【摘 要】
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随着经济全球化的发展,船舶因具有承运量大、运输成本更廉价等诸多优势,在世界经济全球化中发挥着不可替代的作用,船舶数量还在不断增加,船舶柴油机排放的废气中的NOX和SOX对大气与海洋环境污染也日益严重,保护我们休戚与共的地球环境是目前人类面临的重要课题。为此,国际海事组织（IMO）颁布了MARPOL公约,目的在于降低船舶柴油机废气对大气和海洋环境的污染。对于航运业,湿法脱硫脱硝因为具有适用范围广和运
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随着经济全球化的发展,船舶因具有承运量大、运输成本更廉价等诸多优势,在世界经济全球化中发挥着不可替代的作用,船舶数量还在不断增加,船舶柴油机排放的废气中的NOX和SOX对大气与海洋环境污染也日益严重,保护我们休戚与共的地球环境是目前人类面临的重要课题。为此,国际海事组织（IMO）颁布了MARPOL公约,目的在于降低船舶柴油机废气对大气和海洋环境的污染。对于航运业,湿法脱硫脱硝因为具有适用范围广和运行成本低的优点受到广泛关注与研究。本文通过对当前的SOX和NOX处理技术展开剖析,提出了Mg（OH）2海水溶液脱硫、NaClO2/Mg（OH）2海水溶液脱硝的两级构想,在常规喷淋反应器的基础上进行改进,在中间加设两块挡板,烟气从底部进入,在喷淋反应器下部进行脱硫,上部进行脱硝,同时选取海水作为载体,船舶航行中取用海水方便,极大地节约了船舶上本就狭小的空间。首先本文分别进行不同溶液脱硝性能对比,对以下三种溶液展开实验研究:NaClO2淡水、海水以及NaClO2/Mg（OH）2海水溶液,通过实验对比发现:NaClO2淡水溶液对于NO脱除率最高能达到100%,NaClO2海水溶液和NaClO2/Mg（OH）2海水溶液对模拟烟气中NO的脱除率略低,且均能达到90%以上;而NaClO2/Mg（OH）2海水溶液的循环喷淋时间远远长于另外两种溶液。另外海水对溶液的p H值具有较好的稳定性,加入Mg（OH）2可以使溶液一直保持在碱性条件下,因为在碱性条件下能够有效抑制Cl O2气体的生成,延长了循环喷淋时间,增加了保持NO高脱除率的时间。因此选择NaClO2/Mg（OH）2海水溶液进行接下来的脱硝实验。其次,本文研究了NaClO2/Mg（OH）2海水溶液中NaClO2初始浓度、模拟烟气中NO初始浓度、喷淋液温度等因素对脱硫脱硝性能的影响。研究结果表明:脱硫脱硝同时进行时SO2脱除率大于采用Mg（OH）2海水溶液单独脱硫时的SO2脱除率;由于SO2的溶解速率以及与Mg（OH）2的反应速率随温升而下降,因此单独脱硫时SO2脱除率随温升而下降;由于SO2与NO争夺NaClO2,因此脱硫脱硝同时进行时NO脱除率略小于单独脱硝时的NO脱除率;增大NaClO2初始浓度、喷淋液温度,减少NO初始浓度,都能提高NO脱除率,但增大喷淋液温度以及提高NO初始浓度会使得NaClO2/Mg（OH）2海水溶液循环喷淋时间减少。另外SO2虽然会与NO争夺NaClO2,但SO2的中间产物能够促进NO2的吸收。最后,本文采用COMSOL软件对NaClO2淡水溶液、NaClO2海水溶液以及NaClO2/Mg（OH）2海水溶液的脱硝效果进行仿真研究;仿真研究脱硝喷淋液中NaClO2初始浓度、烟气中NO初始浓度、喷淋液温度等因素对脱硫脱硝性能的影响;同时将实验结果与仿真结果进行对比分析。研究结果表明:对于NaClO2淡水溶液,实验与仿真得到的NO脱除率均为100%,对于NaClO2海水溶液以及NaClO2/Mg（OH）2海水溶液,仿真比实验得到的NO脱除率略高;NO脱除率随着NaClO2初始浓度的增加而增加、随NO初始浓度的增加而降低;单独脱硝时,NO脱除率随喷淋液温度的升高而升高,脱硫脱硝同时进行时,NO脱除率随喷淋液温度的升高先降后升;脱硫脱硝同时进行时,SO2脱除率均能达到100%,增大NaClO2初始浓度、减少NO初始浓度,都能提高反应速率。另外,实验结果与仿真结果的误差均在5%以内。因此,该套方案理论上适用于船舶柴油机废气脱硝。
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