本文關(guān)鍵詞：基于噴射鼓泡塔的船用海水法脫硫特性研究　出處：《東南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：海水脫硫技術(shù)因運(yùn)行成本低、脫硫劑資源豐富及無固體廢棄物等優(yōu)點(diǎn)在船舶硫氧化物的處理上具有良好的應(yīng)用前景。但由于船舶可用空間和海水堿度的有限性限制了脫硫系統(tǒng)的規(guī)模和性能,導(dǎo)致海水在船舶上采用傳統(tǒng)的噴淋塔和填料塔脫硫時(shí)存在脫硫效率較低的問題。鑒于噴射鼓泡塔占用面積較小,脫硫效率較高等特點(diǎn),本文提出以噴射鼓泡塔作為脫硫反應(yīng)器,研究海水在該反應(yīng)器中的脫硫特性。首先,基于海水脫硫的基本原理及噴射鼓泡塔氣液傳質(zhì)的特點(diǎn),建立海水脫硫過程的傳質(zhì)模型。其次,通過改變廢氣流量、海水溫度、浸液深度、海水堿度、SO2進(jìn)口濃度及O2進(jìn)口濃度等參數(shù),在噴射鼓泡塔實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上研究海水的脫硫特性,并基于傳質(zhì)模型從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度分析上述參數(shù)對(duì)海水脫硫特性的影響規(guī)律及其機(jī)理。最后,分別選取MgO、CaO、NaOH、NaCO3、 NaOH+CaO和NaOH+MgO作為海水添加劑,研究各添加劑在不同添加量下對(duì)海水的SO2吸收容量和pH值的影響規(guī)律,對(duì)比探討不同添加劑在相同添加量下對(duì)海水脫硫特性的強(qiáng)化作用,從經(jīng)濟(jì)性和強(qiáng)化性能的角度分析獲取最佳的海水添加劑方案。海水脫硫特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在噴射鼓泡塔中,海水對(duì)SO2的吸收容量為3.682mmol/L,約是去離子水的3.92倍。不同于去離子水,由于海水中HCO3-的存在使其在脫硫過程中pH值變化存在緩沖下降階段,因此海水在噴射鼓泡塔中對(duì)SO2表現(xiàn)出較高的吸收容量,這是海水作為脫硫劑可用于噴射鼓泡塔脫硫的前提條件。各參數(shù)影響海水脫硫特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,脫硫效率隨廢氣流量、海水溫度和SO2進(jìn)口濃度的升高而降低,隨浸液深度、海水堿度和O2進(jìn)口濃度的升高而升高,并與脫硫時(shí)間呈線性下降關(guān)系。液相總傳質(zhì)系數(shù)隨廢氣流量和海水溫度的增加而增加,其中廢氣流量變化對(duì)液相總傳質(zhì)系數(shù)的影響幅度較小。有氧氣氛下海水終液SO42-的濃度比無氧氣氛下增加1.06～1.75 mmol/L,相應(yīng)的SO32-濃度則呈下降趨勢,說明廢氣中O2的存在促進(jìn)了SO32-的氧化。增加O2進(jìn)口濃度能顯著提高海水對(duì)SO2的吸收容量,O2進(jìn)口濃度從0%增至12%時(shí),海水的吸收容量從3.682 mmol/L增至7.463 mmol/L。添加劑強(qiáng)化海水脫硫特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,海水分別加入MgO、CaO、NaOH、Na2CO3、 NaOH+CaO和NaOH+MgO后,海水對(duì)SO2的吸收能力得到強(qiáng)化,其中海水對(duì)SO2的吸收容量隨著上述添加劑添加量的增加而增加,pH值的下降速率與添加劑的添加量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)MgO和CaO在單位體積海水中的添加量增至6 mmol后,海水吸收容量的增量呈下降趨勢,說明繼續(xù)增加二者的添加量對(duì)海水脫硫特性的強(qiáng)化程度有限。海水分別加入NaOH和Na2CO3后吸收容量的增量呈上升趨勢；將NaOH分別結(jié)合CaO,MgO作為添加劑可減緩海水吸收容量增量的下降程度。從經(jīng)濟(jì)性和強(qiáng)化性能上考慮,MgO為最佳的海水添加劑。當(dāng)MgO在單位體積海水中的添加量為8 mmol時(shí),海水對(duì)SO2的吸收容量是純海水吸收容量的2.169倍。MgO在單位體積海水中的添加量在0-8 mmol的范圍內(nèi)時(shí),由擬合方程得到的吸收容量計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合度較高。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X736.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1324113