关于清洁供热领域直接实现超净排放综合一体化技术，及同步实现碳捕捉的技术成果及应用前景，

关于清洁供热领域直接实现超净排放综合一体化技术

及同步实现碳捕捉的技术成果及应用前景

 

技术提供单位：鞍山市霾无踪科技有限公司、海城市净火科技中心

本文作者，技术发明人祝恩波，男，辽宁省鞍山市人。

                    

1975年出生，男，中国共产党党员，中专文化，碳排放高级管理师，从事科技研发二十余年，拥有数十项专利技术。专心于研发各种实用科学技术，成立鞍山市霾无踪科技有限公司和海城市净火科技中心两家企业，为解决人民群众，企业社会，和国家在生产生活中面对时问题呕心钻研，技术报国，为实现党员义务和人生价值，孜孜不倦，贡献社会。

电话（微信）15941219166

目前清洁供热及碳减排的状况；因无切实可行的废气处理技术，对微小中供热实行一刀切的禁止煤炭和碳无奈政策。

当前在世界，及我国的清洁供热研究领域，普遍朝着减少中小型供热锅炉的煤炭使用量，限制20吨以下燃煤锅炉，推进使用生物质，燃气等手段，辅以电采暖，来解决其整个大气质量的改善，最近发改委发文，促进在清洁采暖同时实现二氧化碳的减排，以保证整个碳排放顺利推进。

清洁供热的核心任务，主要是在废气排放领域的技术突破，在现阶段，废气排放的主要技术还是在湿法脱硫，干法脱硫等技术方法，脱硝目前主要是SNCR，scr催化法脱硝，及炉内喷尿素，氨水等方法，除尘采用旋风除尘，多管除尘，布袋除尘等方法，这几种废气处理三大指标，普遍适用于中大型供热锅炉，对微小型的家庭，企业供热以目前的技术常规水平难以达到。

同时在碳排放领域，碳回收普遍在大型电厂，供热公司应用，对几十吨供热设备，由于技术复杂，很难以普及。大大限制了其碳达峰的政策落实。

对于小型供热设备，气化燃烧，型煤燃烧等技术的应用，减少了部分的颗粒物排放，但是在实际应用过程中，so2,nox等有害气体排放，对大气的直接污染并没有根本性的改变。

电采暖领域是以消耗电能作为供热的辅助手段，解决部分供暖问题，尤其空气能作为近几年异军突起的新型供热技术，作为清洁供热辅助方法来为社会提供清洁供暖。但作为以消耗电力为基础，虽然使用过程基本没有排放，最终污染还是以电厂的排放作为指标来折算排放指标，还有就是设备制造过程中的碳排放并没有降低碳排放指标，反而增加了碳排放的数量，所以说空气能是干净低排放的供热方法，最终的排放指标还是以电厂的千瓦消耗量来计算。

作为最核心的废气治理技术，本世纪以来并没有显著的推进，尤其在中小型的废气处理技术方面，一两百至一两千平左右的供热废气治理技术，以目前的技术水平基本无法实现，企业及社会终极手段就是禁止燃煤的使用，使用生物质，天然气，电能来保障人民生活对热能的需求。对nox的排放，处于无可奈何的境地。

使用天然气供热，在局部地区使用，是一个清洁供热方法，但是我国本身就是个缺少天然气的国家，大量进口天然气在目前是无奈之举，将国家能源安全寄托几个主要供应国，显然有不可预测的危险，而且使用天然气供暖，其高昂的成本，显然成为一个居民和企业不可承受之重。

本人作为处于生产生活在北方的最基层民间科技人员，在考察各地的采暖和废气处理技术基础上，认为清洁供热的症结就是废气排放超标，工序繁杂，居民供暖和企业治理废气成本过高，各种脱硫塔，scr高温催化剂脱硝，,sncr，耗材消耗严重的布袋除尘，余热回收器，等等互不衔接的废气处理设施，产生各种危废，处理困难，运行成本高昂，造成很对地区的供热和采暖问题频出。

针对南北方的锅炉，窑炉，工业等废气处理及热能回收的目前现状，本文作者苦心多年，结合自身，以实用为目的研发目标，研发出可以实现微 ，小，中，大型供热设备使用，达到超净供热为目标，余热回收和废气治理为中间必不可缺的手段的废气治理 设备，并总结出一套切实可行的操作技术手段。经过严格的第三方检测，对so2可实现基本零排放，为仪器测不出状态，nox在最高试验阶段可达零排放，工作使用阶段实现超净排放标准35-150毫克水平，颗粒物基本在5-20毫克之间。在二氧化碳处理方面，脱除率在70-90%.

在本套技术方案及设备的使用状态下，对微小型供热设备，在焚烧生活垃圾的过程中，其特殊的废气处理方法，具有将烟气在瞬间（2秒内）降到30-40度区间，使之不产生二噁英的理论依据，可适用于家庭方式将生活可燃垃圾进行供热使用，减少了煤炭，生物质燃料的使用，减少社会治理垃圾的成本。实现就地产生和就地消化。

本套设备的技术方案，是以乙酰胺+复合添加剂为主要处理药剂为使用，使用浓度在5-10%,废气中的so2转化为液体硫酸铵，nox转化为氮气，二氧化碳，和水，co2转化为氮肥，热量经回收后注入供热锅炉，烟尾维持在锅炉的循环回水温度30-40度，在最求最大的余热回收试验中，烟温排放维持在室温排放水平，即20度左右。

运行过程简述

含有污染物烟气气体在风机吸引下，将废气从锅炉或窑炉经风管吸进入处理器内，在启动风机时，处理液在辅助设备的工作下，与烟气发生反应进行负压工作，处理液形成负压差，形成负压液体层，负压液体层高度，根据烟气中废气污染物的浓度进行设定，维持在合理水平高度。

处理液对烟气温度进行蓄能作用的液体发生反应，在其内气液内形成毫米，微米级别细小液膜接触面，与处理液在接触的设定时间内发生化学反应，完成污染气体的治理。

热量在与液体的解除过程中，热量释放到处理液体内，有处理液进行蓄能反应。

家用供热多功能废气处理器

废气的运行工艺机理描述 （此段因原理复杂，为了便于了解，删减了大量技术性介绍）

液膜复合药剂吸收 NOx ，so2，co2的传质机理

对于净火牌烟气处理器工作过程的研究，就其适用性和高效性的程度而言，当以双膜气液处理理论本公司（鞍山市霾无踪科技有限公司法人专利技术）较为成熟。

本文作者表述为液包气，气包水，双膜气液处理理论。

1；要点是：①流动状态，在气液接触界面两侧，分别存在着

一层稳定的滞流膜，该膜的厚度将取决于传质构件的结构，分割效率和流 体的滞流程度，可厚可薄，但是永远存在。

②对于界面，界面 没有任何阻力，所以气液两相立即能够达到平衡。

③在膜的两侧主体流动区，由于湍流的激烈程度已使主体内物质的浓度趋 于一致，但是滞流膜内传质方式将以分子扩散来实现。因此传质的阻力将由气相主体、气膜、界面、液膜和液相主体等各部分阻力叠加而成，而实际上，阻力将集中在界面两侧的液膜和气膜。

根据上述三个状态，对于双组分理想气体混合物，在恒温

恒压下，若组分 A 和组分 B 在 Z 方向扩散，两者的偏摩尔体积VA和 VB恒相等，则两者的传质通量 NA和 NB应大小相等方向相反，没有主体流动。此时应服从费克定律，A 的通量为：

当它是不稳定扩散时，它的即时通量就不恒定了。对微元

体作物料恒算，取 dZ 距离的两个垂直于扩散方向的平面

但是，上述的等分子扩散变为组分 A 在静止膜 B 内单分子扩散 时，传质系数 kl 和 kg

都必须考虑到存在主体流动，因而应乘上彼此的漂流因子，即

由于双膜理论比价简单，其运行较为合理性，因此得到了

本公司技术的应用，特别对具有固定传质表面、周围流体又是

高度湍流的系统更为适用。

2； nox吸收原理

相对于其它的吸收来说，用尿素的水溶液来吸收 NOx 是一

个非常复杂的吸收反应。第一，NOx 包括 NO、NO2、N2O3 和 N2O4

等物质。第二，在气相中同时存在着可逆和不可逆反应。第三，

伴随着化学反应，这些物质又能同时被吸收。但是综合起来，

该吸收机理可分为三步：（1）NOx 穿过气液两相交界处的气膜

和液膜；（2）被溶解了的 NOx 首先与水作用生成硝酸和亚硝酸；（3）生成的亚硝酸会迅速与乙酰胺发生反应。要使吸收达到理想 效果，必须首先了解气液平衡、传质和化学反应的相互关系。 吸收速率和选择性取决于温度、压力、NOx 各组分压力和气相 中 O2和 H2O 的分压。

2.4.1 气相反应的计算

氮氧化物废气在气相中的主要组分有 N2，O2，NO，NO2，N2O3，

N2O4等，NO 在气相中和 O2发生氧化反应：

对于 NO 反应来说，认为其机理如下：NO 在气体中先发生

二聚反应然后被氧气氧化。氧化反应对 NO 来说是二级反应，

对于 O2 来说是一级反应。NO 在气相中氧化反应随着 NO 浓度

的降低而逐渐减慢，当达到一定程度，气相中 NO 和 NO2 处于

平衡状态。 假设气相中水蒸汽的影响不计，那么 NO2 可以发

生二聚反应，生成 N2O4，NO2 还可以和 NO 发生反应，生成

N2O3，这两个反应可以通过下面两式来表示：  

气相传质速率水 吸 收 氮 氧 化 物 气 体 的 双 膜 在气相中，下面需要说明：

1、在气膜中，距离气相界面越近 NO 的分压越高，形成逐渐升

高的浓度梯度趋势。显而易见，NO 在膜中的氧化速率不同于主

体中的氧化速率，而且 NO 的传质过程伴随着氧化反应，因而

产生对 NO 传质速率增强的因素。气膜的体积传质系数可以采

用 DG、KG、H 和 a 来估计。

2、NO，NO2，N2O3，N2O4处于平衡状态，气相传质速率根据反应

平衡的变化而变化，但在相界面的侧面，则湍流已经消失，因

而分别存在着不成湍流的薄膜，也就是说在气相侧的气膜和在

液相侧的液膜，物质必须以扩散的方式，从气相连续通过气膜

和液膜而进入液相。NO，NO2，N2O3，N2O4的以分压差表示的气相

传质速率总是处于平衡状态

（1）气相主体的计算

处理器内吸收过程中，气相组成随着吸收过程的进行而变化，气相 两组份之间的平衡关系由于氮氧化物废气进口总流量、氮氧 化物废气进口氧化度和氮氧化物化物进口含量是已知的，进口 温度下饱和气体的组成。

7.过程简述

含有污染物烟气气体在风机吸引下，经风管进入处理器内，在启动风机时，处理液在辅助设备的工作下，与烟气发生反应进行负压工作，在相关辅助设备的作用下，在其内气液内形成毫米，微米级别细小接触面，与处理液在接触的设定时间内发生化学反应，完成污染气体的治理。烟气中余热的释放，可以根据业主需求进行回收，将烟温控制在40度左右。减少蒸发，降低成本耗材的使用。

三、对烟气温度控制运行可能产生的因素及技术方案。

1.烟气温度对运营成本的影响分析

在反应过程中，排烟温度对处理液的消耗有直接影响，排气温度如果高于50度，会产生处理液的蒸发，消耗速度加快，运营成本加大，因此降低烟气温度，是降低运营成本的关键因素之一，因此烟气的热利用是提高效益，降低运营成本的必要条件，设置好烟气余热回收装置是本项目运行的关键，烟温保持在40-50度之间，可降低处理液的挥发。同时节省大量热源。

本技术解决的问题；

1；解决了微，小，中，大型供热设备的废气综合一体化处理世界难题；

实现了供热设备的脱硫，脱硝，除尘，脱碳，余热回收，废气变肥，脱白，脱除二噁英的难题，将原本分属不同领域的废气治理技术，合并成一个技术一套设备同时完成，对比传统技术大大的减少了处理环节。

2；实现碳循环

在蓄热层加注碳转化药剂，将co2转化为含氮肥料，实现碳捕捉功能，将碳捕捉技术应用到家家户户，变为肥料，实现碳循环，早日实现碳中和。同时碳转化剂还有脱硫功能，辅助脱硫。

3；超低温脱硝；

实现微小型设备的低温脱硝功能，传统的脱硝，都要高温实现，本技术及设备实现了在低温30-50度烟温的情况下，即可实现脱硝。节省了大量的脱硝成本。

4；实现废气处理无危废排放；

，本技术方案，在废气处理过程中，so2转化为硫酸铵，nox转化为氮气，二氧化碳，水，没有危废产生，co2转化为含氮肥料，颗粒物被吸附，沉淀为有机沉渣，可以排出与燃料废渣混合发酵为矿物质有机肥，普通农户家庭，供热小区等，在排出时进行收集沤制，当做肥料使用。

5；节能效果显著；

本技术方案，在使用过程中，必须进行余热回收，否则会造成药剂和水是严重消耗，设备也会严重损坏，乃至报废，所以本设备必须进行热量回收，对比传统的排烟1,2百度的传统锅炉及供热设备，可实现30度左右的烟温排烟，节省了大量能源，热利用率在90%左右，对比传统供热技术，节能10-15%，这是对碳排放及节能领域的一大技术创举。

6；降低清洁供热成本；

本技术方案，具有极强的烟气处理效果，不仅可以使用燃煤，而且还可以使用生物质，生活可燃垃圾作为燃料，对各种塑料，废衣物，服装下脚料，生物等生活垃圾等，可以实现直接焚烧，对制成垃圾压块，工业可燃固废压块等可实现减煤，减碳供热，降低垃圾处理成本，提高供热效益。

7；多面手的废气处理技术；

本技术制作的设备在废气处理领域以分别不同的视角进行定位，可以实现不同的理论定位；

脱硫；还原脱硫反应釜；将so2在设备内转化为硫酸铵。

脱硝；超低温脱氮反应塔；将nox在其内，低温转化为氮气，二氧化碳，  水，不需要增温，30-50度即可完成还原反应。

除尘；液膜除尘器；将含有粉尘的烟尘进行双膜接触，吸附，达到超净排放。

脱碳；碳捕捉器，将co2在其内完成反应捕捉，双级或多级反应实现氨逃逸捕捉，低温co2防逃逸技术，可实现超低排放碳捕捉器功能最高可实现零碳排放。

余热回收；余热蓄能回收器；废气中的高温烟气，在其内毫米级双膜完成热能释放，实现蓄能工作，在温度达到回收价值工况下，进行余热回收置换，余温完全在可控范围内，最高实现与室温同等温度排放，实现虽高的热能价值。

废气变肥；化学气体肥料反应塔；

so2不仅可以实现转换为硫酸铵，nox可以转化为少量硝酸铵，co2转化为含氮的复合肥，其中的复合添加剂含有磷，钾，铁，锰，镁，钙，锌等物质，处理废气后形成的废液不是废物，是高级液体肥料，可以直接兑水给农作物使用。不存在废物排放。

二噁英极冷处理器；对焚烧垃圾等燃料过程中，因焚烧过程中含有二噁英等废气，传统方法处理极其困难，本装置，废气快速的降到几十度（30-50度区间）杜绝了二噁英的产生，扩大了燃料的使用范围。

降低了供热的燃料成本，提高了供热企业的效益。

8；脱白功能；锅炉脱白反应器

本技术的余热成熟回收功能，将烟气降到最低可在30-40度左右，根据需要可实现供热场所的室内温度，无高温排放，烟气中含水量对比传统的sncr等喷尿素，氨水等技术显著降低，不需要高温气体进行反应，减少了高湿气体的排放，杜绝气溶胶的产生。

药剂不存在超排现象，消耗多少加注多少，废气中不存在氨逃逸，基本无气溶胶产生，实现脱白功能。

本文作者认为，现普遍使用的高温的供热锅炉脱硝技术，导致白烟几千米烟尾，本身即是一个污染大气的重点污染源，生成气溶胶引发环境污染。

本技术设备的另一个特点是在使用中，不需对现有设备进行任何改动，连接排烟管即可，大大的降低使用成本。

本技术的不足之处及解决办法

本技术在运行中，由于采用负压风机，进行负压工作，在耗电量上高于传统锅炉，以家庭供热300平左右为例，需要配套1-2千瓦左右的引风机，每天间24小时需断运行8小时左右，风机及配套设备，需10千瓦左右，耗电量5-7元。对比传统不足仅在于此，可在回水阶段设置风机盘管散热，将回水温度控制在室温，达到近100%的热能利用，因此本技术的蓄能余热置换节能功能，回收的热能价值远高于电费价值，因此可以忽略不计。

大型供热设备，耗电量约增加一倍左右，但是余热回收价值更大，而且碳回收成本更低，进行碳交易价值更高 所产生的碳交易和回收的副产品利益成为盈利的一个渠道，因此大型供热项目应用本技术的价值更大。

本技术的研发成功，可以解决供热领域的超净废气处理排放问题，可实现小至家庭，大至电厂，供热公司，各种窑炉的废气综合一体化处理问题，实现了在节能领域接近物理极限的热能利用，在废气处理过程中的碳捕捉，实现每家每户都参与碳减排的格局，对燃料的选择性更广，煤，生物质，生活垃圾都可以作为燃料，实现超净排放。

将改变传统的被动环保转变为家家户户参与的主动环保。

改变了亿万年来生火就冒烟的自然规律，实现发展与环境的协调发展。

本技术可对国家设定的碳达峰目标早日实现，提供技术支持。

 

 

 

 

 

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