密相塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心开发的一项先进脱硫技术。属于半干法烟气脱硫技术，具有脱硫效率高、无废水产生、工艺流程简单、投资和运行费用低、占地面积小、运行可靠等优点。该工艺的基本原理是干粉钙基吸收剂(常用石灰)在加湿器中加湿消化，然后进入密相塔与塔内下降的含二氧化硫烟气反应。反应产物不断循环使用，吸收剂的有效利用率很高。最终产品从灰仓排出后，由气力输送装置输送，工艺流程如图1所示。
密相塔烟气脱硫工艺主要用于处理电厂烟气。本文介绍了它在钢铁厂烧结烟气治理中的应用。在该除尘器系统中，脱硫剂被截留并回收。进入除尘器的粉尘质量浓度很高，可达500~1 000 g/ m3，对除尘器的要求很高。
一、脱硫循环灰的理化性质
在密相塔烟气脱硫工艺中，脱硫剂为Ca (OH) 2，但脱硫循环灰中含有多种成分，包括进入脱硫塔的烟气中未经处理的飞灰、硫酸钙、亚硫酸钙和脱硫塔内反应生成的过量氢氧化钙。
(1)粉尘粒径分布
本脱硫系统使用的脱硫剂粒径很小，在脱硫塔中反应搅拌后会变得更细。粒度分布如表1所示。
(2)粉尘的电阻率
循环脱硫灰成分复杂，系统不同部位的粉尘电阻率不同。根据烧结除尘灰的电阻率(如表2所示)，以及加入的脱硫剂和反应生成的产物，可以推断出本次脱硫过程中脱硫循环灰的电阻率范围。
从密相塔出来的烟气，即进入除尘器的烟气温度至少要在90℃以上，才能保证除尘器出口烟气温度在烟气露点以上10 ~ 20℃，所以其电阻率至少要在109量级。由于密相塔出来的脱硫循环灰中钙化合物含量高，电阻率会增加很多，达到1010 ~ 1012ω·cm。考虑到实际操作中在粉末中加入一定量的水，电阻率会降低，但其贡献率很小，总体上仍会在109 ~ 109 ~ 1011ω·cm之间变化。
(3)其他
循环脱硫灰的含水率一般在1%-3%之间，具有良好的流动性。但由于CaO含量高，其粉尘粘度相对较高。
二、除尘器的选择
随着新的国家环保排放标准的颁布，除尘器能否达到出口排放≤50 mg/ m3成为决定干法和半干法烟气脱硫工艺是否可行的关键。近年来，国内外除尘技术发展迅速。干法和半干法烟气脱硫工艺中使用的除尘器主要有袋式除尘器和静电除尘器。对于密相塔烟气脱硫工艺，选择合适的除尘器至关重要。
(一)袋式除尘器与静电除尘器的技术性能比较
比较袋式除尘器和静电除尘器的技术性能，可以分析烟气浓度、不同粒径粉尘的除尘效率和粉尘的电阻率。
1.粉尘浓度的处理。袋式除尘器适用于处理各种粉尘浓度(高达1 000 g/ m3)和低排放(50 mg/ m3)。静电除尘器适用于处理低粉尘浓度和低烟气出口浓度。当粉尘质量浓度大于30 g/ m3时，静电除尘器应配备预除尘装置。
在此脱硫工艺中，进入除尘器的粉尘质量浓度可达500~1 000 g/ m3，因此选择袋式除尘器较为合适。如果选用静电除尘器，应设置预除尘装置，使进入静电除尘器的粉尘质量浓度低于30 g/ m3。
2.不同粒径粉尘的除尘效率。对于袋式除尘器，总除尘效率可达99%以上。粉尘排放质量浓度低于50 mg/ m3。仅适用于粒径在0左右的粉尘。3μm时，滤料的过滤效率最低。这是因为这个粒径范围内的尘粒处于惯性和截留的下限，扩散和捕集的上限。在此脱硫系统中，粉尘的粒径在0。5μm很少，不会对除尘效率产生很大影响。
静电除尘器处理烧结灰的分级效率见表3。从表中可以看出，当粉尘粒径由小变大时，分级效率先增大后减小，再增大，说明静电除尘器对一定粒径范围内的粉尘具有较高的除尘效率。对于烧结灰，范围为1。366 ~ 2.微米可能是静电除尘器的合适粒度范围。粒径为3 ~ 12μm的粉尘除尘效率低得多，大于12μm后略有增加，原因可能是大于这个粒径的粉尘主要是重力除尘而不是静电除尘。
密相干塔烟气脱硫工艺中脱硫循环灰的粒径主要分布在2 ~ 6微米，约占85%，大于12μm的粉尘约占10%。因此，如果使用静电除尘器，其总除尘效率不会太高，而袋式除尘器仍然会保持其很高的除尘效率。
3.灰尘的电阻率。袋式除尘器对处理粉尘的电阻率没有要求；静电除尘器适用于电阻率为104 ~ 104 ~ 1010ω·cm的粉尘。如果灰尘的电阻率高，则导电性差。使用静电除尘器时，大量粉尘会难以收集，容易产生反电晕，降低除尘效率。
该脱硫工艺循环灰的电阻率在109 ~ 109 ~ 1011ω·cm之间，对电除尘器的除尘效率有一定的影响。
4.其他人。循环脱硫灰粘度大，如果使用静电除尘器，容易使粉尘粘附在集尘板上，增加用电负荷。对于袋式除尘器，粉尘的粘度对滤袋不会有太大的影响。
总的来说，袋式除尘器在处理这种高浓度粉尘方面比静电除尘器有一定的技术优势。根据实际情况，经过几年的运行，电除尘器的除尘效率普遍低于设计除尘效率，使得出口粉尘浓度高于设计出口粉尘浓度，烟气排放可能不达标。
此外，在干法和半干法烟气脱硫工艺中，袋式除尘器的应用也可以达到二次脱硫的目的。根据研究资料，一般认为袋式除尘器对脱硫系统脱硫效率的贡献率为10% ~ 20%。Blythe等人的研究表明，袋式除尘器具有显著的脱硫效果。虽然静电除尘器也能起到一定的脱硫效果，但其对整个系统脱硫效率的贡献率远小于袋式除尘器。
(2)袋式除尘器与静电除尘器的经济性能比较
1.固定投资。静电除尘器的固定投资一般大于袋式除尘器。当处理风量大于17 000 m3/ h、含尘浓度大于30 g/ m3的烟气时，需要设置预除尘器，使入口含尘浓度低于30 g/ m3，其固定投资与袋式除尘器相似。
至于袋式除尘器，根据选用的滤袋材料不同，投资成本也不同。如果采用质量好的进口滤袋，投资可能比静电除尘器高。
2.运营费用。一般来说，袋式除尘器的运行成本高于静电除尘器。但如果静电除尘器处理的是高电阻率、高浓度的粉尘，则需要进行改进，以保证除尘效率，并保持出口粉尘浓度很低，其运行成本将与袋式除尘器相近。
3.排污费。现在新的环保政策要调整了，排污总量收费。至于静电除尘器，其年排污成本远高于袋式除尘器，也是一笔不小的支出。
4.综合分析。对于高浓度、高电阻率粉尘的处理，综合考虑固定投资、运行费用和总排污费，袋式除尘器和静电除尘器的综合费用相当。
(3)综合比较分析
从技术和经济综合分析，如果采用静电除尘器处理高浓度粉尘，虽然在未来的运行成本上可能有优势，但在技术上有达不到设计除尘效率的风险，也意味着达不到国家烟尘排放标准，将面临巨额罚款甚至停产的风险。
此外，在处理高浓度粉尘方面，袋式除尘器的环境效益和社会效益优于静电除尘器。从经济效益来说，如果处理高电阻率、高浓度粉尘，相当于静电除尘器。因此，对于高浓度粉尘的处理，袋式除尘器优于静电除尘器。
三。初步试验
试验是在一家钢铁公司的烧结厂进行的。本试验的目的是验证不同Ca/ S条件下密相塔的烟气脱硫过程，测试系统的脱硫效率和出口SO2浓度，以寻找最佳Ca/ S，验证袋式除尘器作为系统除尘系统的适用性。
(1)测试设备和参数
密相塔烟气脱硫工艺除尘系统包括袋式除尘器，W 0。3/ 8 空气体压缩机(2。5 kW)，0。2 m3储气罐和SAYF 0。5油水分离器。袋式除尘器处理的烟气量为2000～2500 m3/h(80℃)，入口烟气质量浓度≥ 300 g/ m3，出口烟气质量浓度≤50 mg/ m3，除尘器的设计阻力损失≤1 500 Pa。
㈡测试结果和分析
从2004年11月开始实验，主要测试除尘系统的脱硫效率，实验最后阶段只测试除尘系统的除尘效率。测量结果如表4所示。
在此脱硫过程中，进入袋式除尘器的粉尘质量浓度超过300 g/ m3。由于粉尘浓度过高，需要在相对较小的范围内调节袋式除尘器的过滤风速，一般为0。52米/分。在整个试验过程中，袋式除尘器运行正常，滤料完好，除尘效率在99%以上。出口质量浓度控制在50 mg/ m3以内，完全满足排放要求。如表3所示，系统压力损失为900 ~ 1 200pa。袋式除尘器的正常运行保证了整个脱硫中试的顺利进行。
四。结论
介绍了密相塔烟气脱硫工艺，以及该工艺对除尘器的要求。通过对常用袋式除尘器和静电除尘器的技术经济比较，认为袋式除尘器在处理高浓度粉尘和要求低排放时优于静电除尘器。通过烧结厂的中试脱硫试验，进一步验证了袋式除尘器完全适用于整个工艺过程，能够达到良好的除尘效果，各项参数均满足要求。因此，对于密相塔烟气脱硫工艺，选择袋式除尘器作为脱硫系统的除尘设备是合适的。
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