袋式过滤器配套半干法脱硫装置的汞排放控制效果

基于 Energopomiar（ENERGOMEASUREMENT）2010–2016 年现场测量的研究与行业应用启示

关键词
Bag Filter, Gas Cleaning, Mercury (Hg) Removal, 电除尘器, 烟气脱硫

随着工业烟气治理法规日趋严格，特别是欧盟 IED 指令与 BAT 结论对汞（Hg）排放限值的明确，燃煤和燃料燃烧源的汞控制已成为环保设备选型的重要考量之一。在烟气治理实践中，半干法脱硫（FGD）联用袋式过滤器在去除颗粒物的同时，对汞尤其是氧化态汞（Hg2+）具有显著的自然捕集能力，从而为满足更严苛的排放要求提供了可行路径。本文基于 Power Research and Testing Co.（ENERGOMEASUREMENT / “Energopomiar”）在 2010–2016 年对多台装置的连续测量资料，对袋式过滤器在半干法脱硫系统中汞去除效果、机理、工程意义及中国市场应用作系统性阐述与展望[1]。

该研究由 E. Głowacki 与 P. Ślupa‑Marczuk 主导，研究团队在四座不同工况的硬煤电厂（下文称 A、B、C、D 厂）对 FGD 入口与出口烟气汞浓度进行了多次采样与分析。原始测量显示：入口汞浓度在 ~2.5 至 9.5 μg/Nm3 范围内波动；经半干法脱硫+袋式过滤器处理后，出口汞浓度普遍降低至 0.46 至 3.76 μg/Nm3 之间，个别工况最低可降至 0.46 μg/Nm3。燃料中汞含量（mg/kg）在不同测点亦有显著差异（约 0.05–0.215 mg/kg），但即便在较高入口水平下，袋式过滤器也能实现优于 BAT 结论（例如对大于等于 300 MWt 的硬煤机组 4 μg/Nm3）要求的出口浓度[2]。

为何袋式过滤器能在半干法脱硫系统中实现高效汞去除？关键在于颗粒与滤饼的吸附/化学反应过程。烟气中氧化态汞（Hg2+）易被湿法或半干法脱硫过程中的氧化剂和颗粒相捕捉，金属汞（Hg0）在与灰分表面及滤饼长时间接触、低过滤速率与缓慢通气条件下也可发生部分氧化并被固相吸附。与电除尘器（ESP）相比，袋式过滤器的颗粒滞留时间更长、过滤介质接触更充分，使得在不额外投加活性炭等吸附剂的情况下，也能实现可观的汞减排效率。这一特性对追求低运行成本与低维护强度的工业项目具有实际吸引力。

研究同时指出，汞排放受燃料成分（Hg、Cl、S 含量）、锅炉燃烧方式、飞灰在熔渣/粉灰间的分配、脱硝（SCR）、电除尘（ESP）与脱硫（FGD）等联合作业工艺以及运行工况的影响。因此在工程设计与改造时，应从全流程角度优化：通过燃烧与烟气专门化处理提高 Hg 的氧化比例、在 ESP 与袋式过滤器间优化颗粒粒径分布、并在必要时配合低剂量活性剂或氧化催化剂，实现既满足排放指标又兼顾运行经济性的方案。

对于中国市场，尤其是浆纸、钢铁、水泥与化工行业，半干法脱硫+袋式过滤器体系提供了既能满足颗粒物与 SO2 控制，又能有效降低汞排放的技术路线。其优势包括：较低的二次污染风险、无需大规模使用吸附剂从而降低耗材成本、以及便于与现有电除尘器或 SCR 联合布置以实现综合污染物协同削减。结合艾尼科（Enelco）在电除尘器（ESP）领域的技术积累——如极板/极线结构优化、电场分布调控、低电耗运行策略及在线除尘效率诊断，厂商可为传统装置提供高性价比的改造服务。通过对电除尘器极板间距、极线配置与电场强度的优化，可改善飞灰电荷分布与粒径分布，从而提高进入袋式过滤器颗粒的可吸附性，最终增强系统对汞的综合捕集能力。

未来趋势上，结合在线汞监测、数字化运行管理与小剂量的针对性氧化/吸附辅材，有望进一步降低出口汞浓度并减少运行成本。对于大型工业用户，推荐采用“ESP 优化 + 半干 FGD + 袋式过滤器”一体化路径，并辅以定期的燃料数据库管理与烟气化学态分析，以便在不增加大量运行费用的条件下持续满足更严格的排放要求。

综上所述，半干法脱硫装置配套袋式过滤器在现场测量中表现出优秀的汞去除能力，能够帮助中国重点行业在实现污染物达标、降低运维成本与提高节能效果方面取得平衡。艾尼科凭借电除尘器极板/极线和电场优化的工程经验，能为用户提供从设备选型、工艺整合到现场改造与运行优化的完整解决方案，推动烟气治理向更高精度、更低成本方向发展。

作者与研究机构：E. Głowacki、P. Ślupa‑Marczuk；Power Research and Testing Co., ENERGOMEASUREMENT Sp. z o.o.（Energopomiar）[1]。

参考文献
[1] Głowacki E, Ślupa‑Marczuk P. Mercury removal in semi-dry flue gas desulphurization installations equipped with bag filters. Proceedings of ICESP 2016, Wrocław, Poland; 19–23 September 2016. Power Research and Testing Co., ENERGOMEASUREMENT Sp. z o.o.
[2] European Commission. Best Available Techniques (BAT) Conclusions for Large Combustion Plants. 2017.