隨著首批太陽能光熱示范項目的落地，我國光熱行業(yè)將進入快速發(fā)展新階段。國家能源局公布的首批20個光熱示范工程項目中，有12個將采用高溫硝酸鹽傳熱儲能技術(shù)。

　　在上世紀80年代硝酸鹽已在光熱發(fā)電中有過應(yīng)用的先例，90年代至今美國、西班牙等國則已有多個硝酸鹽示范的光熱電站投入運行。但我國熔鹽傳熱儲能技術(shù)在光熱發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚，硝酸鹽高溫傳熱的應(yīng)用經(jīng)驗大多來自于傳統(tǒng)化工行業(yè)，迄今為止，也只有少數(shù)單位與企業(yè)采用硝酸鹽傳熱儲能技術(shù)建設(shè)的光熱電站成功實現(xiàn)了并網(wǎng)發(fā)電，且大多都是示范性項目，但這些項目對我國太陽能熔鹽傳熱儲能技術(shù)的經(jīng)驗積累具有重要意義。

　　盡管國際上已有商業(yè)化光熱發(fā)電行業(yè)專用的硝酸鹽出售，但其制備、融化和裝載技術(shù)皆有專利保護。相應(yīng)的硝酸鹽質(zhì)量標準，硝酸鹽長期運行的高溫穩(wěn)定性，以及其對傳熱儲能回路材料的腐蝕性等未見報道。同時國際光熱發(fā)電行業(yè)所用的硝酸鹽銷售價格，也比國內(nèi)化工企業(yè)簡單混配產(chǎn)品高出20%以上。為規(guī)范太陽能用硝酸鹽的質(zhì)量，國內(nèi)太陽能光熱發(fā)電行業(yè)也正在積極籌劃出臺相關(guān)標準，但走向成熟和實用仍有一段路要走。以光熱電站中較為成熟的商用SolarSalt硝酸熔鹽為例，其穩(wěn)定性和腐蝕性等問題仍有待探索和工程考驗。尤其在塔式集熱系統(tǒng)中，這類熔鹽的腐蝕性對集熱器、換熱器等核心部件提出了嚴格的要求。雖然可以通過新穎的傳熱儲能系統(tǒng)設(shè)計，降低對集熱器、換熱器等核心部件的設(shè)計要求，但這也必然要以犧牲發(fā)電成本或效率為代價，最終問題的解決還必須回到熔鹽的穩(wěn)定性和腐蝕性等化學(xué)與材料問題上來。

　　作為一家致力于提供熔鹽傳熱儲能相關(guān)化學(xué)與化工技術(shù)的專業(yè)服務(wù)商，上海煜志新能源事業(yè)部（簡稱上海煜志）的專家團隊從事熔鹽化學(xué)與化工技術(shù)有近10余年的歷史，對氟化鹽、氯化鹽、碳酸鹽和硝酸鹽等各類熔鹽在高溫傳熱儲能系統(tǒng)中存在的化學(xué)與材料等問題有深刻的認識和獨到的見解，結(jié)合傳熱儲能的熱工回路設(shè)計和運行，掌握了一系列解決上述問題的思路和工程實施方案。以光熱電站中廣受關(guān)注的材料腐蝕問題為例，行業(yè)內(nèi)很多人認為，只要降低熔鹽中的氯離子含量就能解決熔鹽的腐蝕問題。而通過采用模擬不銹鋼熔鹽高溫回路動態(tài)腐蝕試驗之后，上海煜志的專家通過金屬材料腐蝕測定，熔鹽成分定性定量分析，搞清楚了氯離子與其他雜質(zhì)對合金材料腐蝕的協(xié)同效應(yīng)。氯離子本身并不具有腐蝕性，而是當熔鹽中存在其他雜質(zhì)時，由于協(xié)同效應(yīng)，氯離子才會表現(xiàn)出較強的腐蝕性。因此，只是簡單的除氯不但帶來熔鹽成本的急劇上升，而且也不能從根本上解決熔鹽的腐蝕問題。

　　另一個問題是熔鹽的穩(wěn)定性，從熱力學(xué)的角度理解，理想狀態(tài)下硝酸鈉和硝酸鉀在600℃下是穩(wěn)定的，之所以發(fā)生分解的原因是雜質(zhì)起到了一定的催化效應(yīng)。對于現(xiàn)階段的光熱發(fā)電行業(yè)商用硝酸鹽來說，高溫下的分解和揮發(fā)也是其應(yīng)用過程中的一個難題。研究表明熔鹽中的雜質(zhì)含量會顯著影響熔鹽的分解，可見穩(wěn)定性問題的最終解決也將回到熔鹽本身。

　　如果僅僅是從硝酸鹽的純度入手，通過降低雜質(zhì)含量，的確可以解決其在太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的腐蝕性與穩(wěn)定性問題。雖然技術(shù)上是可行的，但勢必導(dǎo)致硝酸鹽價格極大上升，增加電站成本。因此，如何在充分考慮成本的前提下，在一定純度硝酸鹽的基礎(chǔ)上，充分理解高溫硝酸鹽的腐蝕機制與分解揮發(fā)過程，結(jié)合其它如添加穩(wěn)定劑等控制手段，進而實現(xiàn)硝酸鹽腐蝕性與穩(wěn)定性的有效控制，才是市場可接受的解決方案。

　　 另據(jù)上海煜志方面介紹，傳統(tǒng)熔鹽傳熱行業(yè)的經(jīng)驗表明，簡單的熔鹽熔融裝載方式，會在系統(tǒng)啟動初期對關(guān)鍵設(shè)備如泵、閥門和檢測探頭造成很大的損傷。以往熔鹽使用廠商都將這種損壞歸咎于設(shè)備廠家，實際上主要原因來自于熔鹽熔融方式不當。

　　針對上述問題上海煜志研發(fā)了一種新型熔鹽熔融、改性和裝載工藝，能有效提高熔鹽的質(zhì)量。新穎的熔鹽化學(xué)與化工技術(shù)不但能提高熔鹽穩(wěn)定性，也能顯著降低其腐蝕性，同時熔鹽熔化轉(zhuǎn)運速率也能達到令人驚奇的效果。

　　按照上海煜志公司的方案，熔鹽需經(jīng)過干燥、熔融、改性，再經(jīng)過嚴格的質(zhì)量監(jiān)控，最后才進入光熱發(fā)電系統(tǒng)中的熔鹽儲罐。經(jīng)過一整套的工藝處理，熔鹽的質(zhì)量得到大幅提升。尤其是微量穩(wěn)定劑和緩蝕劑的加入，使得熔鹽在570℃下長期運行的質(zhì)量損失降低了60%以上，腐蝕速率顯著降低。同時熔鹽熔化中引入了高溫氣液流熔化技術(shù)，化鹽速率可達70噸每小時，極大地縮短了光熱系統(tǒng)的化鹽時間。通過一系列的處理流程，在保證熔鹽價格優(yōu)勢的前提下，保證熔鹽符合太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用需求，為光熱電站的按時投運提供保障。　 

　　這套技術(shù)工藝融合了上海煜志多年來的高溫裝備制造技術(shù)和專家團隊的熔鹽化學(xué)化工技術(shù)，提供的不僅僅是化鹽加料服務(wù)，通過化鹽過程中的特殊工藝同時提高熔鹽的穩(wěn)定性，并降低其腐蝕性，進而提高鹽的品質(zhì)才是初衷。據(jù)上海煜志方面介紹，目前該技術(shù)已經(jīng)研發(fā)成熟，未來有望在光熱發(fā)電行業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。