PDF《船舶尾气中 NO 臭氧氧化研究》

20 世纪

90 年代 一些船舶上应用[4~6] , 但SCR 设备庞大, 初投资和运 行费用高,还存在氨的储运和氨的超标排放问题, 特别是存在废气中的 SO2 和NH3 反应生成的硫酸铵 对催化反应器通道的堵塞和对催化剂的污染问题, 所有这些决定了该法不适合于船舶应用.另外,船 舶主机一般以重油为燃料,特别是远洋船舶多以劣 质渣油为燃料,燃油的平均含硫量高达 2.7%,因此 船舶废气的 SO2 排放也是个大问题. 臭氧作为一种强氧化剂,已广泛应用于水处理 等领域,同时在臭氧氧化氮氧化物和碳氢等有害气 体方面也已有一些研究[7~10] . 作者根据船舶水上航行的特点,研究了船舶废 气臭氧氧化-海水吸收的脱硫脱硝新工艺,其原理是 利用臭氧将 NO 氧化成 NO2,再利用弱碱性的海水 吸收烟气中的 NO2 和SO2,同时脱硫脱硝. 本文主要介绍臭氧对 NO 的氧化以及船舶尾气 中的碳氢对臭氧氧化 NO 影响.

1 试验装置与试验 试验系统由反应管、臭氧发生器、尾气模拟系统、 尾气吸收装置和烟气分析仪等组成,如图

1 所示 图1试验系统示意图 Fig.

1 Experimental apparatus 反应管由不锈钢制成,放置于可温控的管式炉 内,通过调节管式炉温度,控制反应温度.反应管 的结构如图

2 所示,反应管的内径为

36 mm,长度 为500 mm,模拟烟气从反应管的入口端通入,在反 应管内预热升温.反应管内同轴插入一根氧化性混 合气体(O3+O2+N2)的进气管,进气管内径为

8 mm, 插入深度可调,以调整反应时间,插入端端面封闭, 离端部

5 mm 处的圆周管壁上分布有直径为

1 mm 的6个通孔, 氧化性气体从

6 个通孔喷出, 与反应管内 的模拟烟气混合和反应. 氧化性气体(O3+O2+N2)由氧气经臭氧发生器放 电产生臭氧并与 N2 混合而成.调节 N2 流量(Q3)和(O3+O2)流量(Q4)可调节臭氧浓度和反应管内的 [O3]/[NO]摩尔比. 船舶尾气中 NO 臭氧氧化研究 第3卷第5期2008 年5月343 中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 图2反应管结构示意图 Fig.

2 Structure of tube reactor 反应管前后烟气中的 NO、NO2 和SO2 浓度由 madur 公司生产的 GA-21 型烟气分析仪测量.臭氧 浓度根据 CJ/T 3028.2-94 进行测量和计算. 部分试验及其参数如表

1 所示.各个试验的反 应时间均为

3 s. 表1部分试验参数 Tab.

1 Specification of experimental parameters 试验序号 Q1 /L・min -1 Q2 /L・min -1 Q3 /L・min -1 Q4 /L・min -1 O2 /10 -6 O3 /10 -6 NO /10 -6 [O3]/[NO] 反应温度/℃

1 7.5

0 5 0.3 2.38

200 0 常温

2 7.5

0 5 0.3 2.38

200 0

200 3 7.5

0 5 0.3 2.38

200 0

275 4 7.5 0.05

5 0.06 0.47

40 200 0.2 常温

5 7.5 0.05

5 0.06 0.47

40 200 0.2

200 6 7.5 0.05

5 0.06 0.47

40 200 0.2

275 7 7.5 0.05

5 0.18 1.40

120 200 0.6 常温

8 7.5 0.05

5 0.18 1.40

120 200 0.6

200 9 7.5 0.05

5 0.18 1.40

120 200 0.6

275 10 7.5 0.05

5 0.3 2.32

200 200 1.0 常温

11 7.5 0.05

5 0.3 2.32

200 200 1.0

200 12 7.5 0.05

5 0.3 2.32

200 200 1.0

275 13 7.5 0.05

5 0.42 2.98

280 200 1.4 常温

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