃煤锅炉、水泥窑炉、垃圾或者生物质锅炉等。

活性氨烟气脱硝系统是一种既具有SCR技术高的脱硝率和SNCR技术投资、运行费用低的优势，而又区别于单纯的SNCR和SCR技术的新的脱硝方式，它是以高反应活性的活性氨为还原剂，在400-800℃，无催化条件下与NOx发生还原反应，从而达到脱硝的目的，具有重大的理论突破和应用技术突破，其克服了SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高的缺点，克服了SNCR技术的反应温度高、还原剂与烟气混合差、脱硝效率低、氨气逸出量大的系列缺点。活性氨脱硝系统只需建立活性氨发