环境污染已成为二十一世纪世界性灾难，特别是大气污染造成的伤害，是不可逆转的扩散持久性的蔓延。形成环境危害的主要物质是：硫氧化物（SO ₂ 、SO ₃ ）氮氧化物（NO、NO ₂ ）及粉尘（PM ₁₀ 、PM2.5）。

   我国的SO ₂ 、NOx、CO ₂ 的排放量居世界首位，由此带来的损失极其巨大，已成为制约我国社会、经济可持续发展的主要因素。因此国家制定强制性污染治理排放标准，要求从源头控制，全过程管理，以实现天蓝地绿，湖碧水清。

    而工业用链条炉的减排只是采用了麻石除尘器，对烟气进行洗涤除尘及有限度脱硫。其脱硫效果极其有限，新建塔的脱硫效果也就是40~50%，根本满足不了对减排的要求。

近年对链条炉的减排也采用了配制单独的脱硫，脱氮塔。每台10吨~20吨的链条炉配套这样的减排设备，就需要300多万元的一次性投资。这还不算昂贵的运行费用。

洛伦索节能科技脱硫、脱硝剂技术，彻底解决了燃煤的节能减排问题，煤碳燃烧过程中产生的SO ₂ 、NO _x 、CO ₂ 等有害物得到了有效控制，利用化学方法，运行费用为原来的60%-70%,有效减少或取代了原有脱硫、脱硝药剂的用量，为企业减轻了经济负担，较好的解决了环污染这一世界性难题。

     燃煤锅炉与多功能塔之间固（燃煤）； 液（喷淋加催化介质的水）； 气（烟气）三种形态，在不同阶段，不同时间，不同层面用不同的化学元素进行同一个目标的催化、活化、净化、实现节能减排的目的。

药剂中的相关有效元素随煤燃化成气体，随烟气排出，需要在烟气管道中进行活化处理，激活亲硫亲氮因子，同新加入的催化剂产生叠加，极大提高脱硫脱硝效能。原理还是最大力度的强化燃煤的充分燃烧，完全燃烧，洁净剂配方中助燃因子要有充分的比重。在充分燃烧的同时，最大限度的强化固硫、固氮、清灰、除焦的速率和效率。

烟气管道中的催化、活化，要根据现场实测参数、配置所需物料来决定喷淋浓度及强度，这是一个节点性技术突破和技术革命，是承上启下的质化性关键所在。

该技术既可用于新建锅炉，更是对原有锅炉改造的新途径，投资少，见效快，节能减排效果显著。

1、节煤3%~15%（因燃烧、锅炉工况而异）

2、提高锅炉热效率1.5-5%左右

3、脱硫：达标排放

4、脱硝：达标排放

5、清灰：99%

6、除焦：99%

7、提高炉堂温度50-100℃

8、日常运行投入为原有的60%-70%．

用法用量：

固态燃烧，湿法喷淋，适用于湿法脱硫系统．

用量为0.3%-0.8%．

基本原理：

（1）炉中脱硫机理

利用燃煤脱硫脱硝添加剂，釆取燃烧固硫脱硫法，有效提高硫化物抗高温的分解能力，能在较大程度上使煤中的硫形成固硫效果，这也是工业燃煤技术开发的难奌和关键所在。

    我们从多年来的研究、试验、测试中发现虽然在不同温度段之间的每次升温过程中都形成新的SO ₂ 释放峰，在700－800度时，绝大部分SO ₂ 已经析出，且固化在炉渣中。

  产品中的多元固硫成份 . 使初期燃烧的 SO ₂ 化合固化，减少硫排放的效果极好。但当低温燃烧阶段固定下来的硫，在高于 900 度以上温度时又开始重新分解二次释放。

怎样解决高温段900度以上高温时硫的二次分解，是摆在众多科学家面前的一道难题，也是世界性的难题。

   依据煤的高温燃烧理论，从强化煤的充分燃烧入手，在固硫添加剂的配比上抓 好两端，即高的低温反应活性和低的高温分解速率，依据燃煤固硫的机理，采用螯合包嵌工艺，选用多种不同类型的固硫螯合包嵌剂，例如钙基脱硫，以高温下的石灰石在 800 度左右热分解为 CaO ，其化学反应式为： CaCO ₃ ------CaO+CO ₂

  CaO+SO ₂ ------CaSO ₃

     CaO+SO ₂ +1/2O ₂ -------CaSO ₄

  上述反应的最佳反应温度为800-900度时脱硫效果最好，当炉内温度高于1300度已生成的CaSO ₄ 还会分解出SO ₂ ，若燃烧温度超过1300度时则脱硫效果就会较差，此时固硫剂燃烧分解等如下反应。

   固硫剂热分解反应： Ca(OH)2-----CaO+H2O

 固硫剂合成反应 ： Ca(OH)2+SO ₂ ------CaSO ₃ +H2O

 中间产物的歧化反应 ： 4CaCO ₃ -----CAS+3CaSO ₄

    固硫产物的高温分解：CaCO ₃ ------CaO+CO ₂

                               CaSO ₄ -------CAO+SO ₂ +1/2O ₂

  在还原性气氛中，煤中的含硫成分生成H2S ，则脱硫反应式为：

        CaCO ₃ +H2S------CaS+H2O+CO ₂

        CaO+H2S--------CaS+H2O

       如果CaS再遇到氧气，则根据氧的浓度大小会发生如下的氧化反应：

        CaS+1/2O ₂ ------CAO+SO ₂

        CaS+2O ₂ ------CASO ₄

      在某些组合的催化作用下通过不同温度传导的复分解化学反应，互为?偿，达到固硫脱硫效果，如此反复交叉反应，在总体上使用固硫脱硫效果显著提高。

    采用综合固硫措施，加入多种耐高温金属，相向叠加，多方面合围，使某些金属氧化物的在燃煤助燃中形成复合催化反应的反复循环固硫，大幅度减缓 SO ₂ 重新释放的概率（二次分解）

  于此同时我们在添加剂中选用了某些高熔点的专属氧化物形成固硫物，该固硫物在1600-1700度开始分解，SO ₂ 有可能二次释放，但锅炉的燃烧温度满足不了它二次释放的条件，因而固硫产物均成为熔点较高的炉渣，从而达到固硫脱硫的目的。

  脱硫塔洗涤法湿式脱硫是目前燃煤电厂普遍采用的脱硫技术，工艺成熟，效率极高。是国家强制推行的工程技术。

本研究的产品和工艺路径是针对脱硫塔和脱硝塔：

   1.常规情况下如何提高脱硫速率，提供宽幅脱硫环境，降低能耗；调节适应因炉中SO ₂ 的宽幅变化引起的脱硫塔设定值的波动，稳定排放达标；

2. 超常规情况下，烟气中 SO ₂ 严重超限，怎样保障达标排放，保证脱硫电补。我们研制的高效快速催化活化剂，只须少量加入在 20 分钟内就能平稳降硫；

 3.依据量子双膜理论，湿润氧化原理，物质守恒定率，针对在脱硫塔中，液、气、固三体共存，液气物化、液固物化都在液体中相溶；气膜、固膜、液膜、循环水成为气、固、液、三相化变的载体和首要，制定桥联螯合工艺。

 4.怎样打破三膜相间守恒阻力，营造满足硫、钙反应化变所需要的充分条件，充分挖掘发挥脱硫塔潜在的潜能，是首先考虑要解决的问题。

（1）活化工艺技术

湿法脱硫，水作为化变介质，水的品质是否满足硫的脱除条件，提供满足各方化学反应环境，是首先要解决的问题。

    水中各参加方物料都与水的润湿结合度有密切关系，这种关系与水的亲和力直接相连。

     如何提高水的亲合力，增强湿润性，从膜理论、双膜理论可知，消除水的膜间阻力是根本措施。

     从炉中燃烧就加入相应组分，通过高温气化，在水中活化，降低水与物料的膜间阻力 90% 以上，提高水的亲合速率 30 倍以上。

炉中加入的另一组相应组分也在高温中氧化，在水中溶化放氧，增加水中溶氧量。

    专用水中脱硫活化剂，强化、激活、补充，进一步提高活化机能，使用量0.3-0.8。

（2）催化工艺技术

烟气在脱硫塔中的停留时间只有4秒钟---6秒钟，在气、液、固、相遇的瞬间就能完成化学反应。

    如何加快 SO ₂ 的氧化速率成为一个节点，除了 催化之外，还使用了复合多杂连锁催化材料和工艺。

     有一种物料在炉中，在水中同时使用添加。在炉中裂化时脱硫、脱氮、脱碳、气相时与水中物料相向叠加，产生 30 多倍氧化活力，对 CaCO ₃ 催化溶解，提高脱硫速率。

（3）溶化工艺技术

     湿法钙基脱硫的最终产品是 CaSO ₄ ，生成过程有二个阶段，既在喷淋阶段的瞬间氧化、在氧化池中的继续氧化。是一个连续的投入排出过程。

    新投料（ CaCO ₃ ）、成品料（ CaSO ₄ ）、半成品料（ CaCO ₃ ）同在一个载体中。在脱硫塔中的存留时间最长不会超过 6 分钟。

    SO ₂ 、 CO ₃ 、 SO ₄ 、要溶化成 SOH3 、 SOH4 后才能对 CaCO ₃ 进行氧化； CaCO ₃ 的溶化、氧化速率、包裹在大颗粒 CaC03 外面的 CaCO ₃ 被溶化后继续氧化，足量的气体氧、融溶氧是提高脱硫效率的关键。

      例如：物料中的某些组分遇水后分解，生成盐酸类物质，对 CaCO ₃ 有极强的氧化性。

     例如：物料中的某些组分经过复合化合反应生成NaSO ₄ ，催化加快硫酸钙CaSO ₄ 的结晶速度。

          例如：物料中某些组分经过超氧化处理，同过氧化钠NaO ₂ 、过氧化钙CaO ₂ 组合，脱除SO ₂ 的效率增加数倍，单组物料添加浓度300Mg时，脱硫率可达91%。

     溶化过程，是参与反应物料各方所共有的特征。针对这个情况，在活化剂的配方组分中，采用了双膜理论原理，采用活化、氧化、催化、等工艺，加入有针对性靶向物料添加。

采用氧化、中和、吸收、还原工艺，利用烟气中燃煤飞灰的特定结构特性和复杂的化学结构表面积大，活性强，吸附力强的特质。加入活性基团，对飞灰进行改性，强化脱硫、脱硝效能。

（1）烟气加湿活化技术

麻石除尘器的主要设计功能是用于烟气除尘，把脱硫、脱硝功能相结合，对烟气提前加湿活化，提前增加飞灰的湿润度，活性提高，延长水洗时间，提高脱除效率。

（2）把钠基、钙基双减脱硫工艺，同氧化、中和、吸收、还原工艺，及飞灰活化、催化工艺三间结合，调控可选助剂，打破三间阻力，实现对麻石除尘器稍作改动，即可达到炉塔一体节能减排效力。实现脱硫率99%。

（3）脱氮机理

在燃烧过程中所产生的NO _X 主要是NO和NO ₂ ，这两者统称为NO _X ，此外还有少量的N2O。NO _X 的生成量与排放量与燃煤的燃烧方式特别是燃烧温度和过量空气系数有关，但了解目前燃烧过程中NO _X 的形成机理还不十分清楚。

1、热力型NO _X

   在高温条件下，由空气中的氮经氧化生成的NO _X 称为热力型NO _X ，其生成过程可以用下面一组链锁反应来描述：

             N2+O---- N+NO

           O ₂ +N-----O+NO

           N+OH-----NO+H

     2、燃料型NO _X

     是煤在燃烧时产生的NO _X ，燃料型NO _X 约占70%一80%，一般认为燃料型NO _X 是燃料中含氮化合物在燃烧过程中发生热分解，并进一步氧化生成的燃料型NO _X ，氮化合物存在的形态又分为：

（1）挥发分氮

（2）焦碳氮。挥发分氮主要为HCN和NH3，两者所占比例与煤的品种和燃烧工况有关，对于烟煤HCN在挥发分氮中比例大于NH3，而贫煤的挥发分氮中的NH3为主，无烟煤则二者均较少.而焦炭氮是一种相对较稳定的氮化合物以氮原子状态与各种碳氢化合物结成氮的环状化合物戓链状化合物是挥发分氮析出后残存于焦炭中燃料氮。

        由挥发分氮转化生成的NO _X .一般情况下主要来源为挥发分氮，约占总量的60-80%，其余为焦炭氮，燃料在燃烧中挥发分氮首先被热分解为HCN和NH3等中间产物，中间产物的HCN在遇到氧后被氧化成NCO，并在氧化气氛中进一步氧化为NO，如在还原气氛下，NCO则还原生成NH化合物，而NH在氧化气氛下进一步生成NO，同时又能与生成的NO进行还原反应使NO还原成N2.

它是通过燃料产生的CH原子团撞击N2分子生成HCN，CN类化合物再进一步氧化为NO，这个反应进行很快，故称为快速型NO _X 。它的生成与燃煤的升温速率有关，煤粉燃烧时加热速率为10000摄氏度/秒，如果加热速率超过1000000摄氏度/秒，则多相燃烧的时间极短，而滞后逸出的挥发物所熄灭，这些挥发物阻碍氧接近煤粒表面，含有CH挥发物随烟气飞出燃烧区，其主要反应为：

CH+N2-------HCN+N

            CH+N2-------CN+NH

     HCN 等在炉内燃烧中与氧等反应生成 NO ，其反应机理与燃料型 NO _X 相似 . 这里不重复叙述。

       在充分认识到燃煤中SOx及NO _X 的生成机理后，针对升温过快、高温生成氮化物的特性，降低燃煤着火点燃温度，激化挥发粉在摄氏550度前集中释放、充分燃烧，在这个关键节点上，我们研制开发了在脱硫脱硝添加剂中配比相关元素组分，制定分段、阶梯组合燃烧工艺，在炉内一次性完成SOx、NO _X 污染的控制技术。

     在燃煤添加剂中选用这个工艺，在脱除 SO ₂ .NO _X 的同时还可脱除 CO ， CO ₂ 及 HCe( 气体）和 HF 等有害气体．

    化学动力学的反应条件其最佳温度范围催化还原脫硝率可脱硝率可在70—80%之间，脱硫脱硝添加剂就是利用某些添加剂中的组分有效提高燃煤中的反应活性，特别是提高抗高温分解的能力，能在较大程度上使燃煤中SO ₂ 和NO _X 形成固硫效果和脱氮（NO _X )功能。

 综合使用选择性催化分解工艺、液体吸收工艺、选择性催化还原工艺，配置多功能、抗应变脱硫脱硝剂品种。

     烟气润湿度对 NO 的氧化去除是不可缺少的， 适度的烟气湿度对激化、活化、催化、还原、电子移位、电子空穴交换等连锁反应都是十分给力。

  锅炉结焦是一个非常复杂的物理化学过程，也是一个更加复杂的流体力学过程。不仅与灰熔点、灰成份、灰粘度有关，与炉内空气动力情况、锅炉运行参数、锅炉燃烧工艺工况有关。

    对锅炉结焦现象，学术界还没有定性的结论。我们在多年的现场实践经验中，总结出炉中结焦有二个成因：一个是工艺性结焦；一个是原发性结焦。化学除焦是针对原发型结焦研制。

    结焦焦的元素组成有许多种成分，主要是硅、铝、钙、铁、炭、猛，钛、钠、镁等土碱金属复合化合物。

    煤的热解燃烧，是先成灰，后成焦，再成渣。在不同燃烧工况，不同燃烧气氛下，发生不同的化学变化。

     其中有一些残焦炭、半残焦炭在还原性气氛下被钙铁钠熔融物包裹，随飞灰在风速影响下，粘附在温度较低的水冷壁某些部位。

     碳和飞灰中矿物质反应 ，生成碳化物，熔点非常高，在低温时急速凝结，堆积累聚，成为硬质焦结。

    煤的黏结性是结焦生成的原生态固有内因，钙铁钠熔融量是催化结焦速率的主要因子，燃烧气氛是决定结焦量的主要因素。

    某个氧化物含量作为变量时，不论是量比还是质量比，都无法与熔点进行关联；

    熔融灰和半熔融灰有很强的润湿性，对金属和灰粒湿润团聚，捕捉在水冷壁辐射受热面上，黏度升高，发生凝固，形成新的捕捉面层，加重加厚沿着管壁向下流动。

    针对结焦成因，从二个层面着手，在煤粒熔融段控制三相转化速率；在已经结成的焦体内改变碳原子粒子排列。其除焦机理为：

      1. 研制配套加入相关元素组团，提高煤粉熔融温度，在低温段抑制熔融物过早过量产生，诱导液相缩化，抑制焦结形成；

      2.强化靶向催化，加入多杂复合催化剂，分温段击断结焦中残炭CC脂肪键能连结，打破结焦分子排序，使焦结结构松动、自行脱落。

    采用这个工艺产品，也特别适用于在投入了低氮燃烧器后，炉膛内容易结焦的问题。

  针对不同煤种、不同煤阶、不同型号锅炉、不同燃烧工艺，研制相对应工艺产品。

煤的燃烧过程十分复杂，是煤中的可燃有机质在一定温度下与空气中的氧气发生剧烈的化学反应，放出光和热。并转化为不可燃的烟气和灰渣的过程。在固、液、气、三相转化过程中受多方因素制约。

     煤炭完全燃烧要同时具备四个条件：

（1）必须维持煤料的温度在着火温度以上；

（2）煤料和适量空气充分接触；

（3）及时且妥善的排出燃烧产物；

（4）必须提供燃烧必须的足够空间和时间。

     煤的燃烧过程可分为三个阶段：

（1）热解，释放出挥发物，煤粒被碳化；

（2）气态烃类着火和燃烧；

（3）在足够高的温度和足够量的氧达到煤粒表面的条件下，残余固体焦粒子被点燃和燃烧。

      煤的燃烧机理的中心问题是煤粒的着火，它取决于热解和表面氧化之间的竞争，取决于挥发分、加热速度、煤粒尺寸、三者之间的关系。

      无论从表观现象，还是从动力学角度来看，煤燃烧三个阶段彼此之间的联系取决于粒度、加热速度、煤焦的气孔率。

      三个阶段的燃烧反应可假定如下：

（1）挥发物烃类很快变成CO和氢，然后进行H2的燃烧，和CO的缓慢燃烧，CO的燃烧决定着挥发物的燃烧速率。

         CnHm+1/2NO ₂ ~~~nCO+1/2mH2

       H2+1/2O ₂ ~~~H2O

       CO+1/2O ₂ ~~~CO ₂

（2）当氧开始与固体碳接触时，氧原子便在自由吸附位处进行化学吸附、氧吸附、形成碳氧配合物、氢氧配合物、解吸。

         完全燃烧时：         C+O ₂ ~~~CO ₂        ￡H=-409kJ/mol

         不完全燃烧时：     C+O1/2~~~CO         ￡H=-123kJ/mol

 CO的燃烧反应：  CO+O1/2~~~CO ₂     ￡H=-283kJ/mol

      水蒸汽气化反应：   C+H2O~~~CO+H2  ￡H=119kJ/mol

      水蒸气气化反应：   C+2H2O~~~CO ₂ +2H2   ￡H=75kJ/mol

      水煤气变换反应：   CO+H2O~~~CO ₂ +H2    ￡H=42kJ/mOl

    甲烷化反应：   CO+3H2~~~CH4+H2O   ￡H=206kJ/mol

（3）处于次要地位的反应。

  燃烧：         H2+1/2O~~~H2O         ￡H=-242kJ/mol （汽）

                         H+1/2O ₂ ~~~H2O        ￡H=-286kJ/mol （液）

硫燃烧：        S+O ₂ ~~~SO ₂               ￡H=-296kJ/mol

       完全燃烧是实现节煤目标的路径，围绕完全燃烧采取三大措施：

（1）初始低温段复合催化，降低着火温度，延长燃烧时间，促进加速燃烧。

（2）贫氧高温段裂化活化，调和还原气氛，扩容锅炉容量。解决灰包碳问题。

（3）清焦除灰，增加辐射热传导，提高锅炉燃烧效率，提高＂火用＂技术功能。