基于O3-NaClO協(xié)同氧化法的船舶廢氣脫硝實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、船舶運(yùn)輸為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用，但同時(shí)也帶來(lái)了不容忽視的廢氣排放問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)際海事組織制定和實(shí)施了嚴(yán)格的法規(guī)，以限制船舶廢氣中的硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放。為了減少氮氧化物排放，人們不斷探索各種經(jīng)濟(jì)適用的船舶柴油機(jī)廢氣脫硝技術(shù)。除了SCR、EGR等成熟技術(shù)，O3氧化脫硝、濕法洗滌脫硝等技術(shù)也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)技術(shù)。雖然O3具有良好的脫硝氧化性，但在高溫(＞150℃)條件下會(huì)發(fā)生明顯的自分解，且制備O3需要

2、消耗大量的電能。而單一濕法洗滌脫硝技術(shù)需要隨船存儲(chǔ)大量的氧化劑藥品及洗滌后廢液。這在很大程度上制約了O3氧化脫硝、濕法洗滌脫硝技術(shù)在實(shí)船上的應(yīng)用。
　　本文首次提出了一種干濕法同位協(xié)同脫硝方法，即在濕法洗滌反應(yīng)器中注入O3，通過(guò)O3與洗滌液中的NaClO同位協(xié)同氧化NO。目的是首先通過(guò)濕法洗滌過(guò)程降低O3與NO反應(yīng)時(shí)的溫度，大大減少同位注入O3的自分解，提高O3的脫硝利用率。同時(shí)采用NaClO替代部分O3，減少O3的使用量，從而減

3、少其對(duì)電能的過(guò)多需求。該方法兼具了O3氧化脫硝與濕法洗滌脫硝的優(yōu)點(diǎn)，具有十分良好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
　　首先，基于O3干法氧化NO實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了煙氣溫度、停留時(shí)間、O3注入濃度等主要因素對(duì)O3自分解率的影響。結(jié)果表明，O3自分解率主要與煙氣溫度有關(guān)，當(dāng)煙氣溫度上升至200℃以上時(shí)，O3自分解率顯著增大。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)研究了O3注入濃度對(duì)O3干法氧化NO性能的影響。結(jié)果表明，隨著O3注入濃度的增加，出口NO濃度線性下降，O3可以高

4、效地將煙氣中的NO氧化為易溶于水的高價(jià)態(tài)NOx。
　　其次，基于濕法洗滌脫硝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了NaClO濃度、溶液pH值、入口NO濃度、煙氣流量、洗滌液溫度、CO2濃度等主要因素對(duì)NaClO濕法氧化脫硝性能的影響。結(jié)果表明，在NaClO溶液初始pH值由4增加到12的過(guò)程中，NO去除率隨pH值變化明顯，當(dāng)初始pH值為7時(shí)，NO去除率最高;隨著NaClO溶液初始濃度、入口NO濃度的增加，NO去除率上升;隨著煙氣流量、洗滌液溫度的增加，NO

5、去除率下降;CO2濃度對(duì)NO去除率影響較小。
　　最后，基于干濕協(xié)同氧化脫硝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了O3注入與NaClO溶液濕法洗滌的有機(jī)結(jié)合，初步研究了不同液相氧化劑種類、O3濃度和NaClO溶液初始濃度對(duì)干濕協(xié)同氧化脫硝性能的影響。結(jié)果表明，O3/NaClO協(xié)同氧化脫硝相比于O3協(xié)同其它液相氧化劑氧化脫硝具有明顯優(yōu)勢(shì)。隨著O3注入濃度及NaClO溶液初始濃度的增加，O3/NaClO協(xié)同氧化脫硝率升高。根據(jù)船舶運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，提出一種基于O3/