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基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究

来 源:中华水网摘自网络   发布时间:2020-05-23 移动版

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北极星水处理网讯:摘 要:船用海水脱硫技术是目前世界上技术最成熟、使用最为广泛的 SOx排放控制技术,该技术采用导流稀释的形式处理工艺过程中产生大量酸性较强的脱硫废水。文章采用常用的商用计算流体力学软件,通过对经过导流装置后排出废水的浓度、速度及 pH值进行数值计算,以验证该装置高效的稀释作用。结果表明,该导流装置具有高效的稀释作用,排出废水满足法规排放要求。

关键词:船用脱硫;废水排放;法规;计算流体力学

引言

随着国际航运业及远洋船舶运输的发展,以重油为燃料的船舶发动机所产生的废气已成为沿海地区尤其是港口大气的主要污染源。船舶柴油机所使用的燃料为高粘度、高含硫量、高残碳的重油,产生的气态污染物中,SOx(SO2、SO3,主要为SO2)占有很大比重,且与空气中的水分反应形成酸雨、酸雾等,是造成大气污染的主要酸性气体之一,对地球的生态环境和人类的身体健康等造成巨大的危害。1997年9月27日,国际海事组织(InternationalMaritime Organization,IMO)通过了《国际防止船舶造成大气污染公约》,并作为MARPOL 73/78公约附则VI颁布,其中对船舶SOx排放限值和标准生效时间作了明确规定。目前IMO推荐的解决船舶废气中SOx含量超标问题的方法主要有采用低硫燃油作为燃料和采用废气洗涤装置(Exhaust Gas Cleaning,EGC)清洗燃烧废气两种。采用废气洗涤装置会产生大量酸性较强的洗涤废水,法规MEPC.2529(68)规定,船舶所排出的洗涤废水在离排出点4m范围以外,洗涤水的pH值不得小于6.5。本文利用海水天然的弱碱缓冲性质,通过导流装置对排出废水进行扩散稀释,促使排出废水达标。

随着计算流体力学 (Computational Fluid Dynamics,CFD)的不断发展,CFD 数值模拟方法愈发广泛地被应用到各个领域当中。本文将介绍具有高效稀释作用的脱硫塔洗涤废水导流装置,采用 CFD 数值模拟方法分析某耙吸式。

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4 结论

本论文采用CFD数值仿真方法对某耙吸式挖泥船EGC系统废水通过导流装置后与舷外海水进行的混合稀释过程进行了模拟,通过分析舷外废水的流场、温度场及p H值分布,论证了在船舶静止状态下,舷外4m处海水pH值的达标情况。

仿真证明,排水管道内装配的导流装置能够有效地增强废水与舷外海水的混合稀释,某耙吸式挖泥船 EGC 系统所产生的废水(流量为 320m3/h,p H 值为 5.5)的 pH 值能够在 4m 内迅速提升到 7 左右,完全满足 IMO 对船舶 EGC系统废水排放指标的要求。


原标题:基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究

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