尿素法同时脱硫脱硝试验研究
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第 42卷 第 3期 2018年 6 月
武 汉 理 工 大 学 学 报 （交 通 科 学 与 工 程 版 ） Journal of Wuhan University of Technology
(Transportation Science > Engineering)
Vol.42 No.3 June 2018
面对日益严峻的污染形势和严格的排放法 规 ，国 内 外 学 者 对 多 目 标 污 染 物 协 同 脱 除 技 术 进 行 了 多 方 面 的 研 究 ，提 出 基 于 湿 法 烟 气 脱 硫 （wet flue gasdesulfurization,W F G D ) 实 现 同 时 脱 除 S O 2 和 N O ；^ 是 未 来 主 要 的 技 术 研 究 方 向 . 对 于 S O 2 的 脱 除 ，湿 法 洗 涤 可 以 达 到 9 6 % 以上的脱硫 效 率 ; 对 于 N O ^ 的 脱 除 ，目 前 研 究 者 们 正 在 积 极
尿素法同时脱硫脱硝试验研究"
叶呈炜吕林刘丙善
(武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室武汉430063)
摘要：为提高尿素法船舶柴油机尾气同时脱硫脱硝的效率，采用配加N 0 2 调节N 〇i 氧化度的方
法，在填料塔上进行了同时脱硫脱硝试验，分析了尿素溶液质量分数、液气比、N O i 氧化度、S0 2 体
寻 求 高 效 的 氧 化 手 段 ，将 废 气 中 占 9 0 % 以上且难 溶 于 水 的 N O 氧 化 成 N O 2 进 行 湿 法 洗 涤 脱 除 ，而 其中低温等离子体N O 氧化技术被认为是最具有 前 景的技术之一[2—3].
本试验主要研究以尿素水溶液为吸收剂的湿 法 同 时 脱 硫 脱 硝 技 术 .尿 素 作 为 一 种 强 还 原 剂 ，具 有 弱 碱 性 ，能 有 效 脱 除 S O 2 ，且脱硫产物硫酸铵可 回 收 利 用 ;脱 除 N O ^ 时 也 具 有 较 好 表 现 ：尿素能 跟 N O ^ 发 生 氧 化 还 原 反 应 生 成 无 害 的 N 2 ,避免 了二次污染的产生[4].目 前 ，国内外已有诸多学者 对 尿 素 溶 液 同 时 脱硫脱硝进行了研究）7]，研究主 要集中在添加剂的筛选及其工艺条件的确定上， 试验过 程 中N O ^ 的 氧 化 度 保 持 在 10% . 本试验 采 用 模 拟 烟 气 ，通 过 向 含 N O 为 主 的 模 拟 烟 气 中 配 加 N O 2 来 提 高 N O ^ 的 氧 化 度 ，在 不 使 用 其 他 氧 化 手 段 的 情 况 下 ，研 究 不 同 操 作 条 件 、N O ^ 氧 化度和SO2 体积分数对尿素法同时脱硫脱硝的 影 响 规 律 ，从 而 为 后 续 低 温 等 离 子 体 联 合 尿 素 湿 法同时脱硫脱硝提供指导.
见 图 1 ，主 要 分 为 烟 气 模
拟 、吸
和 分析系统三个部分.
N 0 Z 体 积 分 数 ，稳 定 10 m i n 后 记 录 数 据 ，计算 S0 2 k N 0 z 去除效率7.
积分数对去除效率的影响规律.结果表明，尿素法同时脱硫、脱硝最佳的尿素溶液质量分数为
1 0 % 、液气比为2 0 L/m 3,当 N O , 氧化度在10%〜90%时，脱硝效率随N O , 氧化度的提高而提
高；在最佳操作条件、N O i 氧化度为5 0 % 时，脱硫效率可达9 8 % ，脱硝效率为48%.
• 479 •
( + 99. 99% ) 、N O ( + 99. 9 9 % ) 、S 0 2 ( +
99. 9 9 % ) 、N 0 2/N 2(l l N 0 2) 、尿 素 （+ 9 9 % ，分析
纯 )• 主 要 试 验 仪 器 :C S 2 0 0 系 列 质 量 流 量 控 制 器 、
S K 2-2. 5-13T S 管 式 电 阻 炉 、K S Y -6D - 1 6 温 度 控
制 器 、0 m ega 55000 S eries 热 敏 电 阻 气 体 温 度 传
、P T 1 0 0 尿wk.baidu.com素 温 度
、便携 式
分析
仪 H O R I B A P G -350.
1.2 试验系统
试验
关键词：尿素；脱硫;脱硝；N O i 氧化度；去除效率
中图法分类号：U 677.6
doi：10. 3963/. issn.2095-3844. 2018. 03. 025
0引
言
船舶排放已成为大气污染的主要排放源之 一 [1]. 中 国 环 境 科 学 研 究 院 开 展 的 “船 舶 和 港 口 空 气 污 染 防 治 研 究 项 目 ”的 初 步 研 究 成 果 显 示 ，内河 船 舶 排 人 大 气 的 污 染 物 （仅 估 算 柴 油 机 船 舶 部 分 ） 中 S O : 排 放 约 1 0 万 / 年 ；N O : 排 放 8 1 万 / 年 ， 占整个非道路移动源的大气污染分担率的 13. 3 % . 为 限 制 船 舶 S O ^ 及 N O ^ 排 放 对 大 气 造 成 的 不 良 影 响 ，2 0 1 6 年 8 月 2 2 日，环保部 正 式 发 布了《船 舶 压 燃 式 发 动 机 排 气 污 染 物 排 放 限 值 及 测 量 方 法 （中 国 第 一 、二 阶 段 ）7 标 准 的 第 一 阶 段 与 我 国 船 机 排 放 现 状 相 比 ，N O ^ 排 放 将 削 减 2 0 % 以 上 ，和 目 前 欧 洲 实 施 的 标 准 相 当 ；第 二 阶 段 N O ^ 排放将在第一阶段基础上进一步降低20% ， 和美国第三阶段实施的标准相当.
1 试验搭建部分
1.1 试验试剂和仪器 主 要 试 验 试 剂 ：N 2(体 积 分 数 +99. 9 9 % ) 、O 2
收稿日期％018-04-26 叶呈炜（1992—）男，硕士生 ，主要研究领域为内燃机性能优化与排放控制 国家自然科学基金 重点项目资助（51679176)
第 3期
叶 呈 炜 ，等 ：尿 素 法 同 时 脱 硫 脱 硝 试 验 研 究
武 汉 理 工 大 学 学 报 （交 通 科 学 与 工 程 版 ） Journal of Wuhan University of Technology
(Transportation Science > Engineering)
Vol.42 No.3 June 2018
面对日益严峻的污染形势和严格的排放法 规 ，国 内 外 学 者 对 多 目 标 污 染 物 协 同 脱 除 技 术 进 行 了 多 方 面 的 研 究 ，提 出 基 于 湿 法 烟 气 脱 硫 （wet flue gasdesulfurization,W F G D ) 实 现 同 时 脱 除 S O 2 和 N O ；^ 是 未 来 主 要 的 技 术 研 究 方 向 . 对 于 S O 2 的 脱 除 ，湿 法 洗 涤 可 以 达 到 9 6 % 以上的脱硫 效 率 ; 对 于 N O ^ 的 脱 除 ，目 前 研 究 者 们 正 在 积 极
尿素法同时脱硫脱硝试验研究"
叶呈炜吕林刘丙善
(武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室武汉430063)
摘要：为提高尿素法船舶柴油机尾气同时脱硫脱硝的效率，采用配加N 0 2 调节N 〇i 氧化度的方
法，在填料塔上进行了同时脱硫脱硝试验，分析了尿素溶液质量分数、液气比、N O i 氧化度、S0 2 体
寻 求 高 效 的 氧 化 手 段 ，将 废 气 中 占 9 0 % 以上且难 溶 于 水 的 N O 氧 化 成 N O 2 进 行 湿 法 洗 涤 脱 除 ，而 其中低温等离子体N O 氧化技术被认为是最具有 前 景的技术之一[2—3].
本试验主要研究以尿素水溶液为吸收剂的湿 法 同 时 脱 硫 脱 硝 技 术 .尿 素 作 为 一 种 强 还 原 剂 ，具 有 弱 碱 性 ，能 有 效 脱 除 S O 2 ，且脱硫产物硫酸铵可 回 收 利 用 ;脱 除 N O ^ 时 也 具 有 较 好 表 现 ：尿素能 跟 N O ^ 发 生 氧 化 还 原 反 应 生 成 无 害 的 N 2 ,避免 了二次污染的产生[4].目 前 ，国内外已有诸多学者 对 尿 素 溶 液 同 时 脱硫脱硝进行了研究）7]，研究主 要集中在添加剂的筛选及其工艺条件的确定上， 试验过 程 中N O ^ 的 氧 化 度 保 持 在 10% . 本试验 采 用 模 拟 烟 气 ，通 过 向 含 N O 为 主 的 模 拟 烟 气 中 配 加 N O 2 来 提 高 N O ^ 的 氧 化 度 ，在 不 使 用 其 他 氧 化 手 段 的 情 况 下 ，研 究 不 同 操 作 条 件 、N O ^ 氧 化度和SO2 体积分数对尿素法同时脱硫脱硝的 影 响 规 律 ，从 而 为 后 续 低 温 等 离 子 体 联 合 尿 素 湿 法同时脱硫脱硝提供指导.
见 图 1 ，主 要 分 为 烟 气 模
拟 、吸
和 分析系统三个部分.
N 0 Z 体 积 分 数 ，稳 定 10 m i n 后 记 录 数 据 ，计算 S0 2 k N 0 z 去除效率7.
积分数对去除效率的影响规律.结果表明，尿素法同时脱硫、脱硝最佳的尿素溶液质量分数为
1 0 % 、液气比为2 0 L/m 3,当 N O , 氧化度在10%〜90%时，脱硝效率随N O , 氧化度的提高而提
高；在最佳操作条件、N O i 氧化度为5 0 % 时，脱硫效率可达9 8 % ，脱硝效率为48%.
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( + 99. 99% ) 、N O ( + 99. 9 9 % ) 、S 0 2 ( +
99. 9 9 % ) 、N 0 2/N 2(l l N 0 2) 、尿 素 （+ 9 9 % ，分析
纯 )• 主 要 试 验 仪 器 :C S 2 0 0 系 列 质 量 流 量 控 制 器 、
S K 2-2. 5-13T S 管 式 电 阻 炉 、K S Y -6D - 1 6 温 度 控
制 器 、0 m ega 55000 S eries 热 敏 电 阻 气 体 温 度 传
、P T 1 0 0 尿wk.baidu.com素 温 度
、便携 式
分析
仪 H O R I B A P G -350.
1.2 试验系统
试验
关键词：尿素；脱硫;脱硝；N O i 氧化度；去除效率
中图法分类号：U 677.6
doi：10. 3963/. issn.2095-3844. 2018. 03. 025
0引
言
船舶排放已成为大气污染的主要排放源之 一 [1]. 中 国 环 境 科 学 研 究 院 开 展 的 “船 舶 和 港 口 空 气 污 染 防 治 研 究 项 目 ”的 初 步 研 究 成 果 显 示 ，内河 船 舶 排 人 大 气 的 污 染 物 （仅 估 算 柴 油 机 船 舶 部 分 ） 中 S O : 排 放 约 1 0 万 / 年 ；N O : 排 放 8 1 万 / 年 ， 占整个非道路移动源的大气污染分担率的 13. 3 % . 为 限 制 船 舶 S O ^ 及 N O ^ 排 放 对 大 气 造 成 的 不 良 影 响 ，2 0 1 6 年 8 月 2 2 日，环保部 正 式 发 布了《船 舶 压 燃 式 发 动 机 排 气 污 染 物 排 放 限 值 及 测 量 方 法 （中 国 第 一 、二 阶 段 ）7 标 准 的 第 一 阶 段 与 我 国 船 机 排 放 现 状 相 比 ，N O ^ 排 放 将 削 减 2 0 % 以 上 ，和 目 前 欧 洲 实 施 的 标 准 相 当 ；第 二 阶 段 N O ^ 排放将在第一阶段基础上进一步降低20% ， 和美国第三阶段实施的标准相当.
1 试验搭建部分
1.1 试验试剂和仪器 主 要 试 验 试 剂 ：N 2(体 积 分 数 +99. 9 9 % ) 、O 2
收稿日期％018-04-26 叶呈炜（1992—）男，硕士生 ，主要研究领域为内燃机性能优化与排放控制 国家自然科学基金 重点项目资助（51679176)
第 3期
叶 呈 炜 ，等 ：尿 素 法 同 时 脱 硫 脱 硝 试 验 研 究