[发明专利]一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统及方法

权利要求书

1.一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，包括太阳能蒸汽过热系统与SCR脱硝系统，两者通过烟气再热蒸汽盘管(3)相连；

所述太阳能蒸汽过热系统包括塔式接收器(13)，所述塔式接收器(13)设于聚光镜(12)聚光处，所述塔式接收器腔(13)与高温熔融盐蓄热罐(14)连接，所述高温熔融盐蓄热罐(16)与熔盐蒸汽发生器(15)连接，所述熔盐蒸汽发生器(15)与低温熔融盐蓄热罐(16)连接，所述熔盐蒸汽发生器(15)的管道出口与烟气再热蒸汽盘管(3)入口连接，所述烟气再热蒸汽盘管(3)与空气预热器(19)连接，加热烟气后的蒸汽流入空气预热器(19)的盘管，所述空气预热器(19)的盘管出口与蒸汽压缩机(20)连接，蒸汽压缩机(20)输送被冷却过后的蒸汽进入熔盐蒸汽发生器(15)的盘管内循环流动；

所述SCR脱硝系统包括烟气再热器，所述烟气再热器包括烟气再热蒸汽盘管(3)和设于烟气再热蒸汽盘管(3)内的第二换热器，所述烟气再热蒸汽盘管(3)与省煤器(2)连接，所述烟气再热蒸汽盘管(3)内工质为省煤器(2)冷却后的烟气，所述烟气再热蒸汽盘管(3)与SCR脱硝反应器(5)连接，稀释空气风机(8)抽取环境中空气与空/氨混合器(6)连接，所述空/氨混合器(6)与烟气再热器到SCR脱硝反应器(5)间烟道连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述塔式接收器(13)内介质为熔融盐，所述塔式接收器(13)与高温熔融盐蓄热罐(14)之间连接的管道上设有熔融盐泵(17)，其中管道内工质为熔融盐，所述高温熔融盐蓄热罐(14)与低温熔融盐蓄热罐(16)连接并设有调节阀门(18)，所述高温熔融盐蓄热罐(14)、低温熔融盐蓄热罐(16)中设有辅助电热丝与温度传感器，防止熔融盐凝固而无法流动。

3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述熔盐蒸汽发生器(15)内工质为熔融盐，所述熔盐蒸汽发生器(15)包括蒸汽器壳体和设于蒸发器内的管道，所述熔盐蒸汽发生器(15)管内工质为蒸汽，从熔盐蒸汽发生器(15)流出低温的熔融盐流入低温熔融盐蓄热罐(16)，所述低温熔融盐蓄热罐(16)与塔式接收器(13)连接管路中并设有熔融盐泵(17)，熔盐蒸汽发生器(15)被加热后的350～400℃过热蒸汽进入烟气再热蒸汽盘管(3)，所述蒸发器内的管道外都覆有矿物保温隔热材料，减少蒸汽流动过程中热量损失。

4.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述空/氨混合器(6)依次连接氨气缓冲罐(9)、液氨蒸发槽(10)、液氨储罐(11)，内部工质为氨。

5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述空/氨混合器(6)与烟道连接处设置有喷氨格栅(4)与氨的流量分配阀，使氨气与NO_x混合更加均匀，所述空/氨混合器(6)的氨气与空气两个进口处设置流量阀门，控制混合后氨浓度约为5％。

6.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述聚光镜(12)具有太阳自动跟踪底座，根据阳光照射方向自动调整聚光镜角度与朝向。

7.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述省煤器(2)出口处设置有温度传感器，用于检测烟气温度，所述省煤器(2)的烟气出口设置电除尘器。

8.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述空气预热器(19)预热后的空气进入锅炉(1)中进行燃烧。

9.根据权利要求1所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统，其特征在于，所述SCR脱硝反应器(5)内催化剂附近设置吹灰器，防止烟气灰尘覆盖催化剂及堵塞管道。

10.基于权利要求1-9任一项所述的一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤；

在阳光充足的时刻，太阳能蒸汽过热系统太阳光照射在聚光镜上反射汇聚到塔式接收器(13)，加热腔(13)内的熔融盐流进高温熔盐蓄热罐(14)蓄热，高温熔融盐蓄热罐(14)中储存高温熔融盐蓄热；

当锅炉低负荷运行时，高温熔融盐蓄热罐(14)将一部分熔融盐通过管道输送流入熔盐蒸汽发生器(15)壳体内加热，熔盐蒸汽发生器(15)的管程的蒸汽至350～400℃，降温后的熔融盐流入低温熔融盐蓄热罐(16)内，再通过熔融盐泵(17)抽入太阳能塔式接收器(13)内加热，从高温熔融盐蓄热罐(14)直接连接低温熔融盐蓄热罐(16)的管道上设置调节阀门(18)，根据低温熔融盐蓄热罐(16)内温度传感器，判断是否打开阀门，使部分高温熔融盐流入低温熔融盐蓄热罐(16)内，防止低温熔融盐蓄热罐(16)内熔融盐凝固，被高温熔融盐加热后的蒸汽流入烟气再热蒸汽盘管(3)内，与流过省煤器(2)的烟气换热，提高烟气温度，经过一次降温过后的蒸汽进入空气预热器(19)与进入锅炉(1)之前的空气换热，提高空气的温度，二次降温后蒸汽在蒸汽压缩机(20)的驱动下，流入熔盐蒸汽发生器(15)盘管内加热，蒸汽作为两个系统的换热介质，在管道内循环流动；

烟气脱硝的工作流程如下，锅炉(1)燃烧产生的烟气经过省煤器(2)后流入蒸汽盘管(3)壳程内，350～400℃的蒸汽通过烟气再热蒸汽盘管(3)加热壳程内的烟气；

液氨储罐(11)内的液氨流入液氨蒸发槽(10)内，在液氨蒸发槽(10)内氨气吸收热量气化，液氨蒸发槽(10)上安装有安全阀，防止设备压力异常过高，氨气接着流入氨气缓冲罐(9)内，在氨气缓冲罐(9)氨气的流速与压力得到了稳定，稳定的氨气流入空/氨混合器(6)内与稀释空气风机(8)抽取的空气充分混合，空/氨混合器(6)的入口管道设有流量调节阀(7)，控制空/氨混合器(6)内氨气浓度在一定范围内，氨/空气混合气体流入布置在SCR反应器(5)前烟道内的喷氨格栅(4)内与烟气充分混合，一起流入SCR脱硝反应器(5)内在催化剂在作用下，将烟气内的NO_x转化为对环境没有污染的N₂和水。