[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

说明书

本发明公开了一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统及方法，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相连；本发明利用太阳能使烟气再热实现锅炉宽负荷脱硝，长期稳定地运行并有效地进行烟气脱硝，可实现全负荷调节，适应负荷变化能力强，利用光热使蒸汽达到350～400℃的温度加热锅炉低负荷运行下排出的烟气，使烟气在进入SCR发生器前获得较高的温度，进而充分反应达到最佳的脱硝效果，满足尾气排放的要求。克服锅炉低负荷运行下烟气脱硝过程中由于烟气温度低于脱硝反应温度而不能完成脱硝而需要辅助热源二次加热从而造成能源浪费的情况。

技术领域

本发明属于锅炉烟气脱硝技术领域，具体涉及一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统及方法。

背景技术

SCR烟气脱硝技术是目前应用最为广泛和成熟的烟气脱硝技术之一，具备脱硝效率高、运行稳定可靠等优点。

SCR脱硝即选择性催化还原脱硝技术，烟气进入SCR脱硝反应器之前，向催化剂上游的烟气中喷入氨气，利用催化剂在温度为200-450℃时将烟气中的NO_x转化为氮气和水，从而实现脱硝的目的。

除特殊锅炉外的大部分锅炉在低负荷运行时，由于省煤器出口的烟气温度低于催化剂所需温度，从而会影响烟气的脱硝效果，不能达到国家要求的排放标准。

如果进入SCR脱硝反应器之前烟气温度低于反应温度，则需要辅助热源对烟气的再热，从而确保烟气中NO_x能够被有效除去。

太阳能是一种极为丰富的清洁能源，具有绿色环保、取之不尽的特点，地球每年接受的太阳能总量是世界年耗总能量的一万多倍。太阳能利用前景非常诱人。

太阳能光热系统是通过汇聚太阳光产生高温热源来加热液体或气体的传热工作介质。目前的主要应用方式有塔式、槽式﹑蝶式三种系统，均通过太阳能跟踪装置将太阳光实时汇聚于一处用于加热熔融盐，将高温热源收集起来，并配备稳定可靠的蓄热设备，可以全时段满负荷地为生产过程供给热能。

现如今适用于提高锅炉脱硝入口烟温实现宽负荷脱硝的成熟技术有：省煤器分级技术、省煤器烟气旁路技术、省煤器流量置换技术以及省煤器给水旁路技术等。

省煤器分级技术是将省煤器分为两级，分出的第二级省煤器置于SCR反应器之后，目的是减少烟气进入SCR反应器之前省煤器中给水的吸热量，从而提高SCR反应器前入口温度。该方法的缺陷是需要重新对锅炉省煤器进行设计，并校核其温度，初始投资成本较高，并且对煤种与锅炉工况变化的适应性较弱，容易造成烟气进入SCR反应器前超温。

省煤器烟气旁路技术是通过抽取省煤器进口高温烟气并入SCR反应器前入口来提高烟气温度。虽然该系统较为简单，烟温调控范围较大，但存在着一些问题，如：影响锅炉热效率、设备稳定性运行较差、影响省煤器换热效率等。

省煤器流量置换技术是将部分给水直接引至省煤器出口集箱，出口的热水引至省煤器进口从而减小给水在省煤器内的吸热量来提高烟气温度。其缺陷是提高了排烟温度，导致锅炉效率降低，并且较难控制省煤器给水流量。

省煤器给水旁路技术是将部分锅炉给水直接引至省煤器入口连接管，减少锅炉给水在省煤器中的吸热量，从而提高省煤器出口烟温。由于过大的旁路给水量，会导致省煤器超温而造成气蚀，影响锅炉运行安全，低负荷锅炉效率也会下降。

发明内容

为了克服锅炉低负荷运行下烟气脱硝过程中由于烟气温度低于脱硝反应温度而不能完成脱硝而需要辅助热源二次加热从而造成能源浪费的情况，本发明的目的在于提供一种利用太阳能实现锅炉宽负荷脱硝的系统及方法，利用太阳能使烟气再热实现锅炉宽负荷脱硝，长期稳定地运行并有效地进行烟气脱硝，可实现全负荷调节，适应负荷变化能力强，利用光热使蒸汽达到350～400℃的温度加热锅炉低负荷运行下排出的烟气，使烟气在进入SCR发生器前获得较高的温度，进而充分反应达到最佳的脱硝效果，满足尾气排放的要求。