【摘 要】
:
大型远洋船舶所排放的废气中含有大量的硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)等多种污染物,对生态环境与人类健康造成了严重的危害。国际海事组织(IMO)制定了日益严苛的限排法规,以减少船舶SOx和NOx的排放。近年来,世界多国均在大力开发船用脱硫、脱硝技术。其中,船舶废气SOx减排方法主要包括低硫燃料技术、开式循环海水脱硫技术和闭式循环钠碱脱硫技术;船舶废气NOx减排方法主要包括选择性催化还原(SCR
论文部分内容阅读
大型远洋船舶所排放的废气中含有大量的硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)等多种污染物,对生态环境与人类健康造成了严重的危害。国际海事组织(IMO)制定了日益严苛的限排法规,以减少船舶SOx和NOx的排放。近年来,世界多国均在大力开发船用脱硫、脱硝技术。其中,船舶废气SOx减排方法主要包括低硫燃料技术、开式循环海水脱硫技术和闭式循环钠碱脱硫技术;船舶废气NOx减排方法主要包括选择性催化还原(SCR)技术、废气再循环(EGR)技术和湿法洗涤脱硝技术。然而,在全球范围内仍缺少成熟可用、经济高效的船舶废气一体化脱硫脱硝技术。针对船舶废气综合处理技术需求,本课题组在前期提出一种基于湿法洗涤同位协同O3氧化的船舶废气同时脱硫脱硝方法。该方法具有脱硝效率高、结构紧凑等优点,同时可有效抑制O3热分解,提高O3利用率。考虑到CaO浆液湿法脱硫技术作为一种相对成熟的陆用烟气脱硫技术,具有脱硫效果好、药剂成本低等优势,本文提出将CaO浆液湿法洗涤与O3氧化同位协同,用于船舶废气同时脱硫脱硝。首先,对比研究6种不同碱性添加剂的湿法洗涤脱硫性能;进而选取3种不同碱性添加剂与O3氧化同位协同,对比研究同时脱硫脱硝性能,并探究相关反应机理;最后,研究不同液相添加剂对CaO浆液湿法洗涤同位协同O3氧化脱硝性能的影响作用。并在上述实验研究的基础上,针对船舶的实际需求,设计了一套基于湿法洗涤同位协同O3氧化方法的船舶废气脱硫脱硝系统。本文所开展的主要研究工作总结如下:(1)本文实验研究了不同碱性添加剂的脱硫性能,以及CaO质量分数、SO2浓度、烟气温度和烟气流量等工艺参数对CaO浆液脱硫性能的影响,并探讨了相关反应机理。结果表明,在本实验条件下,CaO浆液和Mg O浆液在高脱硫率水平下维持时间较长。当烟气中SO2浓度为500 ppm,CaO质量分数为0.25 wt%时,湿法洗涤去除SO2效率可达98.4%。在其他实验条件相同的情况下,随着CaO质量分数的增加,CaO浆液在高脱硫率水平下维持时间随之提高。增加烟气中SO2浓度、烟气温度和烟气流量,会削弱CaO浆液的脱硫持续性能。采用热重分析法(TGA)与离子色谱法(IC),分别对固相产物与液相产物进行了表征分析。(2)本文采用CaO浆液湿法洗涤同位协同O3氧化的方法,实验研究了烟气中O3浓度和NO浓度对脱硫脱硝性能的影响,以及不同液相添加剂对去除NOx的强化效果。结果表明,在本实验条件下,当烟气中NO和SO2浓度分别为200 ppm和500 ppm,注入的O3/NO的摩尔比为1,采用CaO浆液作为洗涤液时NO和SO2去除率可分别达到94.9%和98.0%。随着反应器中NO2浓度升高,CaO浆液在高脱硫率水平下维持时间变短。在CaO浆液中加入TEOA后,NO2的吸收效率提高了约20%。当混合浆液中CaO和TEOA的质量分数分别为0.25 wt%和0.10 wt%时,NOx的去除率可达到54.5%。(3)本文在上述实验研究的基础上,针对船舶的实际需求与机构特点,设计了一套基于湿法洗涤同位协同O3氧化方法的船舶废气脱硫脱硝系统。根据不同航区废气排放标准,设计了开式循环与闭式循环2种,该系统方案有望较好地满足船东的要求。
其他文献
随着研制自动化与智能化船舶成为船舶领域发展的一个主流趋势,研究如何将更多科学的故障诊断算法应用于船舶内部系统已经成为当下的一个热门话题。船舶压载水系统作为管理船舶吃水和平衡的重要辅助系统,其空间跨度较大,包含设备较多,所处环境容易引发系统故障,进而引发船体的变形及振动。为了保证能够快速、准确地诊断压载水系统的故障类型,本文以大连海事大学研制的某集装箱船轮机模拟器中压载水系统为研究对象,分析系统的主
随着船舶向大型化、自动化方向的不断发展,船舶电气设备对船舶电站的要求也越来越高。为了满足全电力推进船舶对电气性能和可靠性的要求,船舶电站出现了新的供电结构。为了达到经济环保的作用,国内外提出多汇流排之间相互连接的闭环母线供电结构,这种供电结构与传统的干线式和馈线式结构不同,其结构下的船舶负荷可以从不同的主汇流排上获得电能,使电力系统的供电稳定性更强。因此有必要对闭环母线结构的电力系统进行研究。本文
海上原油泄漏的防治受到广泛关注。船舶倾覆时,若想将船油舱内部原油导出,传统做法需要在船体开洞,借助人力将沉重的输油管插入船体内。抽油过程中会有大量原油泄漏到海里,从而污染海水,并且造成资源浪费、财产损失。针对该问题,国内外正在积极研究能将沉船原油快速导出的方法。基于上述背景,本文开展了沉船存油回收阀门及其配用快速接头设计研究。首先设计出阀门与快速接头,选取了其主要部件,确定了其结构尺寸,分析了阀门
船舶智能化已经成为船舶领域的重要发展趋势,船舶相关设备的运行状态识别技术是其中重要研究热点之一。近年来,极限学习机在很多领域都取得了重要研究成果,将其引入智能船舶领域进行状态识别方法研究十分有价值。本文以某超大型油轮的冷却水系统为研究对象,根据冷却水系统常见运行状态的特点,开展了基于优化极限学习机的冷却水系统状态识别方法研究。首先,对冷却水系统的基本组成、工作原理和运行状态进行分析,针对系统常见的
影响机械运行效能和使用寿命的因素有很多,摩擦学性能是一个关键因素,减少磨损、控制摩擦,对于提高生产效率、降低资源消耗具有重大意义。表面织构技术,即在摩擦副表面加工有规则和排列方案的微观结构,这种方法已经成为近年来新出现的一种能够改善接触表面摩擦学性能的有效手段。本文模拟了表面微织构的数学模型,利用Fluent16.0软件模拟流体流经微织构的仿真实验,通过改变微织构形状和排列方式,对微织构内部流场及
随着科技的迅速发展,光电跟踪平台的载体逐渐从固定基座向运动平台转换。由于海上环境复杂,舰船受到风、浪、流的影响会发生摇摆运动,由于光电跟踪平台与甲板固连,所以其会随船体运动发生相同的运动,这就导致视轴偏离被测目标,造成跟踪目标难度加大。为了减小载体运动给跟踪带来影响,使视轴能够稳定在惯性空间,必须采取相应的方法使视轴稳定。另外,系统还受到因船体运动造成不平衡力矩、摩擦力矩以及模型参数变化的影响。本
增材制造(AM)技术是一种依据提前设计的三维模型数据,逐层连接材料进行零件制造的过程。与传统的减材加工技术不同,AM技术大大减少了废料的产生,降低了零件重量,同时缩短了生产时间。此外,没有几何限制的制造特性使AM技术在汽车、航空航天、医学、船舶等各个领域得到了广泛的关注。其中,选区激光熔化技术(SLM)是金属增材制造中最常用的工艺之一,SLM技术适用于生产制造出同时满足更高几何精度和强度的具有精细
声波能量广泛存在于环境之中,但由于其能量密度低,并且缺乏有效的收集技术,声波能量大多被浪费了。如果将此广泛分布的环境能量利用起来,将声波能量转化为电能并且储存利用,将在物联网节点自供能或延长电池使用寿命上具有巨大应用潜力。本文设计了一种基于改进的亥姆霍兹共振腔的摩擦纳米发电机(Helmholtz Resonator-Based Triboelectric Nanogenerator,HR-TENG
随着信息化时代高速发展和数据业务需求急剧增长,机柜的规模和热流密度的增大,制冷系统效率的提高和能耗的降低迫在眉睫。传统的空调制冷手段已无法满足机柜的散热需求,液冷技术散冷却效率高但泄露、狭小空间设计困难和高密封性等问题同样不易解决。基于脉动热管与液冷技术结合具有散热效率高、空间利用率高、易加工、易实现水电分离等优点,在高热流密度机柜上具有较好的应用前景。本文设计了一种回旋式弯头的脉动热管作为机柜关