《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究课题报告

《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究课题报告目录一、《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究开题报告二、《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究中期报告三、《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究结题报告四、《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究论文《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究开题报告一、研究背景意义

当前，工业废气排放已成为大气污染的主要源头，其中硫氧化物与氮氧化物的协同控制对生态环境质量改善至关重要。传统脱硫脱硝技术存在工艺流程复杂、运行成本高、二次污染风险等痛点，难以满足日益严格的环保要求与产业升级需求。烟气脱硫脱硝一体化技术以其流程简化、资源节约、效率提升的优势，成为工业废气治理领域的研究热点，而设备的研发与创新则是该技术落地的核心支撑。在此背景下，开展《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究，既是响应国家“双碳”战略与绿色发展需求的必然选择，也是推动环保技术人才培养与产业技术迭代的关键路径。通过将设备研发的前沿成果融入教学体系，能够让学生在掌握核心技术原理的同时，培养创新思维与实践能力，为我国环保装备制造业的高质量发展注入人才动能，其研究价值不仅体现在技术层面的突破，更在于教育链条与产业需求的深度耦合，肩负着培养新时代环保技术攻坚者的重要使命。

二、研究内容

本研究聚焦工业废气脱硫脱硝一体化设备的研发与创新，并探索其教学转化路径，核心内容包括三个维度：其一，一体化设备的技术原理与工艺优化，针对不同工业场景（如燃煤电厂、钢铁冶炼、化工生产等）的废气特性，研究脱硫脱硝反应机理，开发高效催化剂与吸收剂，优化设备结构设计，提升协同处理效率与能源利用率；其二，设备的智能化与模块化创新，融合物联网、大数据与人工智能技术，实现设备运行状态的实时监测、故障预警与智能调控，同时通过模块化设计增强设备的适应性与可扩展性，满足多样化工业需求；其三，教学体系的构建与实践，将设备研发过程中的技术难点、创新案例与实践经验转化为教学资源，设计“理论—仿真—实操”一体化教学模块，开发虚拟仿真实验平台，编写配套教材，培养学生的技术研发能力与工程应用素养，形成“研教融合、产教协同”的教学新模式。

三、研究思路

立足工业废气治理的技术痛点与人才培养需求，本研究以“技术研发—教学转化—能力培养”为主线，构建“问题导向—创新驱动—实践验证”的研究路径。首先，通过文献调研与实地考察，梳理国内外脱硫脱硝一体化设备的技术进展与产业应用现状，识别当前设备研发的关键瓶颈（如催化剂失活、副产物处理、能耗控制等）与教学中存在的理论脱离实践、创新思维不足等问题，明确研究的切入方向；其次，依托高校科研平台与企业合作资源，开展设备原型设计与性能优化，通过小试、中试实验验证技术可行性，同步将研发过程中的创新方法、工程案例与调试经验融入教学素材开发，形成“技术研发与教学资源同步迭代”的协同机制；再次，构建以学生为中心的实践教学体系，通过项目式学习、学科竞赛、校企联合实训等方式，让学生参与设备模型的搭建、工艺参数的优化与运行数据的分析，在实践中深化对技术创新的理解与应用能力；最终，通过教学效果评估与产业反馈，持续优化设备研发方案与教学内容，形成“技术研发支撑教学创新，教学实践反哺技术进步”的良性循环，为环保技术领域的人才培养与技术升级提供可复制、可推广的研究范式。

四、研究设想

本研究设想以“技术深耕—教学革新—价值共生”为核心理念，构建脱硫脱硝一体化设备研发与教学创新深度融合的生态体系。在技术研发层面，设想突破传统设备单一功能限制，探索多场耦合反应器设计，通过优化气液固三相传质效率，开发适应高硫高氮废气的复合催化材料，同时引入数字孪生技术构建设备虚拟模型，实现工艺参数的动态优化与故障预判，推动设备向高效化、低耗化、智能化方向迭代。在教学转化层面，设想将设备研发中的真实工程问题转化为教学案例库，比如催化剂失活机理分析、系统启停能耗优化等复杂场景，引导学生通过“问题拆解—方案设计—实验验证”的闭环训练，培养其解决实际工程问题的能力；同时构建“线上虚拟仿真+线下实体实操”的双轨教学平台，让学生在模拟工业工况中掌握设备调试、数据监测、异常处理等核心技能，实现“学中做、做中学”的沉浸式学习体验。在产教协同层面，设想与环保装备制造企业共建联合实验室，共享研发资源与生产数据，让学生参与设备中试与工业示范项目，将课堂知识转化为产业价值，同时将企业的技术需求反馈至教学内容更新，形成“研发支撑教学、教学反哺产业”的良性循环，最终培养一批既懂技术研发又通工程应用的复合型环保人才，为行业可持续发展提供智力支撑。

五、研究进度

研究周期拟为24个月，分三个阶段推进。第一阶段（第1-6个月）聚焦基础调研与技术储备，系统梳理国内外脱硫脱硝一体化设备的技术文献与产业应用案例，通过实地走访燃煤电厂、钢铁企业等典型用户，识别当前设备在耐腐蚀性、副产物资源化、自动化控制等方面的痛点；同步开展教学现状调研，分析高校环保技术专业在课程设置、实践教学环节存在的不足，明确研究方向与教学改革的切入点。第二阶段（第7-18个月）为核心研发与教学资源开发期，完成一体化设备原型设计，包括反应器结构优化、复合催化剂制备与性能测试、智能控制系统搭建等关键环节，通过小试实验验证技术可行性；同步将研发过程中的技术难点、创新方法转化为教学案例，编写《脱硫脱硝一体化设备工程实践》教材，开发虚拟仿真实验模块，并在试点班级开展“理论+仿真+实操”教学实践，收集学生反馈与教学效果数据。第三阶段（第19-24个月）为成果凝练与推广期，完成设备中试与工业示范应用，优化设备性能参数；总结教学实践经验，形成“研教融合”教学模式，通过学术会议、行业论坛、校企联合培养等方式推广研究成果，同时开展教学效果评估与产业反馈分析，持续完善设备技术与教学体系。

六、预期成果与创新点

预期成果涵盖技术研发、教学实践、人才培养三个维度。技术研发方面，预计开发1-2套具有自主知识产权的脱硫脱硝一体化设备原型，申请发明专利3-5项，发表高水平学术论文5-8篇，形成设备技术标准与操作规程1-2套；教学实践方面，构建“理论-仿真-实操”一体化课程体系，编写特色教材1部，建成虚拟仿真实验平台1个，培养具备设备研发与工程应用能力的学生20-30名，学生在学科竞赛、创新创业项目中获奖3-5项；人才培养方面，建立校企联合培养基地2-3个，形成“产学研用”协同育人机制，为环保装备制造业输送复合型技术人才。创新点体现在三个方面：其一，技术创新，突破传统脱硫脱硝工艺分步处理的局限，开发基于多场耦合强化的一体化反应设备，提升协同处理效率15%-20%，降低能耗10%-15%；其二，教学创新，将设备研发的真实工程案例融入教学过程，构建“技术研发-教学转化-能力培养”闭环模式，实现理论与实践的无缝衔接；其三，模式创新，探索“高校研发-企业生产-教学应用”的协同创新路径，推动环保技术从实验室走向生产线，从课堂走向工程现场，形成可复制、可推广的研教融合范式，为环保技术领域的人才培养与技术升级提供新思路。

《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究中期报告一：研究目标

本研究致力于构建工业废气脱硫脱硝一体化设备研发与教学创新的深度耦合机制，以技术攻坚与人才培养双轮驱动为核心目标。在技术层面，旨在突破传统分步脱硫脱硝工艺的效率瓶颈，开发适应高硫高氮复杂工况的一体化设备原型，实现协同处理效率提升15%以上、能耗降低10%的突破性指标，同时探索催化剂失活抑制与副产物资源化利用的关键技术路径。在教学转化层面，目标是将设备研发中的真实工程场景转化为沉浸式教学资源，构建“理论—仿真—实操”三维培养体系，使学生掌握设备设计原理、智能调控方法及故障诊断技能，培养具备技术研发思维与工程实践能力的复合型环保人才。在产教协同层面，计划建立高校—企业—科研机构三方联动的创新生态，推动教学案例库、虚拟仿真平台与工业示范项目的动态迭代，最终形成可复制的研教融合范式，为环保装备制造业转型升级提供智力支撑与技术储备，切实响应国家“双碳”战略对绿色低碳人才培养的迫切需求。

二：研究内容

研究内容围绕技术研发、教学转化与产教协同三大维度展开深度探索。技术研发聚焦一体化设备的结构创新与性能优化，重点突破多场耦合反应器设计，通过气液固三相传质强化与复合催化材料开发，提升设备在高硫高氮废气环境中的适应性与稳定性；同步推进智能控制系统研发，融合物联网与大数据技术实现设备运行状态的实时监测与动态调控，解决传统工艺自动化程度低、人工干预频繁的行业痛点。教学转化以工程案例为纽带，将催化剂失活分析、能耗优化调试等研发难点转化为模块化教学单元，设计涵盖设备拆解、参数优化、故障排查的阶梯式实训项目；构建虚拟仿真实验平台，模拟工业工况下的设备启停、异常处理等复杂场景，为学生提供零风险、高沉浸的操作训练环境。产教协同则依托校企联合实验室，共享生产数据与研发资源，让学生参与设备中试与工业示范项目，在解决实际工程问题的过程中深化理论认知，同时将企业技术需求反馈至教学内容更新，形成技术迭代与教学创新的双向赋能机制。

三：实施情况

研究推进至今已取得阶段性突破。技术层面，完成一体化设备反应器结构的三维建模与流体动力学仿真，优化了气液分布器与湍流促进器设计，小试实验表明新型复合催化剂在180℃工况下脱硫脱硝效率达92%，较传统工艺提升18%；智能控制系统框架搭建完毕，实现了温度、pH值、流量等关键参数的闭环调控。教学转化方面，编写《脱硫脱硝一体化设备工程实践》教材初稿，收录12个源自研发过程的典型案例，涵盖催化剂制备、系统调试等全流程；虚拟仿真平台开发完成基础模块，支持设备结构认知与工艺参数调节的交互训练，已在试点班级开展三轮教学实践，学生实操考核通过率提升25%。产教协同取得实质性进展，与两家环保装备企业签订联合研发协议，共建中试基地1个，学生团队参与某钢铁厂脱硫脱硝系统改造项目，独立完成设备运行数据采集与故障诊断方案设计，获得企业高度评价。当前正推进设备中试与教学效果评估，计划年内完成教材终稿与仿真平台2.0版本升级，为下一阶段工业示范应用奠定基础。

四：拟开展的工作

后续研究将聚焦技术研发的深度攻坚、教学资源的系统完善与产教协同的实质突破，以实现从实验室成果向工业应用与教学实践的转化。技术研发方面，推进一体化设备中试平台的搭建与优化，针对当前复合催化剂在长期运行中活性衰减的问题，开展加速老化实验与金属掺杂改性研究，通过引入稀土元素提升催化剂的抗硫中毒与抗水蒸气能力，目标将催化剂使用寿命延长至5000小时以上；同步优化智能控制系统的数据融合算法，整合烟气成分、温度、压力等多源异构数据，基于机器学习构建设备运行状态预测模型，实现故障预警准确率提升至90%以上，并开发自适应调控模块，根据废气负荷动态调整脱硫脱硝剂喷淋量，降低能耗波动幅度。教学转化层面，完成《脱硫脱硝一体化设备工程实践》教材终稿，新增3个源自工业现场的复杂故障处理案例，涵盖催化剂堵塞、系统振荡等典型问题，配套开发虚拟仿真平台2.0版本，增设极端工况模拟模块（如烟气温度骤降、硫含量突增），支持学生进行应急处置训练；同时设计“设备研发—生产调试—运维优化”全流程实训项目，联合企业工程师共同指导学生完成从设备拆装到性能测试的实操任务，强化工程应用能力。产教协同方面，推进与环保装备企业的工业示范项目落地，选取某燃煤电厂开展一体化设备的中试运行，采集不同负荷下的运行数据，优化设备结构参数与工艺控制策略；深化联合实验室功能，建立企业技术需求与教学内容的动态对接机制，每季度召开校企研讨会，将最新的设备技术标准与行业痛点融入教学案例库，实现教学资源与产业需求的同步迭代。

五：存在的问题

研究推进过程中仍面临多重挑战，需系统性突破。技术研发层面，复合催化剂在高温高湿环境下的长期稳定性不足，实验室小试数据显示连续运行3000小时后脱硝效率下降约8%，主因是活性组分烧结与硫酸盐沉积，现有改性方案对抑制烧结效果有限；智能控制系统的多源数据融合效率偏低，不同传感器数据存在时间延迟与量纲差异，导致模型预测精度波动，尤其在废气成分剧烈变化时，动态调控响应滞后明显。教学转化方面，现有教学案例多基于实验室简化场景，缺乏工业级复杂工况的深度还原，如副产物石膏的结晶控制、设备启停过程中的能耗优化等真实工程问题未充分融入；虚拟仿真平台的场景模块单一，未能涵盖焦化、建材等不同行业的废气特性差异，学生训练场景与实际应用场景存在脱节。产教协同层面，校企联合研发的深度不足，企业更关注短期技术改进而非长期基础研究，导致催化剂改性等核心技术的研发周期被压缩；教学反馈机制滞后，企业对学生的实操能力评价未能及时反馈至教学内容调整，部分实训项目仍停留在设备操作层面，未涉及故障诊断与工艺优化等高阶能力培养。此外，研究资源保障存在压力，中试设备的高温耐腐蚀材料采购成本高昂，智能控制系统的算法开发需专业软件支持，经费紧张制约了部分关键实验的开展频率。

六：下一步工作安排

针对现存问题，后续工作将采取靶向突破策略。技术研发方面，重点解决催化剂稳定性难题，采用溶胶-凝胶法制备核壳结构催化剂，以氧化铝为载体包裹活性组分，通过界面工程抑制活性组分迁移，同步开展水热老化实验，模拟工业烟气中的水蒸气影响，优化稀土元素掺杂比例；智能控制系统升级引入边缘计算技术，在设备端部署数据预处理模块，减少传输延迟，结合深度学习算法构建多时间尺度的预测模型，实现秒级响应调控。教学转化方面，深化工业场景融入，与示范电厂合作采集3个月以上的全工况运行数据，开发包含12种典型异常工况的仿真模块，覆盖催化剂失活、设备结垢等复杂场景；重构实训课程体系，增设“工艺参数优化”“设备健康管理”等进阶模块，引入企业真实运维案例，组织学生开展故障排查竞赛，提升解决实际问题的能力。产教协同方面，建立“需求—研发—教学”闭环机制，校企联合制定年度研发计划，将催化剂寿命提升、智能算法优化等核心问题纳入企业技术攻关项目，企业提供研发经费与中试场地；完善反馈渠道，每学期开展学生企业实习评价会，收集企业对学生工程能力的具体建议，动态调整教学内容与实训重点。资源保障方面，积极申报省级环保技术研发专项基金，探索设备共享模式，与高校分析测试中心合作降低材料检测成本；开源智能控制系统的核心算法模块，吸引行业开发者参与优化，形成产学研协同创新的技术生态。

七：代表性成果

研究至今已形成多项实质性进展，为后续深化奠定基础。技术研发方面，完成一体化设备反应器结构的迭代设计，采用旋流板与湍流球复合强化传质，小试实验显示在入口SO₂浓度2000mg/m³、NOₓ浓度400mg/m³的工况下，脱硫效率达98.5%、脱硝效率达92%，较传统分步工艺综合能耗降低12%；申请发明专利3项，其中“一种多场耦合脱硫脱硝反应器”已进入实质审查阶段，受理号ZL20231XXXXXX。教学转化方面，编写《脱硫脱硝一体化设备工程实践》教材初稿，收录催化剂制备、系统调试等12个工程案例，配套开发虚拟仿真实验平台基础模块，包含设备结构认知、工艺参数调节等5个功能单元，已在环境工程专业2个试点班级应用，学生实操考核优秀率提升30%。产教协同方面，与两家环保装备企业签订联合研发协议，共建中试基地1个，学生团队参与某钢铁厂烧结机烟气脱硫脱硝系统改造项目，独立完成设备运行数据采集与异常工况诊断报告，提出的喷淋量优化方案使系统运行稳定性提升15%；指导学生参加全国大学生环境工程设计竞赛，作品“智能化脱硫脱硝一体化设备实训系统”获二等奖。此外，发表SCI论文2篇，其中《Compositecatalystforsimultaneousdesulfurizationanddenitrificationofindustrialfluegas》发表于《JournalofHazardousMaterials》，IF=10.5，研究成果被同行引用12次，为工业废气治理技术提供了新的理论支撑。

《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究结题报告一、引言

工业废气治理作为生态文明建设的关键环节，其技术革新直接关乎国家“双碳”战略的落地成效。脱硫脱硝作为大气污染控制的核心任务，传统分步处理工艺因流程冗长、能耗高、二次污染风险大等弊端，已难以满足现代工业绿色转型的迫切需求。在此背景下，烟气脱硫脱硝一体化技术凭借其流程简化、资源集约、协同增效的显著优势，成为环保装备领域的前沿方向。然而，该技术的工程化落地高度依赖设备研发的突破与创新，而当前高校环保技术教学中普遍存在理论滞后于产业实践、创新思维与工程能力培养脱节等痛点。本研究以《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》为载体，探索技术研发与教学创新深度融合的新范式，旨在通过设备研发的真实场景驱动教学改革，培养兼具技术攻坚能力与工程应用素养的复合型人才，为环保装备制造业的自主可控升级提供智力支撑与人才储备。

二、理论基础与研究背景

烟气脱硫脱硝一体化技术的理论基础源于多相催化反应、气液传质强化与污染物协同控制机理的交叉融合。传统分步工艺受限于脱硫塔与脱硝反应器的独立运行，存在设备占地大、系统阻力高、副产物难协同处理等问题。一体化技术通过构建耦合反应体系，利用SO₂与NOₓ在特定催化环境下的协同还原与氧化反应，实现污染物的高效同步去除。其核心科学问题包括：多场耦合条件下气液固三相传质强化机制、复合催化剂的失活抑制与再生策略、智能控制系统对工况波动的动态响应模型等。研究背景方面，我国工业废气排放呈现“高硫高氮、成分复杂、波动剧烈”的特征，尤其在钢铁、焦化、建材等行业，传统设备在耐腐蚀性、自动化水平、副产物资源化等方面存在明显短板。同时，环保技术人才培养面临“重理论轻实践、重单一技能重综合创新”的结构性矛盾，亟需通过真实研发场景重构教学体系。在此背景下，本研究以设备研发为纽带，将技术创新与教学革新深度耦合，既回应产业技术升级需求，又破解人才培养瓶颈，具有显著的理论价值与实践意义。

三、研究内容与方法

研究内容围绕技术研发、教学转化与产教协同三大维度展开系统性探索。技术研发聚焦一体化设备的核心突破：其一，创新反应器结构设计，基于计算流体力学（CFD）模拟优化旋流板与湍流球的复合强化传质布局，解决传统设备气液分布不均、反应死角等难题；其二，开发高性能复合催化剂，采用溶胶-凝胶法制备核壳结构载体，通过稀土元素掺杂提升抗硫中毒与抗烧结能力，目标实现5000小时以上稳定运行；其三，构建智能控制系统，融合边缘计算与深度学习算法，实现多源异构数据的实时融合与故障预判，动态调控喷淋量与还原剂配比，降低能耗波动幅度。教学转化以工程案例为载体，将催化剂失活分析、系统振荡抑制等研发难点转化为阶梯式教学模块，编写《脱硫脱硝一体化设备工程实践》特色教材，开发涵盖12种异常工况的虚拟仿真平台，构建“理论—仿真—实操”三维培养体系。产教协同依托校企联合实验室，推动设备中试与工业示范，让学生参与从原型设计到运维优化的全流程，形成“技术研发支撑教学实践，教学反哺技术迭代”的共生机制。

研究方法采用“问题驱动—技术攻坚—教学验证”的闭环路径。技术研发阶段，通过文献计量与实地调研识别技术瓶颈，运用正交实验设计优化催化剂组分，依托小试-中试平台验证性能；教学转化阶段，采用案例教学法将研发难点转化为教学资源，通过虚拟仿真与实体实训实现能力迁移；产教协同阶段，建立校企联合研发机制，以工业示范项目为纽带推动成果转化。研究过程中注重定量与定性分析结合，通过脱硫脱硝效率、能耗降低率、学生实操考核通过率等指标评估技术成效，采用问卷调查、企业反馈等方式分析教学效果，形成“技术研发—教学实践—产业应用”的完整证据链，确保研究成果的科学性与实用性。

四、研究结果与分析

经过三年的系统研究，本课题在技术研发、教学转化与产教协同三个维度均取得实质性突破，形成技术迭代与教育创新深度融合的协同效应。在设备性能维度，研发的一体化反应器采用旋流板与湍流球复合强化传质结构，经CFD模拟优化后气液分布均匀性提升35%，中试数据显示在入口SO₂浓度2000mg/m³、NOₓ浓度400mg/m³的工况下，脱硫效率稳定达98.5%、脱硝效率达92%，较传统分步工艺综合能耗降低12%。核壳结构复合催化剂通过溶胶-凝胶法制备，稀土元素掺杂后抗硫中毒能力显著增强，连续运行5000小时后活性衰减率控制在5%以内，远优于行业平均水平。智能控制系统融合边缘计算与深度学习算法，多源数据融合效率提升60%，故障预警准确率达92%，动态调控使能耗波动幅度收窄至8%，解决了传统工艺依赖人工干预的行业痛点。

在教学实践维度，构建的“理论—仿真—实操”三维培养体系有效破解了教学与产业脱节的难题。编写的《脱硫脱硝一体化设备工程实践》教材收录15个工业级案例，涵盖催化剂失活分析、系统振荡抑制等复杂场景，其中“副产物石膏结晶控制”等案例被3所高校纳入教学大纲。虚拟仿真平台2.0版本新增12种极端工况模块，支持焦化、建材等不同行业废气特性模拟，学生实训考核通过率提升40%，故障诊断能力评分达行业认证标准的92%。产教协同方面，与两家环保装备企业共建中试基地，学生团队主导完成某燃煤电厂一体化设备改造项目，提出的喷淋量优化方案使系统稳定性提升15%，相关成果被纳入企业技术手册。

在人才培养维度，涌现出一批兼具技术攻坚能力与工程素养的复合型人才。指导学生参与全国环境工程设计竞赛获二等奖2项，创新创业项目获省级立项3项，其中“智能化脱硫脱硝实训系统”实现技术转让。校企联合培养的20名学生中，8人入职环保装备企业研发岗位，3人参与国家重点研发计划子课题，企业反馈其解决复杂工程问题的能力显著优于传统培养模式。此外，研究成果在学术领域产生积极影响，发表SCI论文5篇（IF>8.03篇），授权发明专利4项，形成《工业烟气脱硫脱硝一体化设备技术规范》团体标准1项，为行业技术升级提供了可复制的范式。

五、结论与建议

本研究证实，以设备研发为纽带推动教学创新，是环保技术人才培养的有效路径。技术研发层面，多场耦合反应器设计、核壳结构催化剂开发与智能控制系统构建，实现了脱硫脱硝效率与能耗指标的突破性优化，为工业废气治理提供了技术支撑。教学转化层面，工程案例驱动的模块化教学与沉浸式虚拟仿真，显著提升了学生的工程应用能力与技术创新思维。产教协同机制则通过“研发—教学—应用”闭环，实现了教育资源与产业资源的动态匹配。

基于研究成果，提出以下建议：一是深化技术研发方向，重点突破高温高湿工况下催化剂稳定性与副产物资源化利用技术，推动设备向智能化、模块化、低碳化迭代；二是完善教学体系，将工业现场实时数据纳入虚拟仿真平台开发，增设“设备健康管理”“工艺参数优化”等进阶课程，强化学生解决复杂工程问题的能力；三是拓展产教协同网络，建立区域性环保技术产教融合联盟，推动校企联合实验室向行业创新中心转型，形成“技术研发—人才输送—产业升级”的生态闭环。

六、结语

工业废气脱硫脱硝一体化技术的研发与创新，不仅是技术攻坚的战场，更是教育改革的试验田。本研究通过设备研发的真实场景驱动教学改革，将实验室的突破转化为课堂的养分，将企业的需求融入人才的成长，最终实现了技术创新与教育创新的共生共荣。当学生亲手调试的设备在工业现场稳定运行，当研发的催化剂在烟囱中默默守护蓝天，我们看到的不仅是技术的进步，更是一代环保人用智慧与担当为绿色发展注入的澎湃动能。未来，我们将持续深化研教融合的探索，让更多青年人才在技术攻坚的浪潮中淬炼成长，为建设美丽中国贡献不竭的智力与精神力量。

《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》教学研究论文一、引言

工业废气治理已成为国家生态文明建设的关键战场，其中硫氧化物与氮氧化物的协同控制直接关系到“双碳”战略的落地成效。传统脱硫脱硝分步处理工艺因流程冗长、能耗高、副产物难协同处理等固有缺陷，已难以适应现代工业绿色转型的迫切需求。烟气脱硫脱硝一体化技术以其流程简化、资源集约、协同增效的显著优势，正逐步成为环保装备领域的前沿方向。然而，该技术的工程化落地高度依赖设备研发的突破与创新，而当前高校环保技术教学中普遍存在理论滞后于产业实践、创新思维与工程能力培养脱节等结构性矛盾。本研究以《工业废气脱硫脱硝一体化技术中的烟气脱硫脱硝一体化设备研发与创新》为载体，探索技术研发与教学创新深度融合的新范式。通过将设备研发的真实场景转化为教学资源，构建“理论—仿真—实操”三维培养体系，旨在培养兼具技术攻坚能力与工程应用素养的复合型人才，为环保装备制造业的自主可控升级提供智力支撑与人才储备。这一探索不仅是对环保技术教育模式的革新，更是对产学研协同育人机制的深度实践，其成果将为行业可持续发展注入持久动能。

二、问题现状分析

当前工业废气脱硫脱硝一体化技术的推广面临多重现实困境，而人才培养环节的滞后性进一步制约了技术迭代与产业升级。在技术层面，现有一体化设备普遍存在三大瓶颈：一是反应器结构设计缺乏创新，气液分布不均导致传质效率低下，尤其在处理高硫高氮复杂工况时，脱硫脱硝协同效率难以突破90%的行业天花板；二是催化剂性能稳定性不足，传统催化剂在高温高湿环境下易发生活性组分烧结与硫酸盐沉积，连续运行3000小时后效率衰减率常超15%，频繁更换推高运维成本；三是智能控制系统响应滞后，多源异构数据融合效率低下，导致废气负荷波动时喷淋量与还原剂配比调控延迟，能耗波动幅度达20%以上。这些技术痛点直接反映了研发环节与产业需求的脱节。

在人才培养环节，教育体系与产业需求的错位更为突出。高校课程设置固化于传统分步工艺的理论框架，一体化技术的耦合机理、智能控制算法、副产物资源化等前沿内容鲜有涉及。实践教学环节存在“三重三轻”现象：重设备认知轻故障诊断，重参数调节轻工艺优化，重模拟操作轻应急处置。实训设备多采用简化模型，无法还原工业现场的高温、高尘、强腐蚀等极端工况，导致学生进入企业后面临“纸上谈兵”的窘境。更严峻的是，产教协同流于形式，企业参与教学深度不足，技术需求与人才培养目标缺乏动态对接机制。这种“研发与教学两张皮”的现状，使得环保技术人才培养陷入“理论懂、操作会、问题不会”的怪圈，严重制约了我国环保装备制造业的核心竞争力提升。

三、解决问题的策略

面对工业废气脱硫脱硝一体化技术推广与人才培养的双重困境，本研究以“技术研发—教学转化—产教协同”三位一体策略为突破口，构建技术攻坚与教育创新深度耦合的生态体系。在技术研发维度，聚焦反应器结构创新、催化剂性能优化与智能控制系统升级三大核心任务。反应器设计突破传统塔式结构的局限，采用旋流板与湍流球复合强化传质布局，通过计算流体动力学（CFD）模拟优化气液分布均匀性，消除反应死角，使传质效率提升35%。催化剂研发采用溶胶-凝胶法制备核壳结构载体，以氧化铝为惰性层包裹活性组分，通过稀土元素掺杂抑制活性组分迁移，结合水热老化实验模拟工业烟气环境，将连续运行5000小时后的活性衰减率控制在5%以内。智能控制系统引入边缘计算技术，在设备端部署数据预处理模块，减少传输延迟，融合深度学习算法构建多时间尺度预测模型，实现故障预警准确率达92%，动态调控使能耗波动幅度收窄至8%。

教学转化策略以工程案例为纽带，将技术攻关中的真实难题转化为阶梯式教学资源。编写《脱硫脱硝一体化设备工程实践