干法吸附剂喷射耦合静电团聚-过滤混合系统对燃煤烟气中酸性气体的高效脱除研究

本研究针对燃煤电厂烟气中SO2、HCl和HF等酸性气体排放限值（SO2 <400 mg/Nm3）的严苛要求，创新性地将干法吸附剂喷射技术（NaHCO3/Ca(OH)2）与HEAF混合系统（静电团聚+布袋过滤）结合。通过对比吸附剂在不同阶段的喷射位置，发现布袋过滤器前喷射可实现93%的SO2脱除率和>99%的HCl/HF脱除率，为工业烟气多污染物协同控制提供了新方案。

　　

燃煤电厂排放的酸性气体（SO₂、HCl、HF）是大气污染的重要来源，随着欧盟《中耗能设施指令》（MCP Directive）要求2025年起SO₂排放限值降至400 mg/Nm³，传统湿法脱硫技术面临成本高、副产物难处理等问题。而现有干法吸附剂喷射技术存在吸附剂利用率低、细颗粒物穿透等问题。波兰国家研究开发中心资助的团队在《Separation and Purification Technology》发表研究，首次将干法吸附剂喷射与自主开发的HYBRYDA+混合系统（HEAF，静电团聚-过滤）结合，通过工业级实验验证了该技术对多污染物的协同脱除效能。

研究采用三种吸附剂（两种NaHCO₃和Ca(OH)₂），在3000-7000 Nm³/h烟气流量下，对比了静电团聚器（AGGL）前与布袋过滤器（BF）前两种喷射位点的效果。关键技术创新包括：在线粒径分析（监测20-40 μm吸附剂分散度）、粉尘层孔隙率测试（评估压降变化）、以及基于200 MW机组实况的排放连续监测。

【Hybrid system installation】
系统由三阶段构成：单电场静电除尘器（ESP）去除粗颗粒、运动静电团聚器（AGGL）促使亚微米颗粒与中等颗粒（5-20 μm）团聚、脉冲喷吹布袋过滤器（BF）。实验发现BF前喷射NaHCO₃时，吸附剂在滤袋粉尘层（dust cake）中与SO₂充分反应（接触时间延长），而AGGL前喷射会导致30%吸附剂沉积在电极上。

【Coal】
采用比特煤（硫含量1.2-3.5 wt%）燃烧烟气，SO₂入口浓度1000-3000 mg/Nm³。元素分析显示煤中氯（0.12-0.18 wt%）和氟（80-120 ppm）含量直接影响HCl/HF生成量。

【Discussion】
当化学计量比1.3时，BF前喷射的NaHCO₃实现SO₂脱除率93%（出口<180 mg/Nm³），优于AGGL前喷射的68%。Ca(OH)₂因比表面积低（12 m²/g vs NaHCO₃的25 m²/g）效率仅75%。粉尘层孔隙率增加使BF压降降低15%，延长滤袋寿命。

【Conclusions】
该研究证实HEAF系统扩展了传统静电除尘器的功能，通过优化喷射位点可实现酸性气体与颗粒物（脱除率>99.998%）的协同控制。BF前喷射钠基吸附剂的方案已应用于波兰200 MW机组，年运行成本降低20%，为满足2025年排放新规提供了经济可行的技术路径。