学科专业评审组:环境与资源利用组
项目名称:工业窑炉复杂烟气污染治理关键技术与装备
提名单位: 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室
提名等级:二等奖
提名单位意见: 工业窑炉烟气排放量大、成分复杂、工况波动剧烈,SO2、NOx、粉尘、CO、Hg等多污染物协同治理面临重大技术挑战。该项目针对工业窑炉复杂烟气治理难题,历经多年攻关,在污染物脱除技术、协同净化工艺、关键装备研制及系统集成方面取得系统性突破,开发了具有完全自主知识产权的工业窑炉复杂烟气污染治理技术,研制出了工业窑炉大烟气量协同治理成套装备,构建了多炉型适配的协同集成与宽负荷调控技术,实现了由单污染物分级串联向多污染物一体化协同治理的技术跨越。 项目研究思路和技术路线先进,创新点突出,在我国工业窑炉复杂烟气治理的技术引领、人才培养、推广应用等方面发挥了核心作用,得到了国内外学术和企业同行的广泛认可。项目获授权发明专利28项,制定行业标准3项。经科技成果评价,整体技术达到国际先进水平,其中在宽温度窗口催化剂研发、多污染物集并吸附与换热和半干法脱硫除尘一体化装备方面达到国际领先水平。成果已广泛应用于钢铁、玻璃等行业多种工业窑炉烟气治理工程,污染物排放浓度低于超低排放限值,经济、环境和社会效益显著。 提名该项目为陕西省科学技术进步二等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:任山
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目第一完成人,主要负责总体技术路线设计和研究方案制定,组织协调各参与单位开展技术研发、工程验证与成果集成,组织创新点1、2、3工作实施。揭示复杂烟气多污染物迁移转化、交互作用及净化材料中毒失活机制,建立协同反应窗口与CO氧化反应热匹配方法;研发宽温低温脱硝、CO氧化供热耦合多污染物协同脱除及活性焦/半焦深度净化工艺;组织关键装备研制与系统集成,形成宽负荷稳定低耗运行成套技术。本人投入工作量占同期工作总量的60%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2018年,重庆市科技进步奖,一等奖,燃煤烟气协同脱硝脱汞催化剂制备关键技术及应用,排名2; (2)2020年,中国发明创业成果奖,一等奖,烟气脱硝催化剂定向配方优化与应用技术开发,排名2; (3)2024奖,重庆市自然科学奖,二等奖,新型锰基催化剂制备及其低温烟气中污染物催化脱除机理,排名1。
  2. 姓名:赖志强
    排名:2
    行政职务:副所长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目第二完成人,主要负责工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理成套装备的研发设计与工程应用工作。承担创新点2、3相关的工作,主持研发了大烟气量多污染物协同净化一体化反应器与层叠式整流均流装置,解决了大截面反应器气流分布不均的技术难题;开发了高尘复杂烟气预处理关键装备,优化了除尘器内部流场与极配结构,有效提升了高尘工况下粉尘捕集效率;负责成套装备在钢铁、玻璃等行业烟气治理工程中的推广应用,主持完成了福建青拓烧结机头、广东广青回转窑等多项重大工程的装备设计、安装调试与系统集成,解决了大烟气量、高尘高硫及强腐蚀工况下装备长期稳定运行的关键工程难题。本人投入工作量占同期工作总量的60%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2021年,国机重装科技进步奖,三等奖,大型转炉一次烟气低碳高能效超净排放技术与装备,排名9; (2)2022年,陕西省冶金科学技术奖,一等奖,大型炼钢转炉一次烟气超净排放装备系统与应用,排名7; (3)2025年,国机重装技术发明奖,二等奖,煤气柔性调节装置与大型电除尘技术融合的智能高效净化系统,排名4。
  3. 姓名:王嘉庆
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责多污染物协同脱除多功能催化剂的研发与工艺开发工作。承担创新点1、2的相关工作,参与揭示了SO2、H2O及碱金属等组分对催化材料的中毒失活机制,明确了复杂烟气条件下催化材料酸性位与氧化还原性能的演变规律,为抗中毒催化材料设计提供了理论支撑;参与开发了宽温低温高效脱硝催化剂配方及成型工艺,完成了催化剂粉体放大与中试验证,实现了催化材料由实验室向工程应用的转化;参与构建了CO氧化反应热利用耦合多污染物协同脱除工艺,协助完成了工艺参数匹配与反应窗口优化,形成了多污染物协同净化技术方案。本人投入工作量占同期工作总量的60%。
    曾获国家科技奖励情况:2020年,中冶集团科学技术奖,一等奖,钢铁工序烟气多污染物半干法协同超低排放治理技术及应用,排名14。
  4. 姓名:石建稳
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:主要负责低温脱硝催化材料及复杂烟气催化反应机理研究。承担创新点1、2相关工作,开展锰基低温脱硝催化剂活性组分、孔结构及界面调控研究,揭示SO2/H2O等复杂组分对低温SCR反应及材料稳定性的影响规律;参与宽温低温高效脱硝工艺研发,提高催化剂低温活性、N2选择性及抗硫抗水性能,为多污染物协同净化提供材料与机理支撑。本人投入工作量占同期工作总量的50%。
    曾获国家科技奖励情况:2023年,陕西省自然科学奖,二等奖,典型臭氧前体物高效催化体系构建及净化机制研究,排名2。
  5. 姓名:边靖
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理成套装备的流场优化设计与关键装备研发工作。参与完成创新点3的相关工作,针对工业窑炉大烟气量、宽负荷工况下反应器内气流分布不均的问题,通过计算流体动力学模拟对进气烟道、导流板及均流格栅进行结构优化,参与研发了多重调控气流均布关键技术,有效改善了反应器内流场、浓度场与温度场的协同匹配;参与开发了高尘复杂烟气预处理装备,优化了除尘器内部流场与极配结构,提升了高尘工况下的粉尘捕集效率;参与完成了成套装备在烧结机、高炉及回转窑等多种工业窑炉烟气治理工程中的设计实施与工程应用,为成套装备的工程放大与宽负荷稳定运行提供了技术保障。本人投入工作量占同期工作总量的40%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2022年,陕西省冶金科学技术奖,一等奖,大型炼钢转炉一次烟气超净排放装备系统与应用,排名6; (2)2023年,陕西省机械工程学会科学技术奖,一等奖,大型转炉一次烟气超净排放装备系统与应用,排名10; (3)2024年,机械工业科学技术奖,二等奖,大型转炉炼钢烟气超净处理及其资源回收技术装备与应用,排名10。
  6. 姓名:艾华
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责多污染物协同净化工艺的工程化实施与关键装备的研发工作。参与创新点2、3的相关工作,完成了脱硫脱硝除尘一体化工艺的研发,完成了一体化工艺在工程装备上的设计集成与实施验证;参与开发了活性焦/半焦多功能深度净化装备,完成了吸附床层结构设计与气流分布优化,实现了残余SO2、NOx、Hg等多污染物的深度净化;研发了电除尘器绝缘锥套筒旋流反吹及微细颗粒物电凝并等核心装置,有效解决了高尘、高湿及粘性粉尘工况下装备清灰困难与运行稳定性问题;参与完成成套装备在玻璃窑炉、石灰窑等工业窑炉烟气治理工程中的设计与系统集成,推动了多污染物协同治理技术的工程应用与推广。本人投入工作量占同期工作总量的40%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2007年,中国机械工业科学技术奖,三等奖,玻璃窑炉烟气脱硫、除尘、脱硝系统,排名3; (2)2008年,陕西省科学技术奖,二等奖,玻璃窑炉烟气脱硫、除尘、脱硝系统,排名3; (3)2020年,陕西省环境保护科学技术奖,一等奖,关中地区机动车细颗粒物污染控制技术研究,排名4; (4)2022年,陕西省科学技术进步奖,二等奖,关中地区机动车细颗粒物污染控制技术研究,排名2。
  7. 姓名:苏伟
    排名:7
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:北京科技大学
    对本项目技术创造性贡献:主要负责多污染物协同净化工艺的基础理论研究与工艺开发工作。参与完成创新点1、2的相关工作,针对工业窑炉复杂烟气多组分共存特征,揭示了多污染物在催化界面的协同效应与非均相反应体系动力学与热力学机制,明确了污染物组分在净化过程中的交互作用规律与能质传输特性;参与研究了烟气净化过程的协同效应及多相体系质能传输规律,为工艺参数匹配与反应窗口优化提供了理论支撑;参与开发了宽温低温高效脱硝工艺,协助完成了催化材料从粉体放大到工程化应用的关键技术攻关;研究节能、增效、减排策略与技术,形成了多污染物协同净化工艺方案,实现污染物的过程减排控制。本人投入工作量占同期工作总量的60%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2021年,冶金科学技术奖,一等奖,钢铁烟气多功能高效低耗超低排放关键技术集成与应用,排名1; (2)2020年,环境保护科学技术奖,一等奖,钢铁烟气超低排放多功能耦合关键技术与应用,排名7; (3)2019年,环境技术进步奖,一等奖,钢铁行业典型工序烟气半干法超低排放治理技术体系与应用,排名3。
  8. 姓名:杨剑
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:重庆大学
    对本项目技术创造性贡献:主要负责复杂烟气脱硝脱汞协同催化及净化材料研究,参与完成创新点1、2相关工作,开展NOx还原与Hg催化氧化协同作用、Hg迁移转化及SO2/H2O等复杂组分影响研究,参与分析净化材料中毒失活规律;参与低温脱硝、协同脱汞及多污染物净化工艺研发,为复杂烟气多污染物协同脱除及工程应用提供技术支撑。本人投入工作量占同期工作总量的50%。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2018年,重庆市科技进步奖,一等奖,燃煤烟气协同脱硝脱汞催化剂制备关键技术及应用,排名3; (2)2017年,重庆市科技进步奖,二等奖,基于复杂煤质的超低排放脱硝催化剂关键技术开发与应用,排名2。
  9. 姓名:宋美娟
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理成套装备的工程应用质量设计与管理及标准化工作。参与完成创新点3的相关工作,建立了成套装备设计质量管理体系,对一体化反应器、深度净化吸附床等关键装备的设计方案、制造工艺及检验标准进行全过程质量管控,确保装备在高尘、高硫及波动工况下的长期运行可靠性与安全性;负责成套装备在工程应用中的安装调试质量管理工作,制定了关键工序质量控制点与验收标准,保障了装备在现场复杂条件下的安装精度与调试质量;参与制定了成套装备的设计规范与验收标准,为项目技术成果的规范化推广应用提供了质量保障。
    曾获国家科技奖励情况:
  10. 姓名:刘满溢
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:主要负责脱硝脱CO协同净化研究,参与完成创新点1、2的相关工作。开展低温脱硝及协同净化材料制备、性能评价与参数优化,研究CO氧化与NH3-SCR协同反应及热量耦合规律,为多污染物协同净化机理及高效低耗工艺研发提供支撑。本人投入工作量占同期工作总量的70%。
    曾获国家科技奖励情况:
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:西安交通大学作为项目第一完成单位,负责项目总体技术路线设计、核心技术研发及成果集成。围绕工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理,系统开展多污染物迁移转化、界面反应及净化材料中毒失活机理研究,建立协同反应窗口与CO氧化反应热匹配方法;研发宽温低温脱硝、CO氧化反应热利用耦合多污染物协同脱除及深度净化技术,开展关键装备研制、系统集成与工业化验证,推动形成工业窑炉复杂烟气多污染物协同、高效、低耗治理成套技术,为项目成果工程应用和推广提供了主要技术支撑。

  2. 单位名称:中国重型机械研究院股份公司
    单位贡献:中国重型机械研究院股份公司作为项目主要完成单位之一,主要负责工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理成套装备的研发设计、工程应用与成果转化工作。在装备研发方面,主持研发了大烟气量多污染物协同净化一体化反应器、层叠式整流均流装置及高尘复杂烟气预处理关键装备,完成了活性焦/半焦深度净化装备的结构设计与工程放大,解决了大截面反应器气流分布不均、高尘高湿工况下装备运行稳定性差等关键技术难题。在工程应用与推广方面,负责成套装备在钢铁、玻璃等行业的工程实施与系统集成,完成多项重大工程的装备设计、安装调试与系统集成,实现了成套装备在不同工业窑炉、不同工况条件下的适配集成与宽负荷稳定运行,推动了多污染物协同治理技术在工业窑炉烟气治理领域的大规模工程应用与产业化推广。

  3. 单位名称:北京科技大学
    单位贡献:北京科技大学作为项目主要完成单位之一,围绕工业窑炉复杂烟气多污染物协同净化开展基础理论研究与工艺技术开发。针对多污染物耦合净化过程的多相体系质能传输进行规律探索,揭示了非均相反应体系的协同效应及动力学与热力学机制,为多污染物协同反应窗口的建立提供了理论支撑;参与研发了锰基和钒基高效抗水耐硫型SCR脱硝催化剂,揭示了两类材料在多组分复杂烟气条件下的抗性机理和脱硝、脱CO协同催化机制;参与开发了宽温低温高效脱硝工艺及CO氧化反应热利用耦合多污染物协同脱除工艺,研究节能、增效、减排策略与技术,实现污染物的过程减排控制;参与制定了行业标准,为项目成套技术的形成与规范化应用提供了重要支撑。

  4. 单位名称:重庆大学
    单位贡献:重庆大学作为项目主要完成单位之一,围绕工业窑炉复杂烟气多污染物协同治理开展技术研发与工程验证。重点开展低温脱硝、协同脱汞及复杂烟气条件下催化材料中毒失活机制研究,参与多污染物协同净化工艺、催化材料工程化及系统集成技术研发;依托工业烟气净化研究基础,推动相关催化剂、脱硝脱汞及多污染物协同治理技术的工程验证与推广应用,为项目成套技术的形成提供重要支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处