本发明涉及流化床锅炉技术领域，具体涉及一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置及使用方法。
背景技术：
循环流化床(cfb)锅炉具有以下优点：高燃烧效率、广泛的燃料适应性、较低的污染物排放强度、较好的负荷调节性能以及可高效综合利用资源等，广泛应用于国内外发电行业。
针对nox的排放，cfb锅炉的控制方法主要有两类，一是低nox燃烧技术，即在燃烧过程中减少nox的生成；二是烟气脱硝技术，即从烟气中脱除生成的nox。烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原法(sncr)或选择性催化还原法(scr)。但由于日益增大的环保压力，仅依靠sncr烟气脱硝已不能满足环保要求，因此许多原本采用sncr的电厂进行超低排放改造也增加scr脱硝系统。
温度是影响scr反应的重要因素，但循环流化床锅炉烟气温度水平较低，尤其是低负荷情况下，烟气温度往往不能适应scr要求的温度窗口，导致脱硝效率降低、氨逃逸增大，不仅提高了脱硝成本、影响锅炉运行的经济性，还会由于逃逸氨在尾部生成硫酸氢铵(abs)导致空气预热器堵塞，危害锅炉运行的安全性。
为了提高烟气温度，可以通过燃烧直接提高烟温，但会增大排烟热损失增大，也可采用暖风设备提高进口空气温度，间接提高烟气温度，但会提高厂用电率，这两种手段均会降低锅炉经济性。
技术实现要素：
针对现有技术中的不足，本发明的目的是解决现有技术中循环流化床锅炉内烟气温度较低，导致scr脱硝效率降低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能熔盐的锅炉scr脱硝装置，包括太阳能集热器，所述太阳能集热器内部填装有熔盐，所述太阳能集热器用于加热所述熔盐，所述太阳能集热器上设置有高温熔盐出口，所述高温熔盐出口连接熔盐-烟气换热器的熔盐入口，所述熔盐-烟气换热器设置在尾部烟道内且贯穿尾部烟道，所述熔盐-烟气换热器用于将加热后的熔盐与尾部烟道内的烟气进行换热，所述尾部烟道内还设置有scr反应器且所述熔盐-烟气换热器设置在scr反应器的烟气入口端，吸收熔盐热量的烟气进入所述scr反应器内进行脱硝反应。
进一步的，还包括定日镜，所述定日镜用于反射阳光至太阳能集热器。
进一步的，所述高温熔盐出口与熔盐-烟气换热器连接的管道上设置有熔盐流量分配阀，所述熔盐流量分配阀设置有第一出口和第二出口，所述第一出口连接至熔盐-烟气换热器的熔盐入口，所述熔盐流量分配阀的第二出口连接至熔盐储热罐的入口，所述熔盐储热罐的出口连接调节阀，所述调节阀的出口端连接至第一出口与熔盐-烟气换热器之间的管道上。
进一步的，所述调节阀的出口与熔盐流量分配阀的第一出口混合后通过高温熔盐泵连接至熔盐-烟气换热器的熔盐入口；
所述调节阀的出口与熔盐流量分配阀的第一出口混合后连接至高温熔盐泵入口的管道上设置有流量测量装置、熔盐温度测量装置和压力测量装置。
进一步的，所述尾部烟道内设置有烟气温度测量装置，所述烟气温度测量装置用于测量未经过熔盐-烟气换热器的烟气温度。
进一步的，所述熔盐-烟气换热器的熔盐出口连接所述太阳能集热器的低温熔盐入口。
进一步的，所述熔盐包括二元硝酸熔盐或三元硝酸熔盐。
进一步的，所述高温熔盐出口与熔盐-烟气换热器之间的管道外部、熔盐储热罐的出口管道外部和熔盐储热罐的入口管道外部、所述熔盐储热罐的外壳以及熔盐-烟气换热器连接太阳能集热器的管道外部均由硅酸铝保温材料包裹。
进一步的，所述熔盐-烟气换热器和烟气接触的表面喷涂耐磨材料；所述熔盐-烟气换热器和熔盐接触的表面喷涂有耐腐蚀涂料。
本发明还提供一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置的使用方法，进入所述高温熔盐泵的熔盐流量分为三种情况，当熔盐流量分配阀的第一出口和第二出口均打开，调节阀处于关闭状态，高温熔盐泵引出太阳能集热器内加热后的熔盐，加热后的熔盐由第一出口流入高温熔盐泵，同时由第二出口流入熔盐储热罐进行储存；当熔盐流量分配阀的第二出口关闭、第一出口打开，调节阀处于打开状态，高温熔盐泵引出太阳能集热器内加热后的熔盐和熔盐储热罐内储存的熔盐，然后流出至高温熔盐泵；当熔盐流量分配阀的入口关闭，调节阀处于打开状态，高温熔盐泵引出熔盐储热罐内储存的熔盐，流入高温熔盐泵；
流入所述高温熔盐泵的熔盐送入尾部烟道内设置的熔盐-烟气换热器，尾部烟道内的烟气流经熔盐-烟气换热器，与所述熔盐-烟气换热器内的熔盐进行换热后流入scr反应器内进行脱硝反应，熔盐-烟气换热器内完成换热反应的熔盐经太阳能集热器的低温熔盐入口流入进行吸热。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明使用太阳能集热器加热熔盐，使加热后的熔盐与烟气管道内的烟气进行换热，提高烟气温度，从而提高scr脱硝效率，本发明采用熔盐充当换热介质，不再需要提高燃烧烟温和使用暖风设备，降低了脱硝成本，具有较好的生态环境效益，减少了部分地区的弃光率，经济性更高，同时，本发明中的熔盐-烟气换热器的熔盐出口连接太阳能集热器的低温熔盐入口，放热后的熔盐重新进入太阳能集热器进行吸热，实现熔盐的反复利用，经济性进一步提高，采用本发明，对于锅炉的改造较小，改造成本低，整个脱硝装置结构简单，易于实现工业化。
进一步的，本发明的太阳能集热器与高温熔盐泵之间的管道上设置有熔盐流量分配阀和熔盐储热罐以及调节阀，可通过熔盐流量分配阀与调节阀之间的配合调节控制输入高温熔盐泵的熔盐，适用于多种环境，适应性强，太阳能集热器产热量过多时通过熔盐储热罐实现储热功能，太阳能集热器产热量低时通过熔盐储热罐进行补充加热的熔盐，满足熔盐-烟气换热器所需加热的熔盐量，保证了整个装置的连续工作效率，环境适应性强，本装置不但利用了可再生资源，同时减少了在该资源缺少时的因素影响，环境影响效果更低。
进一步的，本发明的太阳能集热器和高温熔盐泵之间的管道上设置有流量测量装置、熔盐温度测量装置和压力测量装置，实时监测太阳能集热器与熔盐储热罐输出的熔盐的温度、流量和管道压力，从而控制输入高温熔盐泵的熔盐流量，同时尾部烟道内还设置有烟气温度测量装置，根据烟气温度测量装置也能实时调节输入熔盐-烟气换热器的熔盐进入量，节省资源的同时保证scr的脱硝效果。
进一步的，本发明中熔盐流经的管道外部均采用保温材料对熔盐进行保温，始终保证熔盐的温度，避免熔盐的热量损失，资源浪费更少，同时本发明中的熔盐-烟气换热器与烟气接触的表面喷涂有耐磨涂料，熔盐-烟气换热器与熔盐接触表面涂有耐腐蚀材料，使用寿命更长，工作时限更长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图中：1-定日镜，2-太阳能集热器，3-熔盐流量分配阀，4-熔盐储热罐，5-调节阀，61-流量测量装置，62-熔盐温度测量装置，63-压力测量装置，64-烟气温度测量装置，7-高温熔盐泵，8-熔盐-烟气换热器，9-炉膛，10-分离器，11-返料装置，12-尾部烟道，13-scr反应器，14-除尘器，15-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，包括太阳能集热器2，太阳能集热器2内部填装有熔盐，所述太阳能集热器2用于加热所述熔盐，所述太阳能集热器2上设置有高温熔盐出口，所述高温熔盐出口连接熔盐-烟气换热器8的熔盐入口，所述熔盐-烟气换热器8设置在尾部烟道12内且贯穿尾部烟道12，所述太阳能集热器2将加热后的高温熔盐传输至熔盐-烟气换热8器内，尾部烟道12内的烟气吸收熔盐-烟气换热器8内的高温熔盐的热量，所述尾部烟道12内还设置有scr反应器13且所述熔盐-烟气换热器8设置在scr反应器13的烟气入口端，吸收高温熔盐热量的烟气进入所述scr反应器13内进行脱硝反应；
在本实施例的优选实施例中，熔盐-烟气换热器8的熔盐出口连接太阳能集热器2的低温熔盐入口，放热完成的熔盐，进入太阳能集热器2内进行重复吸热，重新利用。
在本实施例中，太阳能集热器2周围设置有定日镜1，定日镜1反射阳光至太阳集热器2上，太阳能集热器2的高温熔盐出口连接高温熔盐泵7，用于输送高温熔盐。
在本实施例的优选实施例中，太阳能集热器2的高温熔盐出口连接熔盐流量分配阀3的入口，熔盐流量分配阀3的出口分为第一出口和第二出口，第一出口与高温熔盐泵7的入口连接，第二出口与熔盐储热器4的入口连接，熔盐储热罐4的出口连接调节阀5，调节阀5的出口连接在第一出口与高温熔盐泵7入口之间的管道上，具体的，太阳能集热器2输出的高温熔盐一部分进入熔盐储热4器进行保温存储，另一部分通过高温熔盐泵7进入熔盐-烟气换热器8内，当太阳能集热器2产热量降低或没有条件产热时，通过熔盐储热器4进行补充高温熔盐，保证整个装置的工作连续性，降低阳光因素的影响。
进一步的，熔盐流量分配阀3的第一出口与调节阀2的出口混合后的管道上设置有流量测量装置61、熔盐温度测量装置62和压力测量装置63，分别用于测量熔盐的流量、温度和压力，从而监测系统运行情况，优选的，尾部烟道12内设置有烟气温度测量装置64，用于测量未经换热的烟气的温度，在本实施例中，根据烟气的温度协调控制熔盐流量分配阀3和调节阀5，调节进入高温熔盐泵7内的高温熔盐的流量；尾部烟道12的烟气较低时，加大进入高温熔盐泵7内的高温熔盐流量，尾部烟道12的烟气温度过高时，减少进入高温熔盐泵7内的高温熔盐流量。
优选的，太阳能集热器2内填装的熔盐为二元硝酸熔盐(kno3-nano3)或三元硝酸盐(nano2-kno3-nano3及ca(no3)2-kno3-nano3等)。
优选的，熔盐流经的管道外部和熔盐储热罐4外壳均采用硅酸铝作保温材料；
在本实施例中，熔盐-烟气换热器8选用锅炉管材材质制造，包括20g，sa210c，15crmog等材质；熔盐-烟气换热器8的烟气侧喷涂耐磨涂料，防止烟气流动对换热器造成磨损，熔盐侧喷涂耐腐蚀涂料，防止熔盐对换热器造成腐蚀，提高设备使用寿命。
在本实施例中，高温熔盐泵7为gy型高温熔盐泵或其他型号。
在本实施例的某一实施例中，本装置应用于塔式流化床锅炉，包括炉膛9，炉膛9连接分离器10，分离器10的烟气出口连接尾部烟道12入口，分离器10循环灰出口通过返料装置11连接至炉膛9的下部密相区，炉膛9内燃料燃烧产生的烟气进入分离器10分离大颗粒飞灰，分离得到的循环灰经返料装置11返回炉膛9，分离后的烟气进入尾部烟道12，尾部烟道12内依次设置有熔盐-烟气换热器8和scr反应器13，进入尾部烟道12的烟气经熔盐-烟气换热器8换热后，烟气的温度上升，进入scr反应器13内进行脱硝反应，尾部烟道12出口依次连接除尘器14和烟囱15，脱硝后的烟气进入除尘器14内脱除粉尘飞灰，而后通过烟囱15排入大气，完成换热反应的熔盐自熔盐-烟气换热器8的熔盐出口流出进入太阳能集热器2，再次吸热参与循环。
优选的，高温熔盐泵7和熔盐储热罐4可根据实际使用情况设置多个，增加高温熔盐的产量。
使用本装置的具体步骤如下：太阳能资源丰富时(晴天)，即太阳能集热器2产生的热量大于加热烟气达到要求温度所需热量时，打开熔盐流量分配阀3第一出口和第二出口，高温熔盐一部分流向熔盐储热罐4进行储存，同时关闭调节阀5，使熔盐储热罐4实现储存高温熔盐的功能；另一部高温熔盐流向高温熔盐泵7，通过高温熔盐泵7输送至熔盐-烟气换热器8，用于加热烟气。
太阳能资源较少时(阴天)，即太阳能集热器2产生的热量小于加热烟气达到要求温度所需热量时，太阳能集热器2产生热量不足，导致流入高温熔盐泵7的高温熔盐的流量不足时，熔盐流量分配阀3的第二出口关闭、第一出口打开，并打开调节阀5，太阳能集热器2和熔盐储热罐4进行补充高温熔盐泵7所需高温熔盐的流量，此时高温熔盐自熔盐储热罐4出口和熔盐流量分配阀3的第一出口流出，流经高温熔盐泵7，再进入熔盐-烟气换热器8。
太阳能资源稀缺时(夜间)，即太阳能集热器2不产生热量时，太阳能集热器2不向外输送熔盐，关闭熔盐流量分配阀3的入口，此时，打开调节阀5，熔盐储热罐4实现放热功能，高温熔盐自熔盐储热罐4出口流出，流经高温熔盐泵7，再进入熔盐-烟气换热器8。
流入所述高温熔盐泵8的熔盐送入尾部烟道12内设置的熔盐-烟气换热器8，尾部烟道12内的烟气流经熔盐-烟气换热器8，与所述熔盐-烟气换热器8内的熔盐进行换热后流入scr反应器13内进行脱硝反应，熔盐-烟气换热器8内完成换热反应的熔盐经太阳能集热器2的低温熔盐入口流入进行吸热。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本实用新的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
1.一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，包括太阳能集热器(2)，所述太阳能集热器(2)内部填装有熔盐，所述太阳能集热器(2)用于加热所述熔盐，所述太阳能集热器(2)上设置有高温熔盐出口，所述高温熔盐出口连接熔盐-烟气换热器(8)的熔盐入口，所述熔盐-烟气换热器(8)设置在尾部烟道(12)内且贯穿尾部烟道(12)，所述熔盐-烟气换热器(8)用于将加热后的熔盐与尾部烟道(12)内的烟气进行换热，所述尾部烟道(12)内还设置有scr反应器(13)且所述熔盐-烟气换热器(8)设置在scr反应器(13)的烟气入口端，吸收熔盐热量的烟气进入所述scr反应器(13)内进行脱硝反应。
2.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，还包括定日镜(1)，所述定日镜(1)用于反射阳光至太阳能集热器(2)。
3.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述高温熔盐出口与熔盐-烟气换热器(8)连接的管道上设置有熔盐流量分配阀(3)，所述熔盐流量分配阀(3)设置有第一出口和第二出口，所述第一出口连接至熔盐-烟气换热器(8)的熔盐入口，所述熔盐流量分配阀(3)的第二出口连接至熔盐储热罐(4)的入口，所述熔盐储热罐(4)的出口连接调节阀(5)，所述调节阀(5)的出口端连接至第一出口与熔盐-烟气换热器(7)之间的管道上。
4.根据权利要求3所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述调节阀(5)的出口与熔盐流量分配阀(3)的第一出口混合后通过高温熔盐泵(7)连接至熔盐-烟气换热器(8)的熔盐入口；
所述调节阀(5)的出口与熔盐流量分配阀(3)的第一出口混合后连接至高温熔盐泵(7)入口的管道上设置有流量测量装置(61)、熔盐温度测量装置(62)和压力测量装置(63)。
5.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述尾部烟道(12)内设置有烟气温度测量装置(64)，所述烟气温度测量装置(64)用于测量未经过熔盐-烟气换热器(8)的烟气温度。
6.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述熔盐-烟气换热器(8)的熔盐出口连接所述太阳能集热器(2)的低温熔盐入口。
7.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述熔盐包括二元硝酸熔盐或三元硝酸熔盐。
8.根据权利要求3所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述高温熔盐出口与熔盐-烟气换热器(8)之间的管道外部、熔盐储热罐(4)的出口管道外部和熔盐储热罐(4)的入口管道外部、所述熔盐储热罐(4)的外壳以及熔盐-烟气换热器(8)连接太阳能集热器(2)的管道外部均由硅酸铝保温材料包裹。
9.根据权利要求1所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置，其特征在于，所述熔盐-烟气换热器(8)和烟气接触的表面喷涂耐磨材料；所述熔盐-烟气换热器(8)和熔盐接触的表面喷涂有耐腐蚀涂料。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种耦合太阳能和熔盐的锅炉scr脱硝装置的使用方法，其特征在于，进入所述高温熔盐泵(7)的熔盐流量分为三种情况，当熔盐流量分配阀(3)的第一出口和第二出口均打开，调节阀(5)处于关闭状态，高温熔盐泵(7)引出太阳能集热器(2)内加热后的熔盐，加热后的熔盐由第一出口流入高温熔盐泵(7)，同时由第二出口流入熔盐储热罐(4)进行储存；当熔盐流量分配阀(3)的第二出口关闭且第一出口打开，此时调节阀(5)处于打开状态，高温熔盐泵(7)引出太阳能集热器(2)内加热后的熔盐和熔盐储热罐(4)内储存的熔盐，然后流出至高温熔盐泵(7)；当熔盐流量分配阀(3)的入口关闭，调节阀(5)处于打开状态，高温熔盐泵(7)引出熔盐储热罐(4)内储存的熔盐，流入高温熔盐泵(7)；
流入所述高温熔盐泵(7)的熔盐送入尾部烟道(12)内设置的熔盐-烟气换热器(8)，尾部烟道(12)内的烟气流经熔盐-烟气换热器(8)，与所述熔盐-烟气换热器(8)内的熔盐进行换热后流入scr反应器(13)内进行脱硝反应，熔盐-烟气换热器(8)内完成换热反应的熔盐经太阳能集热器(2)的低温熔盐入口流入进行吸热。
技术总结