戰煙氣，為藍天

高妍　鄭聲宇

近年來，污染天氣頻發讓藍天白云一度成了“奢侈品”。專家分析，工業煙氣排放是二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、一次PM2.5及揮發性有機物（VOCs）的第一大排放源。

奪回藍天勢在必行，工業煙氣治理是重中之重。近年來，中央密集作出重大決策部署，《大氣污染防治行動計劃》、“工業污染源全面達標排放計劃”、新《環境保護法》與《大氣污染防治法》紛紛出臺，“鐵腕治污”的決心空前堅定。

打贏“藍天保衛戰”，上憑政策約束與推動，下靠企業自覺治理與升級，中間需要的則是治理的技術、升級的手段。南京工業大學教授、南京杰科豐環保技術裝備研究院創始院長徐海濤，便是為這場長期戰役提供工業煙氣治理技術與成果的杰出代表。

徐海濤教授不僅在工業煙氣脫硫、脫硝技術及成套裝備的研究開發上作出突出貢獻，助力我國工業煙氣治理技術走出了“無—有—優—精”的發展之路，還在成果轉化與推廣模式構建方面作出積極嘗試，為有效解決成果轉化“最后一公里”難題提供了有益借鑒。

緊盯技術創新，開創OI2技術研發新模式

減排量，國民經濟和社會發展的約束性指標之一，是套在企業頭上“緊箍咒”。

企業減排的關鍵是什么？徐海濤認為是技術，煙氣脫硫、脫硝技術。但長期以來，我國煙氣脫硫、脫硝技術是靠引進而來，存在不適國情、使用費高、受制于人等弊端，亟需自主研發、自立自強。

●? ?起步，從無到有

自2003年起，徐海濤就在孫克勤教授的帶領下進行煙氣脫硫、脫硝技術的研究與探索工作。OI2技術研發模式，就產生于他們深耕多年的火電行業煙氣脫硫脫硝治理技術研發過程中。

OI2即精準優化（Optimization）、個性化（Individuation）、集成化（Integration）。徐海濤介紹，這一模式的特別之處在于，它是將系統的工程思維和其他行業最新技術引入了環保領域。其核心觀點在于，利用計算機將技術、裝置仿真式地模擬出來，以全方位、多尺度、系統級的數值模擬為基礎，以要點實驗和工程實測為校正，進行相關治理技術的研發。

短短幾年，他們不僅成功開發出了具有自主知識產權的OI2-WFGD煙氣脫硫、OI2-SCR煙氣脫硝成套技術及裝備，還成功實現了技術和成果的落地。2004年，我國第一個擁有自主知識產權的煙氣脫硫工程——國華太倉2×135MW建成;兩年后，我國第一個煙氣脫硝工程——國華太倉2×600MW建成。

這兩個工程都是填補國內空白的重要成果，它們的落地應用幫助我國火電行業實現了自主脫硫脫硝技術的“從無到有”。國家發改委對這兩個工程進行了“脫硫后評估”，確認其各項指標均達到或超過國際先進水平。因其突出的理論和應用價值，上述成果獲2006年國家科技進步二等獎。

在此基礎上，針對濕法脫硫“投資費用高、運行消耗多、占地面積大”等突出難題，在對30多臺噴淋吸收塔試驗分析的基礎上，他們又系統研究了塔內氣相流動、液相噴淋、化學吸收的交互關系，提出了氣液化耦合設計方法，發明了以“U形吸收塔”為核心的OI2-WFGD-Ⅱ資源節約型煙氣脫硫技術。

與國內外現有技術相比，該技術節約鋼耗30%、電耗25%、水耗10%、占地40%，被專家鑒定為“一種原創性的新型吸收塔”，是“一項資源節約型的原創性科技成果，總體達到國際先進水平，部分指標屬國際領先水平”。該成果應用建成了徐塘發電等12套脫硫裝置，實施效果顯著，榮獲2008年國家環境保護科學技術二等獎。

而在實踐中錘煉出的OI2研發模式，也伴隨工程應用的增多不斷完善。它成功完成了火電行業煙氣脫硫脫硝過程工藝、關鍵設備、系統集成及優化、工程設計及項目實施四大關鍵技術的開發和研發、設計、工程管理三大平臺的構筑，打破了國內無大型試驗裝置、缺乏工程積累的障礙，突破了“設計-小試-中試-工程應用”的傳統模式及相似理論等限制，實現了技術和裝備與計算機仿真模擬的高度一致，實現了裝置一次投運的100%合格率，超越了大型過程工藝開發大型化難、周期長、成熟慢、一次設計達標精度低等世界性難題。

●? ?拓展，從有到優

2009年3月，北京順義城北供熱中心，即我國第一個城市集中供熱煙氣脫硝工程建成。經過努力，徐海濤帶領團隊將火電行業煙氣脫硫脫硝技術，成功拓展應用到了非電行業煙氣治理中。

集中供熱是我國北方居民冬季采暖的主要方式，具有數量巨大（數十萬臺）、地處城區甚至商業中心、負荷波動劇烈（不同時期、不同時刻）等特征，治理難度巨大。SCR雖是有效治理手段，卻面臨著煙氣特性及工況適應性等諸多挑戰。

自2008年起，徐海濤開發了基于多模型預測控制的噴氨精準快速控制系統，解決了脫硝系統滯后性和非線性控制難題，實現了噴氨流量快速調節;通過套筒鼠籠式噴氨流量調節裝置創新，解決了控制閥非線性調節難題，實現了噴氨流量精準調節，在鍋爐寬幅快速高頻變負荷下NOx均達標排放且氨逃逸率滿足要求。

同時，他還針對中小鍋爐普遍存在的改造空間不夠、噴氨混合距離不夠及低負荷運行煙溫不夠等“三個不夠”難題，發明了受限條件下鍋爐脫硝改造系列技術，通過煙氣同高側出側回的流場再造、高速強旋特征的風帽式噴氨混合、適應低負荷煙溫的受熱面重構等技術突破，大幅降低了改造難度和投資費用。

這些技術均成功應用到了順義城北的煙氣脫硝工程當中。經過幾年平穩運行，煙氣脫硝指標達到了北京市鍋爐污染物排放標準，脫硝效率達到75%以上。2012年2月項目通過了環境保護技術成果鑒定，總體達到國內領先水平。第二年，相關項目榮獲國家環境保護科學技術二等獎。

多年來，相關技術成果已成功衍生開發并應用于集中供熱、鋼鐵燒結、危廢處置等非電行業煙氣治理，實現了工業煙氣治理技術的“從有到優”。

薄發，從優到精

科研創新永無止境，永遠有更多的問題等著我們的科學家去解決，工業煙氣治理同樣如此。

徐海濤在研究中發現，工業煙氣脫硫90%以上采用石灰石—石膏濕法工藝，其副產的脫硫石膏約50%閑置堆放或填埋、50%生產低端建材，非常容易造成二次污染和資源浪費。副產物也是資源，能否好好利用起來呢？近年，徐海濤開始投入精力進行相關研究。

2016年以來，他研發了工業煙氣脫硫副產亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉工藝。這一工藝通過氣體洗滌、高效濾袋除塵、改性陶瓷管過濾等工藝創新，可對不同來源煙氣進行深度高效預處理，并可針對不同產品生產進行靈活切換，形成了撬裝模塊化工藝裝備和智能響應控制系統集成。

基于工藝創新與裝備集成，他領導建成了4萬噸/年燒結煙氣副產（焦）亞硫酸鈉的工業示范裝置，產品質量達到國家相關標準，為工業煙氣SO2的高效資源化綜合利用提供了新的途徑。

同時，他還針對全負荷脫硝超低排放新形勢，提出了鍋爐至脫硝反應器全區域脫硝數值計算方法，發明了獲取模型驗證數據的大尺度、同時刻、網格化NOx濃度場測試技術裝備，通過氨氮配比時空響應特性揭示和實時效率場重構，形成了噴氨格柵分區自動尋優調控技術，從根本上解決了脫硝還原劑氨的噴入量與煙氣中的NOx通量難以匹配的難題，構建了NOx超低排放技術體系和行業規范，在氨逃逸率不超標、催化劑不堵塞的前提下脫硝效率由現有80%提升至90%。

到目前為止，上述技術成果已成功推廣至蘇源環保（現中建中環）、華光新動力、蔚藍環境等70余家工程公司，應用于大唐、協鑫、國信等企業600多臺鍋爐的煙氣脫硫、脫硝工程中，取得了顯著的經濟效益和社會效益，大幅提升了我國脫硫脫硝的整體技術水平，降低了技術引進的門檻和費用。

無論是工業煙氣硫的資源化利用，還是解決全負荷脫硝超低排放難題，抑或是高濕煙氣深度減排，這一系列創新技術的成功應用，均大幅提升了我國的工業煙氣治理技術與水平，幫助其逐步實現“從優到精”的跨越。

助推成果轉化，探索OI2微創新生態

OI2微創新生態模式，還是OI2，但其所代表的內涵已經發生了變化。O是Open開放，I是Innovation創新和Incentive激勵。OI2微創新生態模式是徐海濤針對我國科技成果轉化不力、不暢這一突出問題，提出的創新理念與積極嘗試。

徐海濤認為，出現科技成果轉化不順的問題，其本質在于“創新和轉化各個環節銜接不夠緊密，導致科技研發對經濟和社會的支撐作用沒有得到充分發揮。”

為此，他在多年進行科技研發與產業應用的豐厚經驗基礎上，根據南京市2018年一號文“兩落地一融合”的精神，聯合南京工業大學、江寧開發區管委會和社會資本方共同發起了集研究、開發、生產、金融、市場一體化的公司制獨立法人新型研發機構——南京杰科豐環保技術裝備研究院（簡稱“杰科豐研究院”）。

作為研究院創始院長，徐海濤提出并探索形成了OI2微創新生態模式，該模式集科研、孵化、資本等功能于一體，將各種要素集成于組織內部，降低交易成本，并實現了創新鏈條的全覆蓋，與之前只做科研然后向企業轉移技術的模式相比具有更高的成功率。

“與常規微創新生態模式不同的是，OI2微創新生態模式的打造是基于研發能力的，是技術能力的商業化開發。其中研發能力是核心能力，圍繞研發能力擴展投資、孵化等其他能力，最終形成微創新生態的科技成果轉化和孵化模式。”徐海濤介紹。

創立一年來，杰科豐研究院已在OI2微創新生態模式下小有所成。他們匯聚了一批有行業影響力的專家人才，建成了大氣污染控制、土壤及地下水修復、環境功能材料、環境監測及大數據分析四個研究所，圍繞國家急需解決的突出環境問題，在技術研發、孵化育成、人才集聚、國際合作等方面取得了積極進展——

他們已申請專利53件，其中發明專利34項，授權8項;更有1項科研成果入選南京市2019創新產品推廣示范推薦目錄。

他們形成了獨特的“一個產業、兩個維度、三分之一法則、四個一促進五個化”的成果轉化孵化育成模式，孵化企業29家，研究院及孵化企業承攬合同額累計近4000萬元;引進留學人才團隊4個，成立3個國際技術轉移中心，成功申報高層次人才項目3項。

到目前為止，杰科豐研究院已形成了一處辦公場地、一處實驗室及小試基地和一處硫資源化中試基地的“一體兩翼”的發展布局，建成“南京市硫資源化工程技術研究中心”一個科研平臺，擁有一批先進儀器設備和試驗裝置，且已通過CMA認證。

同時，研究院運營實體已通過江蘇省科技型中小企業認定，入選江蘇省高新技術企業培育庫。2018年9月，研究院通過南京市第三批新型研發機構備案;在南京市科委組織的2018年備案新型研發機構績效評估中被評為優秀新型研發機構;被中共南京市江寧區委、南京市江寧區人民政府授予2018年度江寧區新型研發機構優秀建設獎。

融資難，對接難，落地難……杰科豐研究院的發展模式，或許可為這“成果轉化三難”提供些許寶貴經驗。

從OI2技術研發模式到OI2微創新生態模式，名稱類似，本質內涵不同，手段方法不同，徐海濤及其團隊所遇到的問題與困難也不同，但始終未變的，是他為環保事業發展勇于創新、精益求精的擔當與情懷，是他對頭頂之上藍天白云的守護之心。

徐海濤表示，他將秉持初心、砥礪前行，繼續深耕工業煙氣治理，為打贏藍天保衛戰蓄能，為中國環保事業的長足發展助力！

徐海濤，1977年11月生，博士，南京工業大學教授，現任南京杰科豐環保技術裝備研究院院長，國家環境保護專業技術青年拔尖人才、江蘇省第五期“333工程”培養對象，機械工業大氣凈化標委會委員。

徐海濤長期致力于工業煙氣脫硫、脫硝技術及成套裝備的研究開發及推廣應用，取得了一系列成果。成果先后應用和輸出至全國70余家工程公司，大幅提升了我國脫硫脫硝的整體技術水平，降低了技術引進的門檻和費用。先后完成863項目3項，獲發明a專利授權40余項，制定行業標準7項，獲國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步獎6項。與此同時，他與印度國家咨詢機構編制了《發展中國家脫硫技術的現狀及發展報告》，為發展中國家工業煙氣治理技術的提升做出了積極貢獻。