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。

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。

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。

火电厂烟气脱硫技术目前国内外约有上百种工艺，但是有实际应用价值的仅十几个工艺。“炉内喷钙尾部活化” (LIFAC) 技术是芬兰在 20 世纪 80 年代发明的一项技术，其特点是初投资少，占地面积小，系统简单，运行费用低，在较低的 Ca/S 比的条件下可达中等脱硫效率 (70-80%) ，比较适合于我国现役火电机组脱硫改造。“直喷超细水合 CaO 粉烟气脱硫”技术是在 LIFAC 技术基础上进行改进，它的特点是用锅炉废水在高压下水合 CaO ，使之形成水合石灰［ Ca(OH)2 · CaO ］，并在特殊的雾化方式下使之形成 10 μ左右的超细水合石灰颗粒，直接将其喷入锅炉炉膛进行脱硫。该方法炉内脱硫在 Ca/S ≈ 1.6 条件下，脱硫率达到了 78% 。预计在配水膜、布袋除尘后可以达到 85% 左右的脱硫率。可以去掉 LIFAC 的尾部活化和烟气再热系统。大大地降低了初投资。按目前价格计算投资成本约为 250 元 / 千瓦，不大于电站投资 5% ， Ca/S 比＜ 1.6 ，达到脱硫率 70-80% 。

四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心在国内外开展的循环流化床烟气脱硫技术研究与工程应用基础上，结合我国燃煤电厂、冶金、化工及中小锅炉的烟气排放特点，建立循环流化床烟气脱硫技术的研究开发平台，对反应器内的气、固两相流动进行强化模拟研究，对循环流化床烟气脱硫的关键技术环节进行深入全面的研究，开发出适合不同烟气排放特点的多种循环流化床烟气脱硫工艺技术和相应的技术参数，能够满足大型化和工程化的需要，已形成循环流化床烟气脱硫技术的设计、制造和商业化能力。 主要技术指标： 1、脱硫效率可达90 %以上； 2、工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的50 %～70 %； 3、占地面积小，为湿法工艺的30 %～40 %，且系统布置灵活，非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组； 4、能源消耗低，如电耗、水耗等，为湿法工艺的30 %～50 %； 5、对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便； 6、对燃煤硫分的适应性强，可用于0.3 %～6.5 %的燃煤硫分。且应用于中低硫煤时(<2 %)，其经济性优于湿法工艺。 应用范围： 烟气脱硫领域项目目前已进入产业化阶段，成果权属为我校独自拥有。

一、 项目简介并流湿式脱硫除尘一体化技术及设备是针对锅炉烟气处理、化工、制药、食品、废气处理等领域的含尘、含硫气体进行净化处理开发的一种运行费用低、脱硫、除尘效率高的环保技术与设备。设备内安装有自主研发的具有自主知识产权的旋风式气液接触元件，含尘、含硫气体与清洗液体同时从设备顶部并流进入，在高速通过旋风式高效接触元件时对产生强烈的破碎、搅拌、冲击作用，增强除尘效果，气体得到净化。并流湿式脱硫除尘流程如下图所示。二、 项目技术成熟程度已应用在实际工业生产中。应用实例包括：1. 在河北邢台英都化工厂含单质硫气体的净化工艺中，成功地解决了原有气体净化系统中气体单质硫含量不达标的问题，除尘效率达到99.8%；设备由原来的直径3米、高32米下降为直径1.6米，高14.64米，设备投资大大降低；运行可靠、操作简单；经河北省产品质量监督检验院检测，总湿板压降120Pa。  2. 本技术和设备在山东得克公司脱硫工程中应用，气量10000Nm3/h，设备直径φ1000，高6100mm，脱硫率达99.5%。三、 技术指标采用气液并流，空塔气速可达到5~15m/s，液气比达到5 L/m3；全塔总压降＜150Pa，脱硫率≥99.5%，总除尘效率可达到99%；对0~5μm粒径的微细粉尘分级效率达到85%；与气液逆流相比，处理相同气量和粉尘浓度时，能耗可降低25%，设备尺寸减小50%～60%，操作费用和设备投资可减少40%以上；操作时不会出现液泛、雾沫夹带或带水现象，塔板上无结垢；操作时不会产生粉尘的再飞扬问题。四、 市场前景并流湿式脱硫除尘一体化技术及设备是针对锅炉烟气处理、化工、制药、食品、废气处理等领域的含尘、含硫气体进行净化处理开发的一种运行费用低、脱硫、除尘效率高的环保技术与设备。氨法、双碱法、镁法、石灰石—石膏法等各种方法锅炉烟气脱硫除尘；钢铁行业烧结烟气的脱硫除尘；化工、制药、食品、建材等行业的工业除尘；烟气脱硫脱硝除尘一体化操作；有害气体的净化、冷却和增湿；处理高温、高湿和有爆炸危险的气体；H2S、HCl、NH3、HF等气体的吸收；恶臭气体的脱臭。五、 规模与投资需求根据不同需求可对应多种解决方案。六、 合作方式技术入股，技术转让等形式。七、 项目具体联系人及联系方式项目负责人及联系人：张少峰电话： 022-60204596 13132081566 邮箱： shfzhang@hebut.edu.cn