基于电解海水的模拟船舶尾气湿法脱硝性能实验研究

采用电解海水法制备具有强氧化性的有效氯溶液,基于鼓泡反应器开展模拟船舶尾气湿法脱硝试验,分别研究了电解海水溶液初始pH值、有效氯浓度、用量及NO浓度和SO_2浓度等参数对脱硝性能的影响,并探讨相关反应机理。试验结果表明,电解溶液初始pH值的大小影响其氧化性的强弱;当电解溶液初始pH值为4～6时,电解溶液的ORP在1 000 mV以上,其氧化性较强,NO_X脱除率可达48%;当电解溶液初始pH值超过6时,其氧化性变弱,NO_X脱除率随着pH值的增大而急剧下降。随着电解溶液有效氯浓度和用量的增大,NO_X脱除率呈线性增大。NO浓度的增加有利于增大气液传质推动力,进而提高NO_X脱除率。SO_2浓度的变化对NO_X脱除率的影响较小。研究结果表明,电解海水溶液具有良好的脱硝效果,在船舶柴油机尾气脱硝方面有一定的应用潜力。     

基于电解海水的模拟船舶废气脱硝试验

基于试验级别喷淋反应器,研究电解海水用于船舶废气脱硝的原理可行性。考察电解制备有效氯浓度、初始pH值、NO入口浓度及洗涤运行模式对脱硝性能的影响。试验结果表明:对于非循环喷淋,随着有效氯浓度升高,NO_x脱除率均迅速上升,但当有效氯浓度超过一定值后,脱除率增速变缓。电解溶液pH值对NO脱除率有明显影响,相同有效氯浓度条件下,电解海水初始pH值=7比默认pH值≈8的脱硝效果更好。当NO初始体积浓度从0.025%变化到0.125%时,NO脱除率从19%增长到80%,而NO_x脱除率从14%增长到63%。适当提高有效氯浓度与NO入口浓度,并维持溶液pH值≈7,将是提升电解海水法脱硝效果的有效途径,且脱硝效果将有望满足MARPOL公约附则VI Tier III标准。此外,循环喷淋结果表明,初始20 min内,NO_x脱除率及溶液pH值分别保持49%和6.5以上,占整个循环时间的74%,说明电解海水在闭式循环模式下脱硝持续性较好。     

紫外强化有效氯对船舶尾气同时脱硫脱硝试验

为提高有效氯溶液对船舶尾气同时脱硫、脱硝的性能,将紫外光(UV)辐照与有效氯溶液相结合,开展脱硫、脱硝试验。基于UV-鼓泡光催化反应器搭建模拟实验平台,进行UV辐照和无UV辐照环境下氧化溶液脱硫脱硝的对比试验和UV灯的功率、有效氯的浓度等因素对脱除率影响的试验。结果表明:在40℃的气液反应温度下,UV辐照能大幅度提高浓度为250 mg/L[CL2]的有效氯溶液对模拟烟气中NO、NOX和SO2的脱除能力;UV灯的功率从5W增加到16W,NO和NOX的脱除率近乎线性上升;将有效氯的浓度从250 mg/L[CL2]升高至1 500 mg/L[CL2],NO和NOX的脱除率缓慢上升;有效氯溶液对SO2的脱除率始终为100%。此外,对可能的反应机理进行了分析。     

基于电解海水法的船舶废气脱硫脱硝装置设计

设计一种利用海水淡化的生成物浓缩海水作为电解海水的原料,通过隔膜电解海水生成强氧化性溶液和强碱性溶液,利用强氧化性溶液与船舶废气中的SOX进行反应,强碱性溶液与船舶废气的NOX进行反应,从而达到废气的脱硫脱硝。为此,设计一套完整的基于电解海水的脱硫脱硝方案,将强氧化性溶液与强碱性溶液通过喷淋雾化的形式喷射出来,与船舶废气发生反应,从而达到废气脱硫脱硝的目的。     

低温等离子体技术去除船舶尾气脱硫洗涤水处理中萘的动力学研究

以萘为多环芳烃代表物,采用低温等离子体技术对船舶尾气脱硫后的洗涤水进行处理,研究该过程中萘降解的反应动力学参数,考察臭氧剂量、萘初始浓度、温度和pH值对萘降解动力学的影响。结果表明,低温等离子体技术产生的臭氧降解萘符合假一级反应动力学,反应速率常数随着臭氧剂量、萘初始浓度和pH值的增加而增加,随着温度升高呈现先增加后降低的趋势。     

6135型柴油机SCR催化器结构优化分析

以船用国产6135型柴油机为研究对象。使用AVLBOOST软件建立柴油机模型,添加选择性催化还原仿真装置,研究催化器的长度、体积、孔密度等结构参数对柴油机尾气脱硝率、尾气压降的影响。通过研究发现随着SCR催化器长度的增加,尾气脱硝率和尾气压降同时升高;随着催化器体积的增大,尾气脱硝率逐渐提高而排气压降减少;随着催化器孔密度的增加,尾气脱硝率和尾气压降均上升。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

液相超声臭氧联合脱硝技术研究

超声波具有的机械效应和空化效应,可以加速化学反应速率、降低反应的活化能,从而提升反应完成率.文中在液相条件下加入功率超声,对通入模拟烟气和臭氧的去离子水进行超声环境下的脱硝实验研究.研究表明:臭氧的添加量是影响脱硝效率的关键因素之一,115℃烟气温度在本试验条件下是液相超声脱硝效率的一个分水岭.液相时,烟气的脱硝效率随NO初始浓度升高以及液体温度的升高而降低,但随着烟气中总氧含量的升高而增大.超声能大幅度提高脱硝效率,且脱硝效率随超声功率的增大而增大.     

SCR 催化剂内流动与反应过程的研究

针对V2 O5／TiO2催化剂建立了三维单孔道模型,基于Eley－Rideal动力学机制,模拟了单孔道内的流动及NOx 在催化剂表面的反应情况．经模拟结果与实验结果对比,证明了模型的合理性．研究表明：随着Re的增大脱硝效率逐渐降低;模拟温度在523～723 K时,反应物NO的转化率随温度先升高后降低;根据NO的转化率及NH3的逃逸率综合考虑NH3／NO摩尔比应该控制在0.9～1.2之间;在温度为598 K, Re 为600, NH3／NO 摩尔比为1时, NO 的转化率最高可达到97．18％;反应物的浓度沿孔道方向先快速下降后平缓下降,在单孔道长度为1000 mm的模型中,在离入口处600 mm时NO脱除率可达到总脱除率的91.2％．模拟结果可为SCR催化剂的运行优化提供重要依据．     

蛭石吸附Cu2+、Pb2+的影响因素研究

研究了蛭石对重金属离子的吸附,采用AAS法测定重金属离子的浓度,并初步探讨了样品用量、交换时间、溶液pH值、溶液的浓度对蛭石吸附Cu2+、Pb2+混合液的影响。结果表明:在质量为0.3g、搅拌30min、pH=4.5、c=6.23mg/l时,对Cu2+吸附率为99.93%,对Pb2+的吸附率为96.83%,接近其最大的吸附率。对于Cu2+、Pb2+离子去除过程中,其各自的影响因素不同,前者为酸度,后者为原溶液的浓度。     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶SCR脱硝系统状态估计

如今，选择性催化还原法(SCR)是船舶尾气脱硝的主流方法。为了实现SCR脱硝系统的闭环控制，准确获取系统各个状态变量的值十分重要。但是其中的氨覆盖率θNH3无法直接用传感器测量，即存在不可测的问题。并且，由于受到实际运行时的噪声影响，NH3和NOx浓度传感器的测量值并不精确。考虑到扩展卡尔曼滤波(EKF)算法能减弱噪声、实现状态变量的最优估计，设计了基于3状态SCR脱硝系统模型的EKF状态观测器。为了考察该观测器的性能，在船舶柴油机排气参数剧烈变化的工况下进行仿真试验。结果表明，该EKF观测器的估计值与参考值的吻合度十分良好。     

电芬顿处理船舶含油废水的动力学影响因素研究

采用双极电芬顿法处理船舶含油废水,建立反应的动力学速率方程,并对电流密度、pH值、初始含油量几个动力学因素的影响效果进行了分析。结果表明:该反应符合二级反应动力学,反应方程可表示为:[出水含油量]={-kt+[初始含油量]0-1}-1。实验拟合出电流密度、pH值、初始含油量3个不同影响因子与降解速率常数k值的关系式,并根据相关非线性拟合分析,得出上述3个影响因素中,pH值对电芬顿降解含油废水的影响最大,其次是初始油浓度,电流密度次之。     

CMC-纳米铁的制备及其降解水中高氯酸盐的研究

针对高氯酸盐的污染问题,采用化学还原法和同步修饰法成功制备了高稳定的强还原剂CMC-纳米铁(CMC-Fe)微粒.透射电镜、X射线衍射及红外光谱研究表明,CMC-Fe平均粒径小于20 nm,具有良好的分散性和稳定性;ClO4-还原降解研究表明,反应遵循表观一级动力学规律,表观速率常数与还原剂用量和温度呈正相关,而与pH值呈负相关;当ClO4-初始浓度为20 mg/L,降解初始pH值为4.0,CMC-Fe用量为0.5 g/L,反应温度为35℃时,辅以超声波作用,ClO4-降解率可达95.2%;与普通纳米铁相比,CMC-Fe对高氯酸盐的降解率和反应速率分别提高了2.9和6.5倍.     

低温等离子体技术去除船舶尾气脱硫洗涤水中多环芳烃的研究

船舶运输因其载重量大、安全等优点作为全球交通运输的重要组成部分,但船舶排放尾气对大气环境造成了严重危害。国际海事组织对船舶排放的硫氧化物和氮氧化物制定了严格的规定。目前船用脱硫技术主要以湿法为主,产生的脱硫废液含有多种有害物质,其中多环芳烃因其毒性大,持久性强成为关注热点。本研究以萘为多环芳烃代表物,采用低温等离体技术对钠碱法脱硫后洗涤水进行处理,研究该过程萘降解的反应动力学参数,考察臭氧剂量、萘初始浓度、温度和pH对萘降解动力学的影响。结果表明,低温等离子体技术产生的臭氧降解萘符合假一级反应动力学,反应速率常数随着臭氧剂量、萘初始浓度和pH的增加而增加,随着温度呈现先增加后降低的趋势。     

聚羧酸减水剂防腐技术研究

以两种异噻唑类防腐剂为研究对象,探讨了防腐剂对聚羧酸减水剂中细菌和霉菌的抑制作用及其对聚羧酸减水剂外观、pH值和性能的影响。结果表明:防腐剂能够抑制细菌和霉菌的生长和繁殖,对霉菌的抑制效果更为显著,因而能够有效防止聚羧酸减水剂表面发霉和溶液pH值下降;添加防腐剂后,聚羧酸减水剂的分散性有所下降,但减水剂放置时间较短时,其保坍性有所提高;当减水剂放置时间较长时,防腐剂用量对分散性下降的影响逐渐减小;综合考虑,防腐剂适宜的用量为0.05%。     

分散剂用量对α-Al(OH)_3合成的影响

以Al(NO3)_3及NH_3·H_2O为原料,采用化学沉淀法在不同PEG分散剂用量的情况下制备α-Al(OH)_3纳米颗粒,并通过FSEM与BET的表征方法对样品进行了表征。结果表明,随着PEG分散剂用量的增大,合成得到的α-Al(OH)_3纳米粉体的粒径先减小后增大,原料硝酸铝溶液的浓度为0.1 mol/L,当PEG分散剂用量为0.5 g时,制备得到的α-Al(OH)_3颗粒粉体的平均粒径达最小约为100 nm,此时的团聚现象也较少。     

船用镁基湿法脱硫中试试验研究

针对国际海事组织(IMO)日益严格的SO2排放限值,开展适用于船舶废气的镁基湿法脱硫试验研究.基于中试试验平台,以氢氧化镁浆液作为吸收剂,研究影响脱硫效率的关键工艺参数,包括液气比、浆液pH值、烟气流速、入口 SO2浓度、浆液温度等.结果表明,在所研究的工况范围内,加装传质构件的喷淋塔脱硫效率显著优于未加装前,可达98.24％,提高2个百分点;脱硫效率随液气比、浆液pH值和烟气流速的增大而升高,高至98.24％,随入口 SO2浓度和浆液温度的增大而降低,低至95.35％.研究结果可为镁基湿法脱硫技术在船舶上的应用提供支撑.     

臭氧对船舶废气中氮氧化物的氧化试验研究

用管式反应器试验研究了反应温度、[O3]/[NO]对臭氧氧化NO的影响.结果表明,O3/N2/O2体系在常温、200℃、275℃下均不发生反应,N2不能被O3氧化;在O3/NO/N2/O2体系中,NO主要氧化为NO2,只有1～6(10-6)其他氮氧化物生成.如N2O and N2O3.当[O3]/[NI]=1、反应温度分别为常温和200℃时,NO氧化率都达到100%,而在275℃时,NO氧化率只有72%.表明反应温度影响显著,其原因主要与较高温度下O3分解加快有关.O3在不同温度下的分解试验发现,O3在常温下分解很慢;200℃时分解加快,在反应器中停留9 S时,O3的分解率为59%,而275℃时分解更快,在反应器中停留9 s时,O3的分解率为80%.试验结果还表明,NO氧化率与[O3]/[NO]成线性关系.     

纳米片状BiOCl光催化剂的制备及其催化性能研究

以五水硝酸铋和氯化钾为主要原料,水为溶剂,采用水热法合成了BiOCl粉末状光催化剂.应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等对所制备的光催化剂进行了表征.以高压汞灯为紫外光源,甲基橙为目标降解物,对该催化剂的催化性能进行评价,系统考察了催化剂添加量、甲基橙初始浓度、光强、pH值、电解质等因素对BiOCl光催化降解甲基橙效率的影响.SEM结果表明:所制备的粉末为纳米片状结构;降解实验结果表明:初始pH值、染料浓度、光源功率以及不同电解质等因素对BiOCl的光催化性能均具有一定影响,在较大功率光源照射条件下,在pH为2,添加NaCl或者Na2 SO4电解质溶液时,BiOCl催化降解甲基橙的效果最好.     

掺烧生物柴油耦合EGR对柴油机性能的影响及优化

为探究掺烧生物柴油耦合废气再循环（EGR）技术对柴油机燃烧和排放性能的影响，基于TBD234V6型柴油机，运用AVL-fire软件建立仿真模型，对柴油机在75%中高负荷下运行时，0%、5%、10%和15%等4组不同EGR率与10%、20%、30%和40%等4组生物柴油掺混比进行仿真分析。仿真结果表明：在相同EGR率下，随着生物柴油掺混比增大，爆压、CO排放量和Soot排放量均呈下降趋势，NO排放量明显上升，当掺混比为40%时，柴油机各项性能值相比原机变化最为明显，爆压下降约16.3%,CO排放量下降约34.2%,Soot排放量下降约92.8%,NO排放量升高约35.7%；在相同掺混比下，随着EGR率的增大，爆压下降且滞后，NO排放量下降，当EGR率为15%时，相比掺混比为40%、EGR率为0的情况，爆压下降1.3%,NO排放量下降49.9%。通过增大喷油提前角对掺烧生物柴油耦合EGR技术进行优化，选取喷油提前角为29°CA、27°CA、25°CA、23°CA和21°CA进行研究。优化结果表明：增大喷油提前角有助于提升掺烧生物柴油耦合EGR技术的动力性，降低Soot和CO排放，当掺混比为...