摘要: 通過模擬試驗(yàn)研究了臭氧氧化結(jié)合海水吸收同時脫除船用發(fā)動機(jī)排氣中SO2 和NOx 的新工藝。在管式反應(yīng)器內(nèi)研究了反應(yīng)溫度、n (O3 ) /n (NO) (物質(zhì)的量之比) 、碳?xì)�、SO2 等對臭氧氧化NO的影響,并對模擬尾氣進(jìn)行了臭氧氧化結(jié)合海水吸收的脫硫脫硝試驗(yàn)。結(jié)果表明, n (O3 ) /n (NO)對臭氧氧化NO影響很大,NO氧化率隨n (O3 ) /n (NO)呈線性增長, n (O3 ) /n (NO)為1,反應(yīng)溫度分別為常溫、150 ℃和200 ℃時,NO氧化率分別達(dá)到99. 0%、98. 3%和98. 1%;反應(yīng)溫度低于200 ℃時,溫度對臭氧氧化NO影響很小,而當(dāng)反應(yīng)溫度升至275 ℃時,NO氧化率明顯下降,這與臭氧在較高溫度下分解有關(guān); SO2在O3 /NO / SO2 /N2 /O2 體系和O3 /NO /C2H4 /SO2 /N2 /O2 體系中對臭氧氧化NO都沒有影響; 200 ℃以下, C2H4 對臭氧氧化NO影響很小,而在275 ℃時, C2H4 對臭氧氧化NO 有一定促進(jìn)作用; 模擬尾氣經(jīng)臭氧氧化2海水吸收后,脫硫率為98. 5% ,n (O3 ) /n (NO)為1時的脫硝率為91. 0% ,NO能耗為56. 4 g/ ( kW·h) 。

關(guān)鍵詞: 臭氧, NO氧化, SO2 , C2H4 , 海水吸收, 能耗

1997年國際海事組織( IMO)在IMO總部倫敦召開了MARPOL73 /78締約國大會,批準(zhǔn)了MARPOL73 / 78公約的一個新增附則,即附則V《I 防止船舶造成大氣污染規(guī)則》。該規(guī)則的出現(xiàn),促進(jìn)了一些發(fā)達(dá)國家更為嚴(yán)格的地方排放標(biāo)準(zhǔn)和控制計(jì)劃的出臺,例如瑞典要求國內(nèi)船舶NOx 排放控制為2 g/ ( kW·h) ,這一標(biāo)準(zhǔn)必須裝備船舶尾氣凈化設(shè)備才能達(dá)到;挪威的目標(biāo)是國內(nèi)航海每年減少1萬噸NOx ;波羅的海國家都出臺了類似的控制計(jì)劃。美國對一些沿海水域,如加利福尼亞沿岸等,已實(shí)施15%氧氣時NOx 排放限制在100 ×10- 6或更低的法規(guī),美國環(huán)境保護(hù)局( EPA) 提議航行在EPA控制水域的船舶如希望繳付最低“使用費(fèi)”,則必須將柴油機(jī)尾氣NOx 排放水平降低80% 或更低,這意味著船舶必須裝備尾氣凈化設(shè)備。但目前還沒有合適的船舶尾氣凈化設(shè)備可供選擇。以尿素 (氨)為還原劑的選擇性催化還原法( SCR)曾在上世紀(jì)90年代一些船舶上應(yīng)用,但SCR設(shè)備龐大,初投資和運(yùn)行費(fèi)用高,還存在氨的儲運(yùn)和氨的超標(biāo)排放問題, 特別是存在尾氣中的SO2 和NH3 反應(yīng)生成的硫酸銨對催化反應(yīng)器通道的堵塞和對催化劑的污染問題,所有這些決定了該法不適合于船舶應(yīng)用。另外,船舶主機(jī)一般以重油為燃料,特別是遠(yuǎn)洋船舶多以劣質(zhì)渣油為燃料,燃油的平均含硫量高達(dá)2. 7% ,因此船舶尾氣的SO2 排放也是個大問題。

臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑,已大量應(yīng)用于水處理等領(lǐng)域,同時在臭氧氧化氮氧化物和碳?xì)涞扔泻怏w方面也已有一些研究。

筆者根據(jù)船舶動力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn),研究了船舶尾氣臭氧氧化2海水吸收的脫硫脫硝新工藝,其原理是利用臭氧將NO氧化成NO2 ,再利用海水吸收尾氣中的NO2 和SO2 ,同時脫硫脫硝。該工藝的特點(diǎn)是沒有氨等添加劑,沒有催化劑,沒有副產(chǎn)品回收,適合于船舶尾氣凈化。

1　試驗(yàn)裝置

2　試驗(yàn)與結(jié)果

3　結(jié)　論

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