一、项目研究意义
我国燃煤工业锅炉量大面广，低成本控制污染物的技术缺乏，排放的污染物权重上升，已成为城市空气污染的重要污染源。我国现有燃煤工业锅炉约为48万台，每年煤耗量约为6.4亿吨，其二氧化硫、氮氧化物排放量分别约为519万吨和200万吨，仅次于火电厂位列第二。同时，由于我国燃煤工业锅炉主要集中在人口密集的城市和城郊工业区，且排放高度较低，排放的污染物对人体健康和环境的危害远较燃煤电厂严重。
我国燃煤工业锅炉污染控制技术，仍然以引进的燃煤电厂污染物治理技术的简单移植为主，技术种类单一。目前，我国燃煤工业锅炉脱硫除尘中，10t/h及以上的锅炉普遍采用湿法脱硫除尘一体化技术，脱硝技术刚刚起步，但仍以引进的选择性非催化还原（SNCR）技术为主，存在三个方面的问题。
（1）脱硫以石灰石-石膏湿法技术为主，造成石灰石开采量大，生态环境破坏严重，副产物脱硫石膏资源化率低，硫资源浪费大。若燃煤工业锅炉脱硫80%采用简易石灰石-石膏法，则每年脱硫所需石灰石开采量约2000万吨，严重破坏了生态环境；每年排放的脱硫副产品（石膏）和脱硫废水分别约4000万吨，造成了我国石灰石、硫、水资源的严重浪费。
（2）脱硝以选择性非催化还原（SNCR）技术为主，导致了与农争粮问题。SNCR技术以农用化肥-尿素或液氨为脱硝剂，若我国80%的燃煤工业锅炉采用氨法脱硝技术，则每年消耗约100万吨的氨，占全国氨总产量的2%，而其副产物为不可回收的氮气，存在与农争粮、氨资源浪费问题，使环境保护与农业两个基本国策难以协调发展。
（3）存在汞等重金属二次污染和污染转移问题。开展公益项目（“燃煤工业锅炉、窑炉重金属污染物排放标准限值及控制策略研究”）的研究结果表明，燃煤汞的30%~40%迁移至飞灰、脱硫石膏及脱硫废水中，极易形成汞的二次污染。
同时，随着我国对燃煤污染物控制污染物种类越来越多、标准越加严格，导致烟气治理的工艺流程正在变得复杂而冗长，除尘、脱硫、脱硝、脱汞和除温室气体控制与控制深度等一系列措施，使得许多企业望而却步，综合运行费用高，正是部分企业建得起而用不起的原因所在，污染设施重建设轻运行，直接导致了企业的环境绩效和区域的环境质量难以得到根本的改善。
因此，针对我国目前燃煤工业锅炉污染治理技术的市场需求，迫切需要加强硫硝汞联合脱除及副产物资源化技术研发与产业化，建立硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链，实现环境保护与农业的和谐发展。
二、研究目标
针对工业锅炉量大面广，低成本控制污染物的技术缺乏、烟气SO2、NOx、Hg等重金属污染物排放量大的特点，在已有2t/h工业锅炉试验研究的基础上，以硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链为目标，突破关键技术，研发核心设备，建立20t/h以上工业锅炉的硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链，形成满足国家排放标准和行业需求、具有自主知识产权的工业锅炉硫硝汞联合脱除及副产物资源化技术，为工业锅炉的硫硝汞联合脱除及副产物资源化提供技术支撑，为实现环境保护与农业的和谐发展做出贡献。
三、研究内容
（1）联合吸收塔优化
建立数学模型，模拟气-气混合、气-液传质；通过化工传热-传质理论精确计算，优化高效联合吸收塔；通过20t/h以上锅炉烟气硫硝汞联合脱除与副产物资源化试验，进一步验证、优化相关参数，研发具有气液接触传质效果好，结构简单、防堵防垢、压降小的高效联合吸收塔设备。
（2）工艺参数耦合与集成开发
研究20t/h以上锅炉烟气参数（温度、流速）、氨水参数（喷淋量、浓度）参数；引入NO2参数（引入量、引入位置）等对NOx、SO2、Hg等重金属联合脱除效果的影响及优化工艺条件。
（3）硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链建立
建立20t/h以上工业锅炉硫酸铵、硝酸铵与汞等重金属的分离，回收硫酸铵、硝酸铵；研究相关政策，在清洁生产和农业补贴政策中，鼓励或补贴该项技术的副产物硫酸铵、硝酸铵作为农肥的资源化利用，最终实现可持续的硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链。
（4）工程示范
针对20t/h以上工业锅炉脱硫烟气特性，建立硫硝汞联合脱除及副产物资源化技术示范工程，获取实际工程设计、运行参数。
四、 主要研究方法
利用2t/h工业锅炉试验研究已攻克的硫硝汞联合脱除和副产物资源化2项关键核心技术，以前期研究为基础，建立数学模型，优化高效联合吸收塔；集成工艺各项技术参数；在此基础上，建立20t/h以上工业锅炉硫硝汞联合脱除及副产物资源化技术产业化示范工程；分离副产物中的汞，回收硫酸铵、硝酸铵；研究相关环保农业政策，鼓励或补贴该项技术的副产物硫酸铵、硝酸铵作为农肥的资源化利用，建立1条可持续的硫硝汞联合脱除及副产物资源化产业链，实现环境保护与农业两个基本国策的和谐发展。
技术路线如下图所示。
