基于电解原理的船舶废气脱硝实验研究

发布时间：2017-05-03 15:05

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【摘要】：随着航运业的繁荣,船舶数量的剧增造成了严重的大气污染,引起了世界各国的关注。国际海事组织颁布并通过了旨在减少船舶造成大气污染的MARPOL公约附则Ⅵ,自2016年1月1日起,对新造船舶将强制实施对NOx排放要求更为严格的TierⅢ标准。为满足公约要求,世界各国正在积极研发廉价高效的船舶废气脱硝技术。电解槽运行过程中,阳极可产生氧化性强的酸性水,阴极可产生强碱性的碱性水,本论文提出“酸性水氧化+碱性水吸收”的船舶废气脱硝方法,该方法结合海水洗涤可以实现船舶废气脱硫脱硝且具有除海水外无需其他原料、洗涤产物混合后可直接入海的优点,同时碱性水还可极大的降低海水脱硫所需海水量。本文在理论研究的基础上,设计搭建了基于电解原理的船舶废气脱硝实验系统,并在此实验系统上进行了电解实验以及模拟船舶废气脱硝实验。电解实验中,探究了酸性水pH值,ORP值和氧化性物浓度随电解槽运行参数的变化规律。得出酸性水中氧化性物质浓度随电解液浓度和电流密度增大线性增大的结论。分析了电解液浓度和电流密度对电流效率和电解电耗的影响,得到如下结论：随电解液浓度增大,电流效率逐渐升高,电解电耗逐渐降低；随电流密度增大,电解电耗逐渐升高,电流效率呈现先增大后减小的趋势且电流密度为800A/m2时达到最大值。模拟废气脱硝实验中,探究了酸性水中氧化性物质浓度和pH值对废气脱硝效果的影响规律,得到如下结论：NO脱除率随酸性水中氧化性物质浓度的增大逐渐升高且存在拐点,当氧化性物质浓度达到700 mg/L后,NO脱除率维持稳定：NO脱除率随酸性水pH值的增大逐渐降低。最后以5S35ME-B9型柴油机为例分析了基于电解原理的船舶废气脱硝方法的经济性。
【关键词】：离子膜电解 酸性水 碱性水 废气脱硝
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U698.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 研究背景及意义10-14
• 1.1.1 氮氧化物的形成及危害11-12
• 1.1.2 氮氧化物排放控制法规12-14
• 1.2 船舶废气排放控制技术14-24
• 1.2.1 燃烧前排放控制技术14-15
• 1.2.2 燃烧中排放控制技术15-16
• 1.2.3 燃烧后排放控制技术16-24
• 1.3 研究内容及意义24-25
• 第2章 基于电解原理的船舶废气脱硝理论25-33
• 2.1 船舶废气脱硝流程25-27
• 2.2 离子膜电解原理27-31
• 2.2.1 离子膜电解原理27-29
• 2.2.2 电极化学反应29-31
• 2.3 模拟船舶废气脱硝机理31-32
• 2.3.1 酸性水氧化机理31
• 2.3.2 碱液吸收机理31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 实验系统设计与搭建33-40
• 3.1 实验系统搭建33-34
• 3.2 仪器与试剂34-36
• 3.3 实验步骤36-37
• 3.3.1 电解实验36
• 3.3.2 模拟废气脱硝实验36-37
• 3.4 参数测定方法37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 电解实验结果与分析40-50
• 4.1 电解液浓度影响实验40-44
• 4.2 电流密度影响实验44-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第5章 模拟船舶废气脱硝实验结果与分析50-60
• 5.1 碱液滴定实验50-52
• 5.2 氧化性物质浓度影响实验52-55
• 5.3 酸性水pH值影响实验55-58
• 5.4 经济性分析58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间公开发表论文及专利66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68

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本文编号：343219