【摘要】：船舶柴油機排放廢氣中含有硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、顆粒物(PM)等多種污染物,對大氣環(huán)境造成了嚴重污染。IMO海上環(huán)境保護委員會第70屆會議(MEPC70)將歐洲北海和波羅地海設為氮氧化物排放控制區(qū)。為了滿足排放控制區(qū)的要求,人們提出了多種船舶柴油機廢氣脫硝方法,如SCR、EGR、濕法洗滌脫硝等方法。但SCR存在工作溫度高、催化劑易中毒失效等問題。EGR系統(tǒng)會降低柴油機的熱效率,增加CO、PM等排放。濕法洗滌脫硝法可以同時脫除廢氣中的NOx、SOx以及顆粒物等,但是它要求隨船攜帶氧化劑,且會影響船舶運營的安全性。通過海水電解可制備有效氯溶液,其具有強氧化性,可將NO氧化為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物,隨后通過濕法吸收達到脫硝的目的。因此,本文提出一種基于電解海水的船舶柴油機廢氣脫硝方法,通過實驗探究了該方法的可行性。通過電解實驗,研究不同電解條件對電解海水有效氯濃度和pH值的影響。結(jié)果表明,隨著電解時間、電流密度以及海水鹽度的增加,電解海水有效氯濃度近乎線性增加。電解海水pH值隨著電解時間的增加先降低后增加,電流密度越低,該現(xiàn)象越明顯;隨電極間距以及海水鹽度降低,電解海水pH值增加。通過非循環(huán)噴淋電解海水脫硝實驗,研究電解海水中有效氯濃度、pH值、NO和SO2初始濃度對脫硝效果的影響。結(jié)果表明,隨著有效氯的濃度的增加,NOx脫除率增加,并在有效氯濃度為1000 mg/L時趨于穩(wěn)定。隨著電解海水pH值的增加,NOx脫除率都降低;隨著NO初始濃度的增加,NOx脫除率增加,并在大于1000ppm時趨于穩(wěn)定;隨著S02初始濃度的增加,NOx脫除率略有降低,但SO2脫除率始終為100%。通過循環(huán)噴淋電解海水脫硝實驗,研究有效氯濃度對NOx脫除率以及循環(huán)噴淋過程持續(xù)時間的影響。結(jié)果表明,隨著有效氯濃度的增加,NOx脫除率以及循環(huán)噴淋過程持續(xù)時間均增加。另外,對5S35ME-B9型柴油機進行了電解海水循環(huán)脫硝的電解電耗分析,計算結(jié)果顯示:若使該柴油機NOx排放達到Tier III排放標準,所需電解電耗為352.1 kW/h,占該柴油機額定功率的8.09%。
[Abstract]:The exhaust gas of marine diesel engine contains many kinds of pollutants, such as sulfur oxide (SOx), nitrogen oxide (NOx), particle, (PM) and so on. IMO Marine Environment Protection Committee (MEPC70) established the European North Sea and the Baltic Sea as nitrogen oxide emission control areas at the 70th meeting of the IMO Marine Environment Protection Committee (MEPC70). In order to meet the requirements of emission control area, a variety of marine diesel engine exhaust gas denitrification methods, such as SCR,EGR, wet washing denitrification, have been proposed. However, SCR system can reduce the thermal efficiency of diesel engine and increase the emission of CO,PM and so on. Wet washing and denitrification can remove both NOx,SOx and particulate matter from the exhaust gas, but it requires carrying oxidant with the ship and will affect the safety of the ship operation. The available chlorine solution can be prepared by seawater electrolysis, which has strong oxidizing property and can oxidize NO to high valence nitrogen oxide which is easily soluble in water, and then the denitrification can be achieved by wet absorption. Therefore, a marine diesel engine exhaust gas denitrification method based on electrolytic seawater is proposed in this paper, and the feasibility of this method is explored through experiments. The effects of different electrolytic conditions on the concentration of available chlorine and pH value of electrolytic seawater were studied by electrolytic experiments. The results show that the concentration of available chlorine in electrolytic seawater increases linearly with the increase of electrolysis time, current density and salinity of seawater. The pH value of electrolytic seawater decreases first and then increases with the increase of electrolysis time, the lower the current density, the more obvious this phenomenon is, and the pH value of electrolytic seawater increases with the decrease of electrode spacing and salinity. The effect of available chlorine concentration (pH) and initial concentration of SO2 on denitrification in electrolytic seawater was studied by the experiment of non-circulating spray electrolytic seawater denitrification. The results show that the removal rate of no _ x increases with the increase of available chlorine concentration and tends to be stable when the available chlorine concentration is 1000 mg/L. With the increase of pH value of electrolytic seawater, the removal rate of no _ x decreases, the removal rate of no _ x increases with the increase of initial concentration of NO, and it tends to be stable when the initial concentration of NO is greater than 1000ppm, and the removal rate of no _ x decreases slightly with the increase of initial concentration of S02, but the removal rate of SO2 is always 100%. The effect of available chlorine concentration on the removal rate of NOx and the duration of circulating spray process was studied by the experiment of seawater denitrification by cyclic spray electrolysis. The results show that the removal rate of no _ x and the duration of the cycle spray process increase with the increase of available chlorine concentration. In addition, the electrolytic power consumption of 5S35ME-B9 diesel engine is analyzed by electrolytic seawater cycle denitrification. The calculated results show that if the NOx emission of the diesel engine meets the Tier III emission standard, the required electrolytic power consumption of the diesel engine is 352.1 kW/h, which accounts for 8.09% of the rated power of the diesel engine.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U664.121;X736.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周黎明;李瑞年;;脈沖電壓極性和放電電極結(jié)構(gòu)綜合條件對硫脫除率的影響[J];西安工業(yè)大學學報;1992年03期

2 牛季凡;邱珊玖;郭瓦力;王素倫;;麥飯石用于凈化空氣中SO_2的研究[J];遼寧化工;1987年05期

3 曲家惠;斜板隔油池油滴脫除率的計算[J];沈陽工業(yè)學院學報;1998年03期

4 劉志龍;杜臻;何文;葛永慧;;煤焦直接還原法脫除NO_x幾種因素對脫除率的影響[J];廣州化工;2012年14期

5 王康;范衛(wèi)東;王俊超;李宇;;填料塔中單乙醇胺吸收CO_2的脫除率研究[J];鍋爐技術(shù);2013年03期

6 莢江霞;陳明功;張君;公茂利;陳晶靈;;碟片超重床結(jié)構(gòu)對煙道氣中CO_2脫除率的影響[J];安徽理工大學學報(自然科學版);2006年03期

7 張佩芳;莫建松;劉越;王海強;吳忠標;;負載量對氨水吸收CO_2的影響規(guī)律及添加劑的作用研究[J];環(huán)境科學學報;2011年05期

8 王龍杰;刁永發(fā);范紅兵;王琳琳;;負載V_2O_5-WO_3/TiO_2摻炭纖維脫除煙氣中Hg~0[J];環(huán)境工程學報;2013年12期

9 朱翔宇;孫保民;肖海平;王東;汪濤;張婷婷;;C_2H_4對介質(zhì)阻擋放電協(xié)同Ag/Al_2O_3脫除NO_x的影響及機理分析[J];熱力發(fā)電;2014年07期

10 張振文;張志鵬;袁心文;楊樹卿;;PDS催化二步法脫輕質(zhì)油硫醇[J];長春光學精密機械學院學報;1987年04期

相關會議論文 前2條

1 王力搏;陳謙;張寶軍;王斯晗;李建忠;;1-己烯裝置廢鉻化物的無水化處理[A];中國化工學會2009年年會暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會議論文集（上）[C];2009年

2 曾藝濤;黃先智;朱林韜;丁曉雯;;降低蠶蛹油中膽固醇含量的方法研究[A];全國家(柞)蠶資源高值化利用學術(shù)研討會論文集[C];2013年

相關重要報紙文章 前1條

1 記者 黃哲雯;低溫催化劑提高低溫氮氧化物脫除率[N];工人日報;2012年

相關博士學位論文 前3條

1 張智恩;CO_2在中空纖維膜內(nèi)的吸收分離性能及其在PVA促進傳遞膜內(nèi)的吸附特性[D];重慶大學;2015年

2 王佳佳;生物法降解硅氧烷、硫化氫和甲硫醇的基礎研究[D];天津大學;2015年

3 曲虹霞;催化脫除燃煤煙氣中NO_x的研究[D];南京理工大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 阿如拉;高通量金屬套管式微通道反應器內(nèi)脫硝過程研究[D];北京化工大學;2015年

2 高毅;高通量金屬套管式微反應器內(nèi)強化吸收SO_2的研究[D];北京化工大學;2016年

3 于景奇;電解海水法脫除船舶柴油機廢氣中NO_x的實驗研究[D];大連海事大學;2017年

4 張曉雪;誘變黑曲霉及其固定化對黃曲霉毒素B_1的脫毒作用及安全性評價[D];江南大學;2015年

5 徐怡清;PU合成革中殘留DMF的脫除與檢測[D];合肥工業(yè)大學;2014年

6 王磊;介質(zhì)阻擋放電反應器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[D];華北電力大學（北京）;2011年

7 鄒德均;正丙醇脫高硫高灰煤中有機硫的研究[D];重慶大學;2006年

8 李麗榮;煤/生物質(zhì)共熱解時冠醚對S、As和Pb脫除率的影響及機理[D];山西師范大學;2012年

9 曾菊瑛;介質(zhì)阻擋放電脫硝影響因素的實驗研究[D];華北電力大學;2013年

10 張茂;氨法脫除燃煤煙氣中二氧化碳的實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

，

本文編號：2217392