船舶普遍采用大型低速二冲程柴油机作为主推进动力装置,所排放的废气中含有大量的氮氧化物(NOx),对环境造成了严重污染。为应对日益严格的船舶NOx限排法规,人们积极研究各类船用NOx去除技术。其中,湿法脱硝技术脱硝效率高、经济性好,且易于实现对多污染物的同时脱除,日益成为船舶柴油机废气脱硝领域的研究热点之一。传统湿法脱硝反应器常采用喷淋塔等型式,需占用较大的船舶空间,难以满足船舶实际需求。基于超重力技术的旋转填料床反应器(RPB)的气液传质系数远高于传统反应器,因而具有体积小、重量轻的优势,在船舶领域显示出很高的应用潜力。本文采用RPB作为反应器、NaC102作为湿法脱硝氧化剂,研究废气脱硝效果及相关反应机理。通过采用自行设计制作的RPB反应器,搭建了一套湿法洗涤脱硝系统,实验研究不同因素对废气脱硝效果的影响,分析探讨相关脱硝反应和反应动力学特性。具体内容如下:首先,根据柴油机台架废气的工况条件,制定脱硝工艺方案,设计并制作一套RPB反应器。确定RPB反应器的结构型式、填料类型和转子型式等要素条件;对反应器各主要部件的尺寸进行了计算,并根据所选材料的力学特性对部件的机械强度进行校核分析;根据设计计算结果,绘制与审核工程图纸;参照工程图纸,完成RPB反应器的加工与组装,并对反应器进行了调试,确认反应器的各项性能满足实验要求。其次,基于RPB反应器搭建了一套模拟船舶柴油机废气脱硝实验系统,采用NaClO2溶液作为湿法脱硝洗涤剂,实验研究了RPB转速、洗涤溶液pH值、NaClO2浓度、NO浓度、SO2浓度等主要因素对脱硝效果的影响,并探讨了相关反应机理。结果表明,在一定范围内增加旋转填料床转速和NaClO2浓度,可以显著改善脱硝效果。洗涤溶液pH值对脱硝效果有明显影响。随着pH值的降低,洗涤溶液中的ClO2-转化为HClO2和ClO2的比例提高,从而显著增强了其氧化去除NOx的能力。当洗涤溶液pH值为4时,NO氧化率和NOx去除率分别可达100%和72.3%。废气中共存的SO2会明显提高NOx去除率,获得良好的同时脱硫脱硝效果。随着初始NO浓度的提高,NO去除率会出现下降。通过增加氧化剂浓度,可以实现对高浓度NO的有效去除,从而保证本工艺在较宽的NOx浓度范围内均取得良好的脱硝效果。最后,基于经典反应动力学理论和相关经验模型,推导得出RPB反应器内NaClO2溶液湿法脱硝反应速率方程。拟合实验数据求解反应级数,得到各工艺参数对反应速率的影响大小的顺序为:初始NaClO2浓度>转子转速>废气NO浓度>氢氧根离子浓度。