臺灣博碩士論文加值系統

船舶在航行柴油機與鍋爐燃燒過程的排氣是大氣污染的來源之一，根據IMO關於減少船舶硫氧化物(SOx)排放規定於2005年根據”國際防止船舶造成汙染公約”(稱為MARPOL公約)的附件VI生效，硫氧化物的限制逐漸嚴格。根據IMO 的全球海域船舶限硫規定MEPC.259(68)決議，從2020年1月1日起，在指定排放控制區域以外航行得船舶上使用燃油的硫含量將降至0.5% m/m以下。欲使排氣中的含硫量降低除使用符合標準的低硫燃油，另一解決方案則是安裝煙氣清洗系統(EGCS)。柴油機與鍋爐燃燒排氣含硫量限制以及岸上發電廠使用脫硫技術成熟，世界船東著手廣泛進行安裝使用。因此本文利用Fluent® 數值計算軟體，對燃燒設備的煙氣清潔系統(EGCS)過程進行模擬分析。分別針對內部煙道不同結構設計之脫硫塔，通過對煙氣清洗系統(EGCS)煙道及反應器內的煙氣流動情況，以及脫除硫氧化物的過程進行分析，結果顯示有導流管之煙氣較為均勻，除硫效果增加。
關鍵詞： 煙氣清洗系統、煙氣脫硫、硫氧化物、數值模擬

The venting of vessel during the combustion of diesel engines and boilers is one of the sources of atmospheric pollution. According to the IMO regulations on reducing the emission of sulfur oxides from vessel in 2005, under the International Convention for the Prevention of Pollution from Vessel (known as the MARPOL Convention) The Annex VI is in force and the restrictions on sulfur oxides are becoming stricter. According to IMO's MECC.259 (68) resolution on the regulation of sulfur in global seas, from January 1, 2020, the sulfur content of fuel used on ships sailing outside the designated emission control area will be reduced to less than 0.5% m/m. . In order to reduce the sulfur content in the exhaust gas, in addition to the use of low-sulfur fuels that meet the standards, another solution is to install an exhaust gas cleaning system (EGCS). The sulfur content of diesel engine and boiler combustion exhaust gas and the use of desulfurization technology in onshore power plants are mature, and the world ship owners have begun to install and use it extensively. Therefore, this paper uses the Fluent® numerical calculation software to simulate the flue gas cleaning system (EGCS) process of the combustion equipment. The desulfurization towers designed for different internal flue structures are analyzed by the flue gas cleaning system (EGCS) flue gas and the flue gas flow in the reactor, and the process of removing sulfur oxides. The results show that the flue gas of the draft tube is relatively uniform, and the sulfur removal effect is increased.
Key words: Flue Gas Cleaning System, Flue Gas Desulfurization, Sulfur Oxide, Numerical Simulation

誌謝 I
中文摘要 II
Abstract III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章、緒論 1
1.1 硫化物的危害 1
1.2 SOx的生成原理與控制技術 2
1.2.1 SOx的生成原理 2
1.2.2 SOx的控制技術 2
1.2.3 煙氣脫硫技術分類 6
1.3 國際船舶的硫氧化物排放與污染控制 6
1.3.1 船舶硫氧化物的排放情況 6
1.3.2 國際海事組織(IMO)硫氧化物排放控制法規 7
1.3.3 國際船舶SOX控制技術發展情況 8
1.3.4 國際船舶對應的SOX控制工作 9
1.4 脫硫設備(SCRUBBER)國際發展情況 9
1.5 文獻回顧 9
1.6 本研究主要工作內容 10
第二章、EGCS海水煙氣脫硫技術 11
2.1 海水煙氣脫硫概述 11
2.2 海水煙氣脫硫的技術流程與脫硫原理及脫硫效率影響 11
2.2.1 海水煙氣脫硫技術流程 11
2.2.2 海水煙氣脫硫原理 13
2.2.3 脫硫效率的影響因素 15
2.3 船舶應用海水煙氣脫硫須注意事項 16
第三章、數值模擬 17
3.1 EGCS數值模擬選擇 17
3.2流體力學基本控制方程式 18
3.2.1質量守恆方程式 18
3.2.2動量守恆方程式 18
3.2.3能量守恆方程式 19
3.3紊流模式 19
3.4多相流動模式 20
3.5數值模式 22
3.6模型建立與設置 22
3.6.1船舶設備資料與煙氣清潔系統設備規格 23
3.6.2 煙氣清潔系統設計參數 24
3.6.3脫硫設備資料與規格 25
3.7本課題研究方法 25
第四章、EGCS煙氣脫硫系統結果分析 26
4.1 EGCS脫硫系統介紹，脫硫塔裝置 26
4.2 氣流均部性判定 27
4.3 FLUENT數值計算方法 27
4.4 脫硫塔的煙道模擬結果及其分析 28
第五章、結論與展望 38
5.1結論 38
5.2建議及展望 38
參考文獻 39

[1] 袁雪，童凱. 中國船舶大氣排放協同控制的法律規制探析[ J ] .中國海商法研究, (2017.06)。
[2] 曾向明，方佳琦. 關於如何應對IMO關於硫氧化物排放控制要求的研究.上海海事大學, (2013.06)。
[3] 徐立. 關於靠港船舶硫排放控制政策研究.中國船籍設上海分社,(2014.6)
[4] 馬義平，許樂平. 海水脫硫在船舶硫氧化物排放控制上的應用.上海海事大學 商船學院, (2001)。
[5] 徐勇傑. 船舶硫氧化物減排技術應用,上海船舶研究設計院,(2013.03)
[6] 金晶. 新型尾氣洗滌塔的結構設計與數值分析,天華化工機械及自動化研究設計院有限公司, (2016.06)。
[7] International Maritime Organization, Investigation of appropriate control measures(abatement technologies) to reduce Black Carbon emissions from international shipping,(2015).
[8] Ole Groulef Vestergaard, Comparing Wet and Dry Exhaust Gas Cleaning Systems, Aarhus School of Marine and Technical Engineering,(2013).
[9] Alfa Laval, A guide to Sox abatement alternatives, scrubbers and suppliers.
[10] Hitachi-Man B&W Diesel Engine Service Data, Cylinder liner scuffing prevention measures at use of Ultra-low Sulphur fuel of 0.1% or less Sulphur, or the fuel less than 0.5% Sulphur,(2018).
[11] Hitachi-Man B&W Diesel Engine Service Data, Guidelines for Operation on Fuel with less tha 0.1% Sulphur,(2018).
[12] International Maritime Organization Official webside.