基于等离子体技术的脱硫脱硝一体化系统设计毕业论文
2021-03-19 22:04:15
摘 要
本文通过分析同时脱硫脱硝技术存在的问题,提出了使用等离子体技术与海水洗涤法相结合的方式来实现船舶柴油机脱硫脱硝一体化。
本课题对船舶柴油机脱硫脱硝一体化系统进行了设计,其内容包括:(1)选择了等离子体发生器的类型,即同轴圆筒式DBD等离子体发生器,并根据柴油机排气量设计了DBD等离子体发生器的尺寸。(2)选择了洗涤塔的类型,即填料塔,并根据基础的物性参数设计了填料塔塔径、填料层高度、塔高、压降以及进气和进液管道直径,选择了管道的规格以及风机和泵的类型。(3)对数据监测系统进行了综述,说明其监测内容有柴油机尾气浓度和温度,处理后的尾气的SOx和NOx的浓度,塔底液液位,海水流量、温度和PH值。(4)计算搭建这样一个系统需要的大致成本。
关键词:等离子体;脱硫脱硝一体化;船舶柴油机;海水洗涤
Abstract
This paper analyzes the question of the technology that desulphurization and denitration simultaneously .This paper presents a method of realizing marine diesel exhaust desulphurization and denitration simultaneously,which is combining plasma with sea water scrubbing.
This paper designs the integrated system of desulphurization and denitration for marine diesel engine. The contents are as follows:(1)choosing the type of plasma generator--the concentric circular shaft DBD plasma generator.And designed the size of DBD plasma generator by marine diesel exhaust.(2)Choosing the type of washing tower--packed tower,and then the tower diameter, height ,pressure drop, the height of packing layer, the diameter of inlet pipe are chose on the basis .And the specifications of the pipes , the type of blower and pump have been chosen then.(3)Introducing the monitoring system of date monitoring and control system,including the exhaust gas concentration and temperature,the concentrations of SOx and NOx after disposed,bottom fluid level, sea water flow rate, the temperature of the water and the PH of the water.(4) Figuring out the approximate cost of building such a system.
Key word:Plasma;The integration of desulfurization and denitrateion;Marine diesel;Seawater scrubbing
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.1.1船舶柴油机尾气的危害 1
1.1.2排放法规 1
1.1.3柴油机排放控制方式 2
1.1.4等离子体技术 3
1.2 等离子体脱硫脱硝技术研究现状 3
1.3 研究的内容 5
第2章 船舶柴油机脱硫脱硝系统设计 6
2.1等离子体脱硫脱硝的原理 6
2.2等离子体发生器的设计 6
2.2.1等离子体发生器的类型 6
2.2.2同轴圆筒式DBD等离子体发生器的设计 9
2.3洗涤塔模块设计 10
2.3.1 洗涤塔的类型 10
2.3.2 填料塔的结构设计 11
2.3.3洗涤塔附件的设计 16
2.4数据监测系统 20
2.5成本分析 21
第3章 总结与展望 22
3.1总结 22
3.2展望 22
致 谢 23
参考文献 24
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1船舶柴油机尾气的危害
经济全球化的加快和全球贸易的加强,使水路运输在世界货物运输上仍占主导地位,因此船舶尾气对环境的污染问题不容忽视。尤其是远洋船舶在公海区域内燃烧重油,使SOx和NOx等有害气体排放增加。这些排放的气体对人体健康和生态环境都会产生影响。
船舶尾气排放物主要有COx、PM、SOx和NOx等。其中COx中的CO能和人体血液中的血红蛋白结合,削弱氧和血液中血红蛋白的结合能力,导致人体组织缺氧,产生中毒现象;而CO2是温室气体,使大气温度上升,出现温室效应。PM这种细小颗粒,可通过呼吸道进入人体内,引发疾病。SOx主要是SO2和SO3,都是产生酸雨的主要污染物,其中SO2刺激人的呼吸道,产生呼吸道疾病,还能进入血液,对人的肝脏产生危害。NOx是产生酸雨和光化学烟雾的主要物质,还能使人产生肺水肿。其中NO也能与人体血红蛋白相结合,且结合能力比CO强,高浓度时对人体中枢神经造成伤害。
据IMO2014年统计数据可知[1],仅2012年船用柴油机NOx排放量约为1900万吨,SOx的排放量约为1024万吨,分别占全球NOx、SOx排放的15%和13%。因此,如果对柴油机尾气的排放不进行控制,会使环境问题日益严重。
1.1.2排放法规
针对船舶尾气对环境的污染日益严重这一问题,IMO制定了MARPOL73/78 附则VI《防止船舶造成大气污染规则》对船舶尾气排放进行限制。该附则VI于1997年9月26日在缔约国大会上获得通过,从2005年5月19日起生效,在我国生效是在2006年8月23日。对于船舶柴油机排放主要污染物的控制标准如下表[2]:
表1.1 IMO柴油机排放主要污染物控制标准
NOx的排放量限值g/(KW.h) | 燃油中硫分的含量(m/m) | ||||||
柴油机的标定转速(r/min) | Tier I
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