OI²是精准优化（Optimization）、个性化（Individuation）、集成化（Integration）等三个英文字母的缩写，其支撑是过程工艺、关键设备、系统集成及优化、工程设计及项目实施等四大关键技术的开发和研发、设计、工程管理三大平台的构筑，OI²系列技术的发展历程也是精准优化、个性化、集成化这三个设计思想不断完善和升华的过程。本文以烟气脱硫脱硝核心反应器的发展为主线简述OI²-WFGD、OI²-SCR、OI²-WFGD-Ⅱ系列技术的发展历程。

OI²-WFGD烟气脱硫技术以2003年建设的太仓港环保发电有限一期2×135MW发电供热机组烟气脱硫工程为代表，其开发目的是突破国内尚未掌握烟气脱硫核心技术的障碍，实现了从“无”到“有”的转变。

这一时期的吸收塔基本按传统的逆流式喷淋空塔设计，其特点是烟气在喷淋区自下而上流过，与吸收浆液呈180°逆流接触，吸收塔为圆筒形容器，底部为循环浆池，上部主要部分为喷淋洗涤区，为了降低吸收塔高度并改善气流分布，浆液池和吸收区采用了不等径的布置方式。吸收塔浆液池则采用专利的气氛控制装置的设计技术(发明专利号：ZL200410014752.X)，在由搅拌器引起的浆液旋转方向上，合理设置石灰浆液进口、循环泵接口、石膏浆液排出口的位置，同时在石灰浆液进口、循环泵接口处布置隔离板对新鲜石灰浆液的扩散和混合进行分配、引导，同时满足了CaSO₃氧化、石膏结晶、石灰石溶解的需要。该工程的各项指标均达到或超过国外先进水平，作为我国第一个采用自主技术建设的烟气脱硫工程，于2005年顺利通过了国家发改委组织的国家首批“脱硫后评估”，评估专家一致认为“苏源环保工程股份有限公司的具有自主知识产权的OI²-WFGD石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，符合火电厂烟气脱硫工艺技术的选择原则，系统成熟、可靠”，该工程同时获得“2005年国家重点环境保护实用技术示范工程”，并作为“国家2005年环境保护重点实用技术（A类）”在全国推广。

国内外烟气脱硫系统中的吸收塔大都是完整的圆筒形，出口烟道直接联接在圆筒顶盖上。这种常规结构使得出口烟道的位置过高，需经过一个较长的过渡段降低至主系统烟道的高度。由于烟道截面尺寸很大，要在有限的空间内实现烟道系统及其附属设备的合理布置往往捉襟见肘。对于进出口条件一定且有较大限制的时候，采用“垂直气流逆流式喷淋空塔”去满足外在系统布置的要求必然造成连接烟道过长，系统阻力过大。因此提出了“烟气脱硫组合式烟道(专利申请号：200510095744.7)”的设计理论，采用异型的吸收塔去迎合外部系统和烟道的布置要求，解决了传统吸收塔布置烟道系统复杂的问题，充分体现了OI²技术个性化(Individuation)和集成化(Integration)的特点，其典型应用工程为国华太仓2×600MW烟气脱硫工程。同时，对吸收塔各喷淋层采用不同的压力控制，使各层喷淋层取得不同的雾化效果，增大了气液传质推动力，提高了脱硫效率。浆液池的设计则采用“烟气脱硫吸收塔浆液池气氛控制装置的设计技术”(发明专利号：ZL200410014752.X)。

由于各个电厂的布置条件各不相同，在对“组合式吸收塔及烟道”进行研究发展的同时，有必要对“垂直气流逆流式喷淋空塔”进行进一步探究，优化其设计理论，满足特定电厂的个性化需求。这一阶段的吸收塔设计以江苏盐城电厂2×150MW机组烟气脱硫工程为代表。其核心思想为：优化了吸收塔进出口烟道，提出了象鼻型出口烟道的烟气吸收塔的理念，简化了附属的土建设施；对塔内流场进行精细化设计，从先前的采用各种措施使气流均匀化发展到主动利用气流场的自然不均，提出了气液耦合的设计理论；采用了浆液再分布装置，减少了壁流现象，提高了气液传质面积；将仿生学的理论应用于喷淋管的设计中，提高了喷淋管系浆液分配的均匀性，进而改进了吸收塔的性能，降低了管系流动总阻力。其典型技术有象鼻型吸收塔出口及烟道(专利申请号：200510041493.4)、气液耦合平衡设计理论(专利申请号：200510040406.3)以及具有吸收剂浆液再分布装置的喷淋塔(专利申请号：200510095742.8)等，这一阶段的垂直气流逆流式喷淋空塔的设计方法和理论达到极至，充分体现了OI²技术的精准优化(Optimization)的特点，实现了由“有”到“好”的转变。由于其突出的理论和应用价值，成果先后获得了2005年江苏省科学技术进步二等奖及2006年国家科学技术进步二等奖。

这一时期，OI²的开发模式也被应用于烟气脱硝工艺的开发中，数值模拟、实验测量和工程回归结合，突破“设计—小试—中试—工程应用”的传统模式及因次分析和相似理论的限制，成功解决了脱硝反应器的设计放大问题，避免旷日持久和费用高昂的逐级开发过程，并实现了研究成果工程化的一次达标。创新地将传统串行进行的工艺研发、工程设计、项目管理并行进行、同时平台化开发复杂过程核心工艺、工程设计及项目管理关键技术，工艺技术和其工程应用环境开发一并完成。超越了大型过程工艺开发大型化难、周期长、成熟慢、一次设计达标精度低等世界难题。其典型应用为国华太仓发电有限公司2×600MW机组烟气脱硝工程，取得了良好的环境和社会效益。该项目被列为2006年国家火炬计划项目，并获得了2006年江苏省科学技术进步二等奖及2006年国家科学技术进步二等奖。

国内外现有的湿法烟气脱硫工艺大都采用"烟气低进高出同侧翻转"的垂直逆流喷淋塔形式，吸收塔进出口高差20余米，设备间的连接烟道冗长复杂，系统布置松散，烟气阻力较大(通常大于3000Pa)，需增设脱硫增压风机，且烟道体积大、荷载重、支撑结构庞杂，存在着造价高、电耗大、钢耗多、占地大等突出难题，影响建设和运行FGD的积极性，给在老电厂建设脱硫造成困难。以"U形吸收区高速平流喷淋塔"为核心的OI²-WFGD-Ⅱ烟气脱硫新技术，大幅降低了系统阻力、设备高度和占地面积，解决了烟气脱硫"投资高、消耗多、占地大"、环保和节能难于兼顾、老厂脱硫空间不足的难题。实现了FGD技术的突破，与国内外同类技术比较，单位造价降低55%，运行电耗降低25%，水耗降低10%，占地面积降低40%，专家鉴定认为是"一种原创性的新型吸收塔"，是"一项资源节约型的原创性科技成果，总体达到国际先进水平，部分指标属国际领先水平" 。“平流吸收塔集成式烟气脱硫装置”(200510041491.5)则几乎集了上述各个阶段吸收塔之大成，既保留了“垂直气流逆流式喷淋空塔”的高效气氛控制控制技术(ZL200410014752.X)的优点，又有组合式吸收塔及烟道(200510095744.7)充分考虑外部系统和空间的限制，同时将象鼻型烟道出口吸收塔(200510041493.4)这一系列的塔内流场设计技术得以进一步发展，充分体现了OI²-WFGD-Ⅱ技术的精准优化(Optimization)、个性化(Individuation)和集成化(Integration)的特点，实现了由“好”到“优”的飞跃。在塔内设计理论方面，则进一步发展了气液耦合平衡的设计理论，将塔内不同位置的pH值影响等因素考虑进入，将喷淋管布置为垂直向下的形式，更是体现了叶脉状喷淋管的设计理念。其典型应用为大唐徐塘发电有限公司2×300MW烟气脱硫工程。OI²-WFGD-Ⅱ烟气脱硫新技术实现了从“有”到“好”的跨越，鉴于此，该成果获得了2006年中国环境科学学会环境保护科学技术一等奖。