1 技术来源
OI2-SCR技术是江苏苏源环保工程股份有限公司（以下简称“苏源环保公司”）在精准优化（Optimization）、个性化（Individuation）和集成化（Integration）理念的指导下，继承具有自主知识产权的烟气脱硫技术的开发模式，主动吸收国外SCR技术的精髓和SCR工程的经验，以及国内各科研院所在SCR技术方面的研究成果，运用原始创新、集成创新和引进、消化、再创新相结合的方法，依靠公司研究力量开发的具有自主知识产权的SCR烟气脱硝技术。

2 三大平台介绍
在长期的研发与工程实践中，苏源环保公司形成了成熟的研发、设计和项目管理三大平台。

研发平台主要对象为OI2-SCR关键工艺和核心设备的研究与开发；并充分利用有限的空间，实现脱硝反应装置与锅炉主体、烟风系统一体化兼容设计方法。其结果将及时将传送给设计平台，同时设计平台及时将信息反馈给研发平台。项目管理平台以SCR工程的进度控制、费用控制、质量控制、合同管理为对象，提高SCR工程实施的质量、降低总承包的投入成本。

将传统串行进行的工艺研发、工程设计、项目管理并行平台化开发，技术研究与工程实施同步进行是OI2-SCR烟气脱硝技术的重要内容。

3 主要特点
(1) 创立了以全方位、多尺度、系统级的数值模拟为基础，要点实验和工程实测为校正的大型工艺平台化的开发模式，突破了“设计—台试—小试—中试—工程应用”的传统及因次分析、相似理论等的限制，成功解决了脱硝反应器大比例放大(1000倍)的难题，避免了旷日持久和费用高昂的逐级开发过程。

(2) 开发周期短，技术应用快。充分利用信息化来推动项目的产业化，借助人工智能来实现科学化的项目管理，三大平台并行开发，实现了各专业的协同配合和高度的系统优化，及时将自主技术应用于工程实践。

(3) 达标性强。本项目自主技术建设的烟气脱硝工程自投运以来，各设计指标与实测结果比较吻合，达标性强（见表1）。

(4) 成熟度高。OI2-SCR技术成熟，依托该技术建设的脱硝工程运行性能良好。2005年8月，苏源环保公司的“大型火力发电机组烟气脱硝核心技术OI2-SCR开发及其应用”通过江苏省科技厅组织的科学技术成果、新技术鉴定，鉴定认为：该技术达到国际先进水平，国内首创。依托该技术工艺包建设的国华太仓发电有限公司2×600MW机组烟气脱硝工程，各子系统、设备运行正常稳定，可靠性指标达98%以上。

4. 主要技术经济指标
OI2-SCR烟气脱硝核心技术是我国第一个拥有自主知识产权的烟气脱硝技术，其主要性能有：①工程投资成本仅为国外的三分之一，SCR实施工期仅为国外的一半；②NH3/NOx的混合效果设计达到国际先进水平；③反应器进口段（NH3/NOx混合段）设计达到国际领先水平；④对已建机组脱硝改造时，烟气脱硝系统集成及优化技术研究达到国际先进水平。⑤ OI2-SCR烟气脱硝装置工程整体运行保证率≥95%；设备和材料国产化率≥95%；催化剂脱硝效率≥90%，氨的逃逸量<3ppm，SO2的转化率<1%；催化剂寿命设计值≥16000h连续稳定运行>3000h。

5.有效性及稳定性分析
OI2-SCR烟气脱硝技术是苏源环保在OI2模式下开发出OI2-WFGD湿法烟气脱硫技术后的又一次成功实践，继承了“工程试验与实验研究-->设计-->数值模拟-->试验和工程实测校正”的基本研究方法。而OI2-WFGD脱硫技术已经在工业上得到了广泛的应用，实践证明该研究方法在大型工艺装置与系统的开发中是可行的。

OI2-SCR技术方案分为SCR关键工艺研究、SCR核心设计技术的开发、烟气脱硝系统集成及优化技术研究、SCR工程设计及项目实施。

(1) SCR关键工艺研究

建立SCR反应动力学模型，在此基础上分析烟气温度、速度分布、NH3/NOx混合效果和机组运行时间对脱硝效率的影响，以及煤中微量有害元素对催化剂性能的影响。在充分考虑这些影响因素后，根据实验性能数据设计催化剂的尺寸。

(2) SCR核心设备的开发

SCR反应器及连接烟道的数值模拟研究良好的烟气分布和NOx/NH3混合效果是保证脱硝效率的前提，也是选用经济合适的催化剂体积的基础。SCR装置通常置于锅炉省煤器与空预器之间，烟气温度较高，常规的冷态试验模型虽可依据相似原理获取一定准则数相同下的烟气速度分布规律，但对氨的扩散和分布以及喷氨格栅数量巨大的喷嘴与下游催化剂上方氨分布的对应关系却无能为力。本项目以国华太仓烟气脱硝工程为依托，采用有限体积法对SCR反应器及其连接烟道内的流体流动及氨扩散过程进行数值模拟，揭示了其内部流动规律并给出一系列的定性定量分析结果，同时结合现场测试结果，对数值计算结果进行验证和修正。在流场模拟和实测数据验证的基础上，设计SCR反应器及连接烟道、导流板设计等，建立SCR反应器及其连接烟道的设计理论和方法，并为系统调节建立理论依据，降低了工程风险。

反应器的CAE分析反应器为大型薄壁大开孔钢结构件，尺度大、内外附件繁多，现场条件复杂多变，约束条件多；而脱硝工程常为改造工程，现场重新构建的支承框架不能提供非常充足的承载能力，利用的空间非常有限，常规设计方法难以提供精确的计算分析结果。

基于有限元理论的分析设计技术在工程上的应用已经比较普遍，但它们毕竟不是专为解决某一类问题而开发的，而是一种通用的技术平台，在脱硝技术中导入并应用CAE技术，仍需解决物理模型简化、复杂载荷（同时包括风载、地震力、热应力等）工况仿真模拟、计算结果分析、结构优化等问题，国内外有关这一领域内CAE技术的应用探索并未见报导。本项目成功将CAE技术应用在反应器的设计分析上，依据一定的顺序施加外压、自重、催化剂重量、风载荷、地震载荷、温度载荷，最后按现场条件施加约束。催化剂的承重梁与框架之间在水平方向可以相互滑动，在竖直方向则受到约束，二者之间在水平方向上有摩擦力相互作用。这部分研究为烟气脱硝核心设备的开发提供了有力的手段。

喷氨格栅的设计 OI2-SCR技术通过对氨稀释空气与烟气的流速比、喷出角度、管束布置、AIG支撑等因素的影响进行了综合分析，通过数值模拟，获取喷氨格栅上每一位置的开孔喷出的氨的流动轨迹及迁徙规律，提出了流场适应型设计理论，以“主动利用不均”代替传统的“单一尺度的平均化”方法，以此为基础进行优化设计。喷氨格栅一般分若干个支管，每根管子上开一定数量及尺寸的孔，氨稀释空气由此处喷入烟道与烟气混合；同时，整个烟道截面被分成若干个控制区域，每个控制区域由一定数量的喷氨管道组成，并设有阀门控制对应区域的流量，以匹配烟道截面各处NOx分布的不均衡。该技术的实施，使得氨扩散及混合距离变得尽可能的短，同时又能保证第一层催化剂上表面的NH3/NOx摩尔比偏差小于5%，从而极大地降低了投资和运行费用。

(3) 烟气脱硝系统集成及优化技术研究

针对我国烟气脱硝工程以已建机组改造为主、普遍存在系统/空间制约问题这一国情，开发了烟气脱硝反应装置与锅炉主体、烟风系统一体化兼容设计方法，包括脱硝反应器进口段的优化设计、脱硝装置对既有锅炉系统影响评估技术、脱硝反应器开发和锅炉钢架结构、空气预热器、引风机、烟道等改造技术开发，实现锅炉系统与烟气脱硝系统的优化集成。

(4) 工程设计及项目实施

在工程设计中，建立PDMS平台，充分发挥信息化对产业化的推动作用，实现工艺、仪表、设备、土建、热控及电气等专业的并行、协同设计；以科学化的管理模式来协调项目实施过程中各专业的配合；降低工程风险、有效地控制投入成本。

实施效果如下：

(1) 本项目形成了具有自主知识产权的OI2-SCR烟气脱硝核心技术，并在国内最大级别的火电机组上成功应用，填补了我国烟气脱硝行业的空白。

(2) 已投产运行的国华太仓2×600MW烟气脱硝效率达到90%，残氨逃逸率小于3×10-6，SO2氧化率小于1%，各项指标均达到或超过国际先进水平。

(3) 采用自主技术，节省了相当于工程总造价10%的外方技术使用费，工程总投资仅为国外的30%。由于免去了对外方技术确认的依赖，工程建设周期缩短了一倍。

(4) 本项目技术的成功开发及应用，突破了国外公司的技术壁垒，大幅度压低了国外技术的要价，实现了关键技术的可升级性，提高对国情的适应能力，并促进了国内相关环保技术研究水平的提高和设备制造产业的发展。

6.经济前景分析
2005年底我国火电装机容量已达3.84亿千瓦，由火电厂排放的NOx就超过850万吨，严重制约了国家经济、社会可持续发展和影响人类健康。假设到2010年，烟气脱硝市场为2亿kW，以250元/kW的工程造价来计算，将形成500亿的烟气脱硝市场。其中，催化剂市场占15~25%的比例，即100亿左右，如果实现催化剂国产化，就可以将催化剂成本降低20%，即催化剂成本缩减到80亿左右。在催化剂国产化的同时，如果同时采用自主知识产权的SCR工艺包，就可以摆脱对外方的技术依赖，加速工程进度，这将为整个脱硝工程造价降低10%以上。所以，火电厂烟气脱硝自主知识产权核心技术及成套设备国产化开发，将为整个产业节约60亿以上的投资成本，同时也将大大降低SCR烟气脱硝的运行成本。

 300MW及以上大型电站烟气脱硝国产化项目在降低火电厂的废气排放、节约能源、降低污染等方面具有极强的社会效益。

（1）成功研发大型火电机组烟气脱硝核心工艺包，实现成套装置的国产化，填补我国在烟气脱硝领域缺乏自主核心技术的空白，打破关键设备依赖国外进口的局面，大幅度降低火电机组脱硝工程的投资、运行费用，为SCR烟气脱硝技术在我国的推广应用铺平道路。

（2）不仅有益于国家大气环境的改善，而且每年可减少直接和间接（因土壤酸化和贫瘠化、金属腐蚀及对动植物影响）的经济损失；另外还为国家电力事业的发展预留了排放容量，有利于我国电力工业的发展。

（3）在关键成套设备生产方面可以带动相关生产基地、合作生产单位人员就业，为缓解社会就业压力、提高居民收入做出相应的贡献。

（4）自主知识产权的催化剂关键技术的开发，可以推动我国在这一产业的研究和应用迅速向国际先进水平靠拢。

推广具有自主知识产权的SCR烟气脱硝技术，将使我国火电厂的NOx排放总量从850万吨下降至120万吨，如果每吨NOx的经济损失以2.5万元计算，其环境效益将达1825亿元。

总之，火电厂NOx排放控制是全面落实科学发展观，发展循环经济，保护生态环境，加快环境友好型社会的建设的必然要求。从发展我国的环保事业整体来看，开发具有自主知识产权的脱硝技术将为国家节约大量外汇，增加就业机会，减少火电厂污染物排放，增强我国的综合国力，提高我国在国际社会中的地位。

7.推广应用情况
本项目已经于2005年8月通过江苏省科技厅鉴定，依托该技术工艺包建设的国华太仓发电有限公司2×600MW机组烟气脱硝工程，于2006年1月20日完成168小时考核运行，顺利实现同步发电、同步脱硫与同步脱硝的目标，从而创下我国新建大型火电机组“三同步”的历史记录，这也是我国目前唯一以自主知识产权脱硝技术建设的脱硝工程。

本项目形成了具有自主知识产权的OI2-SCR烟气脱硝核心技术，填补了我国烟气脱硝行业的空白。根据国家环保总局统计数据显示，2005年我国火电NOx排放量为776万吨，预计到2010年我国NOx排放量将达850万吨左右，同时我国烟气脱硝市场大约有3.4亿千瓦的市场容量。如果采用国外的SCR烟气脱硝技术来控制NOx的排放量，我国火电机组脱硝工程不得不投入1100亿元；而推广OI2-SCR烟气脱硝核心技术，其工程总造价低于500亿元，可以节约一半以上，其经济效益非常可观。同时，如果NOx排放量将从850万吨下降至120万吨，每吨NOx的经济损失以2.5万元计算，其社会效益将达1825亿元。

江苏省因其特殊的地理位置和经济发展水平，火电机组装机容量占全国15%左右，因此控制火电机组NOx排放的任务非常艰巨。具有自主产权的烟气脱硝技术的推广应用，可以加快省内对于火电机组烟气NOx的排放量控制的立法和实施；而NOx排放量的控制，可以将江苏省每年因为NOx排放而造成的经济损失从318亿元下降到45亿元。

OI2-SCR烟气脱硝核心技术的研发成功，为相关行业的自主技术研发提供了有效的借鉴模式，同时也为本行业的进一步革新提供了全面的平台。该技术的成功应用，促进了国内相关环保技术研究水平的提高和设备制造产业的发展。