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

目前国内市场上的脱硫装置，基本上被国外产品所垄断。上海理工大学研发了烧结碳化硅喷嘴。目前已经开始打入市场。经过测试，和实际使用验证，其性能优异。 材质：由于碳化硅具有极高的耐磨性和耐腐蚀性，在脱硫早期选用的螺旋喷嘴均采用此材料。为考虑到更好的性能本次研制的喷嘴采用纯碳化硅。 喷嘴规格：4寸单向和双向 喷嘴参数如下：流量、喷雾角、 压力、雾化效果 进口喷嘴试验数据： 单向压力0.07MPa ，流量57m3/h，角度84°  压力0.08 MPa，流量62m3/h，角度84° 双向压力0.08 MPa ，流量62m3/h，角度85° 本单位开发研制单双向数据：单向 压力0.07 MPa ，流量55m3/h，角度84°压力0.08 MPa ，流量61m3/h，角度85° 双向 压力0.08 MPa ，流量61m3/h，角度85° 定型后双单向喷嘴数据： 单向 压力0.08 MPa ，流量63m3/h，角度90° 双向 压力0.08 MPa， 流量62m3/h，角度91° 目前能够提供：脉冲喷嘴、单向喷嘴、双向喷嘴 工作压力范围可以从0.07 MPa~0.7 MPa选择；工作流量和喷雾角度可以根据用户的要求设计制造。

铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量，发展铁水应用范围的新的工艺。其技术也在不断的发展和完善，目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。北京科技大学郭汉杰教授的研究室经过多年研究，已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法，即 （1）机械搅拌法，即在日本广泛流传的KR法，已经过改进，进入一个新的阶段； （2）喷吹法，铁水罐顶喷纯化镁脱硫，形成了具有自主知识产权的技术工艺。 喷吹法采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择的和可即时调控的），提高了镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值。设备采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；PLC全程程控和计算机操作等。 搅拌法我们也根据其自身的弱点开展了多年的攻关，解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。同时搅拌法在使用中还开发了以CaO为主要原料作为脱硫剂，达到了最佳的脱硫指标，同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。从目前已经投产处理效果看，使用这种廉价且效果良好的脱硫剂，搅拌法亦可以很容易地实现深脱硫的效果。 关于两种方法的特点： 喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛，采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫，显然是可行的，而且也很容易为人们所接受。然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件，因此，要想获得好的脱硫效果，就必须选用好的脱硫剂。否则无法实现深脱硫，而且脱硫效率低，效果不稳定。北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。为了解决好动力学条件的问题，侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂，经过多次实验研究，我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法，况且重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响，已在国内外核心刊物发表论文5篇，在企业取得了很好的效果。搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善，而且还可以用CaO完全替代CaC2取得非常好的脱硫效果，从而省去了使用碳化钙的危险性。传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低，铁水温降大，这两个问题，都已得到很好的解决，特别是铁水温降问题，通过对脱硫机理和脱硫剂的改进，我们可以把温降控制在15度范围内，这一指标很可能是世界先进水平。两种工艺方法都有各自的优点，企业可以根据自身的条件选择。目前我们在两种方法都有很好的业绩，与北京冶金设备研究院合作，有20余套设备在国内企业运行或在建。

铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量，发展铁水应用范围的新的工艺。其技术也在不断的发展和完善，目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。北京科技大学郭汉杰教授的研究室经过多年研究，已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法，即（1）机械搅拌法，即在日本广泛流传的 KR 法，已经过改进，进入一个新的阶段；（2）喷吹法，铁水罐顶喷纯化镁脱硫，形成了具有自主知识产权的技术工艺。喷吹法采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择的和可即时调控的），提高了镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值。设备采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；PLC 全程程控和计算机操作等。搅拌法我们也根据其自身的弱点开展了多年的攻关，解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。同时搅拌法在使用中还开发了以 CaO 为主要原料作为脱硫剂，达到了最佳的脱硫指标，同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。从目前已经投产处理效果看，使用这种廉价且效果良好的脱硫剂，搅拌法亦可以很容易地实现深脱硫的效果。关于两种方法的特点：喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛，采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫，显然是可行的，而且也很容易为人们所接受。然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件，因此，要想获得好的脱硫效果，就必须选用好的脱硫剂。否则无法实现深脱硫，而且脱硫效率低，效果不稳定。北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。为了解决好动力学条件的问题，侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂，经过多次实验研究，我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法，况且重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响，已在国内外核心刊物发表论文 5 篇，在企业取得了很好的效果。搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善，而且还可以用 CaO 完全替代 CaC2取得非常好的脱硫效果，从而省去了使用碳化钙的危险性。传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低，铁水温降大，这两个问题，都已得到很好的解决，特别是铁水温降问题，通过对脱硫机理和脱硫剂的改进，我们可以把温降控制在 15 度范围内，这一指标很可能是世界先进水平。两种工艺方法都有各自的优点，企业可以根据自身的条件选择。目前我们在两种方法都有很好的业绩，与北京冶金设备研究院合作，有 20 余套设备在国内企业运行或在建。

1、燃油深度脱硫剂深度脱硫是燃油品质升级、重整制氢及供给燃料电池发电的重大需求，本项目自主研发的选择性吸附脱硫剂常温常压脱硫效率高（＞90%）、噻吩类硫选择性高、无氢耗、易再生、成本低。具有自主知识产权。2、脱H2S吸附剂面向工业废气H2S污染治理的重大需求，本项目开发了一种低成本高效的脱硫剂，工况适应性强，80℃能将H2S完全脱除，且吸附硫容大。

项目概况 国内电站煤粉锅炉燃烧的优化调整一直是许多科研单位、设计部门以及锅炉运行人员长期关注的课题，其关注焦点主要集中在进入锅炉的风和煤，而关注内容为风对煤的合理调配和适应。 锅炉风速风量在线监测系统的研究与实践，解决了这个领域的多个关键技术。该系统以其经济实用、结构简单、安装方便、维护量小、运行可靠和可监测全部配风指标并测量准确等优势，受到电厂广大技术人员的欢迎。大量的运行实践表明，锅炉的一、二次风匹配合理，一、二次风同层管内风速调整均匀，锅炉燃烧工况就会明显改善，锅炉效率就会显著提高。增设了锅炉配风在线监测系统，等于给锅炉运行人员增加了燃烧调整的“眼睛”，司炉能随时观察到各风管喷口风速、风量的大小，可随时根据负荷升降、煤质状况调整风速，使锅炉的燃烧始终在较经济的工况下运行。主要特点   锅炉风速风量在线监测系统在风速的调整有如下几方面作用： 1. 使锅炉配风合理，燃烧比较稳定，可有效地降低排烟热损失、降低飞灰含碳量，降低煤粉的机械及化学不完全燃烧热损失，提高锅炉效率。 2. 能合理地调整风粉比例。将一次风管道系统中的阻力调平后，各一次风管内的流速大小能间接地反映出管内煤粉浓度的大小。若某一管内煤粉浓度增加，由于输送煤粉的阻力增加则管内风速就会降低，反之就会升高。因此，锅炉运行人员能依据一次风管内风速的大小来确定风管内煤粉浓度的相对大小。 3. 当风速出现异常时系统应发出警示，提醒锅炉运行人员采取相应措施。能有效地防止堵管断粉现象的发生。当某个一次风管内煤粉浓度过大流速降低出现堵管迹象，或管内煤粉浓度过稀，流速过大出现断粉迹象时，系统将发出警示，提醒司炉采取相应的措施。 4. 为调整炉内同层火焰中心位置提供依据，防止锅炉局部结焦，同时也能有效地防止火焰偏斜，降低炉膛出口两侧烟温的偏差，防止水冷壁及过热器爆管。 5. 为调整炉内纵向火焰中心位置提供依据，有效控制主蒸汽温度，减少减温水量，降低不可逆作功能力损失，提高整个循环热效率。 6. 对直流燃烧器，能合理地确定一、二次风匹配比率以及一、二次风上、中、下各层的配风比率，是正塔型、倒塔型、或是束腰型等配风方式，锅炉运行人员能够一目了然。技术指标显示精度：0.5%             输出信号：4--20mA环境温度：-20--70℃         环境湿度：0—90%电源电压：220V AC +15%    电源电流：10A电源频率：50Hz +10%市场前景    锅炉风速风量在线监测系统是电站锅炉运行的有力助手，该项目适用于多种送风方式的燃烧系统锅炉。

目前全国在用工业锅炉约58万台，其中燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的83%左右，每年消耗原煤约6亿吨左右。我国燃煤工业锅炉设计效率为72%-80%，接近国际水平，但其运行效率平均在67%-72%，比国外先进水平低10-15个百分点。工业锅炉能源消耗和污染排放均居全国工业行业第二，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源，量大面广的燃煤工业锅炉是节能减排的重中之重。工信部在《工业节能“十二五”规划》中明确的九大行业节能降耗路线图将工业锅炉窑炉节能改造工程被列为九大重点节能工程之首，明确提出：“区分锅炉运行效率和使用燃料等情况，重点推进中小型工业燃煤锅炉节能技术改造。淘汰结构落后、效率低、环境污染重的旧式铸铁锅炉；采用在线运行监测、等离子点火、粉煤燃烧、燃煤催化燃烧等技术因地制宜对燃煤锅炉进行改造”。工业锅炉作为节能环保产业的重要组成部分之一，机遇与挑战并存，在日趋激烈的市场竞争环境下需要进一步攻克新技术，努力提高工业锅炉热效率，推进工业锅炉科技进步。 采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。煤粉锅炉是大型电站锅炉应用的主要技术，其与链条炉相比具有热效率高、煤质适应性广，易于自动化的优点，且可以采用高效的脱硫除尘和NOx控制技术，实现高效洁净燃烧的目的（相对传统工业锅炉而言），因此工业锅炉采用煤粉燃烧具有很大的开发潜力。