摘 要

在经济快速发展的同时,如果不对环境进行相应的保护，就会引起各种各样的环境问题。船舶运输的高速发展就带来了严重的大气污染，目前由船舶排放的尾气污染已占到全世界污染物总排量的10％左右。为了应对日益严峻的污染，本文对具有设备结构简单、占地小、成本低、运行可靠特点的尿素添加剂湿法废气脱硫脱硝进行了研究。

首先，本文对尿素添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮吸收反应的可行性和限度进行热力学分析计算。分析结果表明尿素添加剂湿法废气脱硫脱硝在热力学上是可行的,而且基本上可以达到完全脱除SO₂和NO_X的效果。

其次，以某船用柴油机排放的烟气数据为基础，进行了尿素添加剂湿法脱硫脱硝一体化系统设计。最后对整个系统的实际脱硫脱硝能力进行了展望，认为研究尿素添加剂湿法废气脱硫脱硝具有意义。

关键词：尿素,湿法,废气,脱硫脱硝

Abstract

If people don't take action to protect environment during the rapid development of economy, many serious problems will have their chance to happen. The rapid development of ship transportation, for example, has already caused great air pollution to the environment. The pollution caused by the air exhausted by ships nowadays account for about 10% of all pollution in the world. To deal with the serious situation, this paper has an eye on simultaneous desulfurization and denitrification from waste gas using urea-additive solution, the system using this covers a little space, and have an advantage of simple, low cost and stable.

Firstly, in this paper, thermodynamics analysis have be done to calculate the feasibility and limit of the reaction in simultaneous desulfurization and denitrification using urea solution from waste gas. The result shows that it's feasible in thermodynamics, and can almost remove all SO₂ and NO_X in the gas.

Secondly, based on the data of flue gas discharged from a marine diesel engine, this paper designs a system which simultaneous desulfurizes and denitrates the waste gas using urea-additive solution. Finally, this paper prospects the actual capacity of the system designed, and come to the conclusion that it's meaningful to study simultaneous desulfurization and denitrification from waste gas using urea-additive solution.

Keywords：urea, wet scrubbing, flue gas, simultaneous desulfurization and denitrification

目录

第 1 章 绪论 1

1.1 研究废气同时脱硫脱硝技术的必要性 1

1.1.1 船舶废气污染物排放现状 1

1.1.2 法规要求 1

1.2 湿法脱硫脱硝技术现状 2

1.2.1 液相氧化吸收技术 3

1.2.2 前置氧化结合湿式洗涤技术 7

1.3 本研究内容 8

第 2 章 尿素添加剂湿法废气脱硫脱硝理论基础 9

2.1 尿素的理化特点 9

2.2 尿素湿法废气同时脱硫脱硝的原理 9

2.3 热力学分析 9

2.3.1 相关概念 10

2.3.2 尿素脱硫热力学分析 11

2.3.3 尿素脱硝热力学分析 13

2.3.4 尿素脱硝时不同NOx氧化度下的热力学分析 14

2.4 本章小结 17

第 3 章 尿素湿法废气脱硫脱硝系统设计计算 18

3.1 烟气数据 18

3.2 理论消耗与生成量计算 20

3.3 液气比计算 21

3.4 泛点气速、塔径及压降计算 22

3.5 塔高计算 25

3.6 计算结果 28

3.7 本章小结 29

第 4 章 总结与展望 30

4.1 总结 30

4.2 展望 31

致谢 32

参考文献 33

绪论

研究废气同时脱硫脱硝技术的必要性

船舶废气污染物排放现状

发展是当今世界的主题，但人们在追求经济快速增长的同时,如果不对环境进行相应的保护与治理，就会引起各种各样的环境问题。船舶运输的高速发展就给大气环境带来了巨大的压力。

大多船舶采用柴油机作为动力源，主要燃料为含硫量较高的重质油，大型远洋船舶甚至往往以劣质油为燃料，因此由船舶柴油机排放的尾气中SO₂、NOx等污染物浓度较高，带来了巨大的污染。目前由船舶排放的尾气污染已占到全世界污染物总排量的10％左右^[1]。

而排放的污染物经大气循环迁移轮回，在陆上和海洋生态系统产生沉积，会造成酸雨、光化学烟雾等极其恶劣的环境问题，导致生态系统衰退和海洋酸化。

船舶废气污染物已经引起了国际社会的高度重视与关注。

法规要求

国际海事组织（IMO）制定了一系列的船舶防污染公约，以限制船舶尾气的排放，加强对海洋生态环境的保护^[2]。而2010年7月1日起国际防止船舶污染公约（MARPOL）附则 VI 修正案正式生效，该修正案对世界航行船舶的排放做出了明确而又严格的要求，具体的要求如表1.1、1.2所示。

表1.1 IMO对船用柴油机排放污染物的限制标准^[1]

注：排放控制区域目前是指：波罗的海（2006年生效），北海，包括英吉利海峡（2007年生效），美国加勒比海（2011年生效），以及北美海域（2012年生效），未来SO_X排放控制区域还会进一步的扩大，目前已有提议将澳大利亚、地中海、日本海、香港和巧加坡等海域划为SO_X排放控制区。