海水脱硫在船舶硫氧化物排放控制上的应用

文章主要阐述了海水湿法烟气脱硫的脱硫过程、机理以及脱硫效率的影响因素;并对船舶应用海水湿法烟气脱硫,提出了部分注意事项和解决方案,方案可供船舶设计应用参考.文章同时展望了船舶烟气海水脱硫技术的未来发展方向.     

船舶废气CaO浆液闭式湿法洗涤的脱硫性能与机理

针对船用开式海水湿法洗涤工艺存在的二次污染问题,以及常规的船用闭式湿法洗涤脱硫工艺存在的药剂价格高、长期运行脱硫成本高的问题,开发一种更经济高效的船舶脱硫工艺。基于中试级模拟船舶废气处理系统,通过试验对比Ca(OH)₂、CaO、Mg(OH)₂、MgO、NaHCO₃和NaOH等6种常见碱性添加剂的湿法洗涤脱硫效果。结果表明：在相同的质量分数下,CaO浆液的脱硫性能好,药剂成本远低于另外5种脱硫剂;当烟气流量为50Nm³/h,烟气温度为200℃,SO₂初始浓度为0.05%时,质量分数为0.5%的CaO浆液的脱硫效率高于98%,维持90%以上脱硫率的时间长达85min,对应脱除1mol的SO₂消耗的分析纯CaO的成本仅为2元。进一步通过试验研究主要工艺参数对CaO浆液脱硫性能的影响,并对洗涤液中的脱硫产物进行表征分析,探究CaO浆液脱硫的反应机理。结果表明,CaO在船舶废气闭式湿法脱硫领域具有很大的应用潜力。     

Ⅰ型镁基混合式船舶烟气脱硫系统试验

针对国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)船舶硫氧化物(SO_x)排放限值要求,结合陆用镁法脱硫技术和实船应用环境,开展Ⅰ型镁基混合式船舶烟气脱硫系统设计和试验研究。采用台架试验方法分析关键设计参数对脱硫系统性能的影响。结果表明,在一定范围内,增大脱硫系统的液气比、气速,或增加喷淋层数量,均可提高脱硫效率,但会造成脱硫系统的压损增大。根据试验结果优化脱硫系统的设计参数之后,在自动运行模式下,开式脱硫系统和闭式脱硫系统的SO_x排放均能达到等效0.1%硫含量燃油的限值,洗涤水排放满足IMO法规的要求,可为脱硫系统的实船应用提供指导。     

海水脱硫技术在船舶柴油机排气中的应用

船舶柴油机中排放的废气硫氧化物(SO2)已成为当前大气的一大污染源.为有效应对国际海事组织日趋严格的船舶燃油含硫量和SO2排放量的限制,在分析SO2易溶于海水特性的基础上,分别对目前工业上的海水脱硫技术及其它多种烟气脱硫技术进行研究和对比,提出海水脱硫技术在船舶柴油机废气排放中应用的可行性.对海水脱硫技术工艺流程与效率进行理论设计和计算分析的结果表明,海水脱硫技术对保护大气环境和船员健康具有重大现实意义.     

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。     

162 kW柴油机排气海水脱硫性能

针对162 kW柴油机排气搭建囊括海水一段式洗涤、海水梯级洗涤、海水/碱液梯级洗涤、碱液一段式洗涤和碱液/碱液梯级洗涤等5种运行模式的填料塔脱硫洗涤系统,开展变硫浓度、海水碱度、液气比和填料高度的海水一段式洗涤试验。结果表明:随液气比加大,填料压降先缓慢增加后迅速上升,为避免液泛,在0.9~1.2 m填料高度内液气比应不高于8 L/Nm^3。在海水碱度0.84~2.36 mmol/L、SO2浓度330~2860 mg/Nm^3、液气比≤8 L/Nm^3条件下,海水一段式洗涤脱硫效率随海水碱度升高、液气比加大、硫浓度降低而呈持续升高趋势,但无法完全满足排放控制区要求;增加填料高度对脱硫效率提升有限,为控制填料阻降,不宜将其作为解决海水一段式洗涤无法完全满足排放控制区要求的有效措施。     

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。     

大型箱船加装废气脱硫系统设计研究

随着IMO对船舶在全球区域限制硫排放法规生效,营运船舶加装废气脱硫系统需求日渐火热。文章以大型集装箱船加装混合式脱硫系统为研究对象,重点研究了加装过程中需要考虑的脱硫系统设计选型、设备及舱柜布置、烟囱设计等关键技术问题。为大型箱船或其他船型安装混合式废气脱硫做出有益的技术探索和积累。     

船用脱硫塔烟道喷雾脱硫模拟及试验分析

以型号MAN 9L32/40的船用柴油机额定工况下排放的烟气为研究对象,根据双膜理论建立SO_2的传质模型,通过用户自定义函数将SO_2的吸收程序导入Fluent软件中,对脱硫塔进口烟道处不同位置是否开启高效雾化喷嘴的脱硫情况进行模拟,并通过实验对模拟结果进行对比验证。结果表明,烟道处开启高效雾化喷嘴可有效提高烟气进入塔后分布的均匀性。在入口SO_2质量分数为0.002 4,3层喷淋层正常运行条件下,分别开启入口烟道左侧面和左+右的组合侧面的高效雾化喷嘴,脱硫效率分别由95%提高至96.78%,98.4%。该脱硫效率的模拟数值与试验数值相比,误差较小。     

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.