基于O3/NaClO协同氧化吸收法的船舶尾气同时脱硫脱硝性能与机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51779024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1102.船舶工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The exhaust gas emitted from ocean-going ships contains a large amount of gaseous pollutants, such as SOx and NOx, resulting in a serious damage to the air environment and human health. Thus, there is a great demand on technologies for multi-pollutants removal from marine exhaust gas in shipping industry. In this context, a novel method of simultaneously removing SOx and NOx from marine exhaust gas by using the synergistic effect of ozone (O3) and sodium hypochlorite (NaClO) has been proposed in this project. It combines O3 injection with wet scrubbing in the same reactor in order to improve the utilization of O3 oxidants. The effects of wet scrubbing conditions on self-decomposition and denitrification performance of O3 will be investigated theoretically and experimentally, and the relevant influencing mechanism will be explored. Furthermore, NaClO will be added in the wet scrubbing solution to combine with O3, aiming to reduce the power consumption for O3 production. The effects of various operating parameters on simultaneous removal of SOx and NOx by using O3/NaClO will be studied, and the relevant reaction mechanism will be discussed. Then active chlorine solution will be prepared by seawater electrolysis, which is used to replace the NaClO solution effectively. The performance and influencing mechanism of simultaneous desulphurization and denitrification by the combination of O3 and electrolyzed seawater will be investigated in detail, and the key process conditions will be optimized. In the end, a novel method of multi-pollutants removal from marine exhaust gas would be developed, which could meet the requirements of marine applications and was financially viable for vessels. This work would also provide the essential theoretical guidance and technical support for the practical application onboard.
由于船舶排放的废气中含有大量的SOx、NOx等气体污染物,对世界环境造成了严重的危害,从而使船舶废气多污染物综合处理技术成为当前全球航运业的迫切需求之一。为此,本项目创新性地提出一种基于臭氧(O3)/次氯酸钠(NaClO)协同氧化吸收的船舶尾气同时脱硫脱硝方法。通过O3注入同位结合湿法洗涤,实现O3的高效利用,研究湿法洗涤对O3自分解及脱硝性能的影响规律,并揭示相关作用机理;在此基础上,向湿法洗涤液中加入NaClO,通过O3/NaClO协同氧化,有效减少O3的用量,进而减少电耗,研究O3/NaClO协同氧化脱硫脱硝性能及强化方法,并探讨相关反应机理;通过电解海水高效制氯,有效替代NaClO溶液,研究O3/电解海水协同氧化脱硫脱硝性能及影响机理,进而优化关键工艺条件。通过本项目的开展,最终形成一种适合船舶实用、经济可行的船舶尾气污染物综合处理方法,并为相关技术的实船化应用提供必要的理论支撑。

结项摘要

在全球范围内,船舶普遍采用柴油机作为动力装置,每年消耗近3亿吨燃油,排放了大量的SOx、NOx、颗粒物等污染物,对生态环境与人类健康造成了严重危害。虽然船舶采用低硫油技术,可有效减少SOx排放,但会显著增加运营成本。湿法洗涤脱硫技术已在船舶领域成功应用,但很难与SCR脱硝技术相集成。因此,航运业亟需一种经济高效的船舶尾气同时脱硫脱硝技术与产品。本项目创新性地提出一种基于臭氧/次氯酸钠协同氧化吸收的船舶尾气同时脱硫脱硝方法。该方法的关键在于利用湿法洗涤对烟气进行降温,避免同位注入臭氧的高温自分解,并通过臭氧与湿法氧化剂相协同,有效提高臭氧的利用率,同时降低臭氧的使用量,从而提高工艺的实用性与可行性。针对该方法,本项目重点开展了四个方面的研究工作:研究湿法洗涤对臭氧自分解特性和脱硝性能的影响,结果表明湿法洗涤显著地提高了同位注入臭氧的利用率,并揭示了相关作用机理;研究对比了不同添加剂对臭氧氧化脱硝性能的强化作用,结果表明亚硫酸钠-三乙醇胺(TEOA)同时作为湿法添加剂,可有效地提高NOx去除率;研究臭氧注入与次氯酸钠湿法洗涤同位结合的协同脱硫脱硝性能,结果显示当O3/NO摩尔比为0.5、循环洗涤液中NaClO浓度为25 mM时,即可实现对NO的全部氧化,此时SOx去除率接近100%,且NOx脱除率可达70%以上;研究臭氧注入与电解海水湿法洗涤同位结合的协同脱硫脱硝性能,发现电解海水与NaClO溶液的脱硝效果基本相同,且由于海水具有较高的碱度,可有效促进脱硫效果。本项目研究结果充分证明湿法洗涤技术与臭氧高级氧化脱硝技术之间具有良好的集成性,两者同位协同提高了臭氧利用率,且通过臭氧与次氯酸钠协同显著减少了臭氧的使用量。研究成果可为开发体积紧凑、成本低、功耗少的烟气脱硫脱硝一体化工艺提供有益的借鉴,且可为臭氧注入-湿法洗涤同位协同脱硫脱硝技术在船舶领域的应用提供一定的理论指导与技术支持。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
NOx Removal from Flue Gas Using an Ozone Advanced Oxidation Process with Injection of Low Concentration of Ethanol: Performance and Mechanism
使用注入低浓度乙醇的臭氧高级氧化工艺去除烟气中的氮氧化物:性能和机理
  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.9b03839
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Han, Zhitao;Wang, Junming;Pan, Xinxing
  • 通讯作者:
    Pan, Xinxing
Pr-modified MnOx catalysts for selective reduction of NO with NH3 at low temperature
低温下用 NH3 选择性还原 NO 的 Pr 改性 MnOx 催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.jtice.2021.06.008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    翟广鹏;韩志涛;吴玺田;杜还;高宇;杨少龙;宋立国;董景明;潘新祥
  • 通讯作者:
    潘新祥
An investigation on the promoting effect of Pr modification on SO2 resistance over MnOx catalysts for selective reduction of NO with NH3
Pr改性对MnOx催化剂NH3选择性还原NO的抗SO2促进作用研究
  • DOI:
    10.1007/s11356-021-17006-3
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    翟广鹏;韩志涛;杜还;高宇;潘新祥
  • 通讯作者:
    潘新祥
Characterization of WMnCeTiOx catalysts prepared by different methods for the selective reduction of NO with NH3
不同方法制备的WMnCeTiOx催化剂用于NH3选择性还原NO的表征
  • DOI:
    10.1039/d1nj03891e
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    李晓娣;韩志涛;师庆东;王鑫鑫;吴玺田;高宇;李成隆;刘刚
  • 通讯作者:
    刘刚
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Sn改性TiO2负载的Fe和Mn混合氧化物催化剂用于低温下NH3选择性催化还原NO
  • DOI:
    10.1039/d1nj05290j
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    韩志涛;杜还;徐朵;高宇;杨少龙;宋立国;董景明;潘新祥
  • 通讯作者:
    潘新祥

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基于电解海水的模拟船舶废气脱硝试验
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  • 作者:
    杨少龙;韩志涛;潘新祥;严志军
  • 通讯作者:
    严志军

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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