循环流化床锅炉采用炉内燃烧脱硫方式,受到脱硫剂石灰石煅烧特性、孔结构及氧化钙烧结的影响,通常难以实现环保超低排放要求,为解决循环流化床锅炉干法脱硫效率低的弊端,采用共沉淀法制备CeO2-MnO2-Fe2O3复合剂,以水玻璃或羧甲基纤维素钠为黏合剂进行黏合,并经高速混合机混合、旋转式颗粒机加工制粒以及球形抛丸机抛丸处理得到0.8~1.2 mm球状复合剂,该复合剂比表面积55~68 m2/g,堆积密度1.80~2.10 g/cm3,抗压强度2.8~3.1 MPa。该复合剂与原煤、石灰石在循环流化床锅炉中进行燃烧深度脱硫中试试验,结果表明,添加CeO2-MnO2-Fe2O3复合剂后,烟气中SO2浓度比传统使用石灰石脱硫剂时明显降低,钙硫比均为2.5工况下燃烧温度850、880、920 ℃时,烟气中SO2浓度比原煤+石灰石工况分别减少22.1%、22.8%、19.0%,说明CeO2-MnO2-Fe2O3复合剂对循环流化床锅炉燃烧脱硫具有明显的催化促进作用。但受CaSO3逆向分解、催化剂CeO2比表面积下降以及脱硫产物CaSO4堵塞孔隙等因素影响,脱硫效率在920 ℃时先增加后下降。添加复合剂CeO2-MnO2-Fe2O3后,对烟气中NOx浓度影响不大,燃烧后灰渣微观形貌为块状、不规则状,灰渣中含O、Ca、Si、Al、Fe、S、Na、Te等元素,与未添加复合剂时类似。另外,CeO2-MnO2-Fe2O3复合剂粒径与固硫剂石灰石粉粒径相匹配,在燃烧过程中可随烟气经旋风分离器进气固分离后又返回炉膛,利于循环流化床锅炉燃烧时循环使用。
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