船舶尾氣脫硫脫硝技術(shù)研究進(jìn)展

　　:摘要：遠(yuǎn)洋船舶燃燒低品質(zhì)重油所釋放的尾氣中，NOx與SOx等有害成分比例高，嚴(yán)重威脅海洋的生態(tài)環(huán)境和沿海居民健康。本文介紹了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外船舶尾氣后處理技術(shù)的分類(lèi)、原理及優(yōu)缺點(diǎn)，綜述了船舶尾氣脫硫、脫硝和脫硫脫硝一體化處理技術(shù)的研究進(jìn)展，認(rèn)為現(xiàn)有的大部分船舶尾氣后處理技術(shù)去除污染物成分單一，不能高效地實(shí)現(xiàn)船舶尾氣污染物的減排，研究脫硫脫硝一體化處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)船舶尾氣高效治理的發(fā)展方向，但是高效低能耗的一體化處理技術(shù)目前仍然處于探索與實(shí)驗(yàn)階段。通過(guò)分析脫硫脫硝一體化技術(shù)面臨的瓶頸問(wèn)題，指出光催化技術(shù)和低溫等離子體技術(shù)近年來(lái)雖得到了巨大的發(fā)展，但因成本高且安全問(wèn)題難以保證尚無(wú)法在實(shí)船應(yīng)用；改性海水法則憑借處理效率高、占用船艙面積小，成本較低等優(yōu)勢(shì)，未來(lái)在船舶尾氣綜合治理方面具有良好的發(fā)展前景。

　　隨著經(jīng)濟(jì)全球化的加快及世界各國(guó)貿(mào)易聯(lián)系日益緊密，水路運(yùn)輸仍然是各國(guó)之間貿(mào)易最重要的運(yùn)輸方式，占據(jù)世界貨物運(yùn)輸?shù)闹鲗?dǎo)地位。據(jù)國(guó)際海事組織(IMO)2014年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅2012年船用柴油機(jī)NOx排放量約為1900萬(wàn)噸，SOx排放量約為1024萬(wàn)噸，分別占全球NOx、SOx排放量的15%和13%[1]。它們經(jīng)大氣循環(huán)遷移轉(zhuǎn)化，在陸地、海洋和淡水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生沉積，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)衰退和海洋酸化[2]，影響全球氣候變化[3]，引起國(guó)際社會(huì)的高度重視。針對(duì)船舶尾氣污染，IMO制定了排放標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)立了NOx和SOx排放控制區(qū)。遠(yuǎn)洋船舶具有國(guó)際流動(dòng)性，其污染控制的難度遠(yuǎn)高于陸面煙氣，需要多個(gè)國(guó)家、地區(qū)的協(xié)調(diào)管理。

　　目前，船舶尾氣污染控制主要分為改善燃油質(zhì)量、使用替代燃料、燃燒過(guò)程中處理和尾氣后處理4類(lèi)。從改善燃料質(zhì)量角度出發(fā)，采用高品質(zhì)燃油必然會(huì)導(dǎo)致燃料成本增加，而使用替代燃料在設(shè)備技術(shù)上還存在缺陷。從處理技術(shù)角度出發(fā)，單獨(dú)采用燃燒過(guò)程中處理技術(shù)目前還不能達(dá)到IMO的排放標(biāo)準(zhǔn)，而采用尾氣后處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)即使燃燒低成本重油的情況下也能達(dá)到IMO制定的MARPOL公約附則Ⅵ修正案中對(duì)NOx和SOx的排放要求，因此當(dāng)前的尾氣污染物減排策略通常為尾氣后處理技術(shù)。本文從船舶尾氣污染物主要成分出發(fā)，綜述了尾氣脫硫、脫硝和脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究現(xiàn)狀，著重介紹了脫硫脫硝一體化技術(shù)的原理、特點(diǎn)和研究進(jìn)展，最后展望了未來(lái)船舶尾氣污染控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　1船舶柴油機(jī)尾氣污染物

　　船舶柴油機(jī)由于燃燒較為劣質(zhì)的重油，釋放出的尾氣中污染物成分復(fù)雜，包含NOx、SOx、CO、HC和PM等[4]。由于柴油機(jī)燃燒過(guò)程中過(guò)量空氣系數(shù)較大燃燒較完善，因此廢氣中的有害污染物以NOx和SOx占主導(dǎo)，它們也被IMO列為首要控制的船舶尾氣污染物。尾氣中NOx主要包括NO、NO2、N2O、N2O5等，其中NO占90%以上。NO在空氣中容易氧化為NO2，會(huì)對(duì)人體的心臟和肺產(chǎn)生毒害作用。SOx中95%為SO2，SO3僅占5%。SO2對(duì)人體健康有直接的損害，并且也是酸雨的主要成因，對(duì)生態(tài)環(huán)境有嚴(yán)重影響。綜上所述，控制船舶尾氣NOx、SOx排放的關(guān)鍵是對(duì)NO和SO2進(jìn)行脫除。

　　2船舶尾氣單一污染物處理技術(shù)

　　2.1船舶尾氣脫硫技術(shù)

　　傳統(tǒng)的船舶尾氣脫硫技術(shù)有海水洗滌法、石灰石-石膏法，在此基礎(chǔ)上又衍生出鎂法和氨法等。這些方法都以吸收為主導(dǎo)，再經(jīng)空氣氧化實(shí)現(xiàn)尾氣的脫硫處理，只是選取的吸收劑各不相同，因此脫硫效果也有差異，詳情見(jiàn)表1。

　　2.1.1海水洗滌法

　　海水洗滌法是利用海水的天然堿度和緩沖體系吸收尾氣中的SOx達(dá)到脫硫目的[5,9]。海水本身取之不盡，但脫硫過(guò)程需要更新大量海水，產(chǎn)生的動(dòng)力消耗需要額外消耗燃油，增加了成本，所以直接海水洗滌法并不經(jīng)濟(jì)。宋永欣等[10]曾嘗試通過(guò)優(yōu)化裝置來(lái)解決更新大量海水的問(wèn)題，他們利用中空纖維膜接觸器作為洗滌器，大大減少了海水用量。但船舶尾氣溫度高達(dá)幾百度，中空纖維膜容易失效，更換成本過(guò)高。對(duì)此，浙江海洋學(xué)院[11]公開(kāi)了一種尾氣多級(jí)處理及余熱復(fù)合利用裝置，該裝置在尾氣通入中空纖維膜接觸器前增加了洗氣和噴淋處理，主要目的是先降低尾氣溫度，然后進(jìn)行污染物脫除。由于降溫后的尾氣對(duì)中空纖維膜壽命影響較小，因此減少了膜的更換次數(shù)，節(jié)約了成本。另外，該裝置通過(guò)尾氣多級(jí)處理提高了尾氣的吸收效率。尾氣中的SOx經(jīng)海水洗滌后需經(jīng)過(guò)曝氣吹脫處理，最終生成的副產(chǎn)物硫酸鹽是海水的天然成分，因此排入海洋的洗滌廢液不會(huì)破壞海洋環(huán)境。但海水緩沖能力有限，對(duì)高濃度煙氣脫硫效果不佳，并且設(shè)備占地面積大，而船舶上空間有限，因此也限制了其發(fā)展。

　　2.1.2其他吸收法

　　石灰石-石膏法是目前國(guó)外應(yīng)用較為廣泛且工藝發(fā)展成熟的煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)使用CaCO3或CaO作為吸收劑吸收尾氣中的SOx，并最終生成穩(wěn)定的硫酸鈣[12]。此法成本低廉，脫硫率可達(dá)到90%以上，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上逐漸衍生出了鎂法脫硫、氨法脫硫技術(shù)，其反應(yīng)機(jī)理基本相似，只是所用吸收劑有所不同。例如，鎂法脫

　　硫利用MgO溶于水生成Mg(OH)2泥漿來(lái)吸收尾氣中的SO2，該法對(duì)SO2的吸收效果明顯優(yōu)于海水洗滌法。國(guó)內(nèi)大連海事大學(xué)對(duì)鎂法脫硫進(jìn)行了深入研究，并聯(lián)合威海普益船舶環(huán)?？萍加邢薰練v經(jīng)多年在其基礎(chǔ)上研發(fā)出鎂基-海水法廢氣脫硫系統(tǒng)[7]。該系統(tǒng)已先后在“冰河號(hào)”和“凌云河號(hào)”兩艘集裝箱船進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明該系統(tǒng)可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，能耗和成本均較低，適合船舶上應(yīng)用。但該方法生成的副產(chǎn)物硫酸鎂需要壓成濾餅保存在船舶上，直到港口才能卸載，因此在船舶上需要一定的占地面積，也成為限制該工藝推廣的一個(gè)重要因素。

　　2.2船舶尾氣脫硝技術(shù)

　　船舶尾氣中NOx的主要成分為NO，與SO2相比，NO化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在海水中溶解度小，直接吸收法不適用于NO的脫除。傳統(tǒng)的尾氣脫硝方法為選擇性催化還原技術(shù)(SCR)，該技術(shù)以NH3或尿素為還原劑，在催化劑存在且溫度為250～600℃的條件下將NOx直接還原為N2[13]，原理見(jiàn)式(1)、式(2)。

　　4NH3+4NO+O24N2+6H2O(1)

　　8NH3+6NO27N2+12H2O(2)

　　目前，SCR脫硝工藝已經(jīng)非常成熟，利用率也很高，廣泛應(yīng)用于陸地設(shè)施的煙氣脫硝和部分沿岸中高速船舶的尾氣脫硝領(lǐng)域。該方法可以處理船舶尾氣中80%～95%的NOx，達(dá)到MARPOL附則Ⅵ修正案中的TierⅢ排放標(biāo)準(zhǔn)。然而一直以來(lái)SCR存在催化劑易失活的問(wèn)題，最初SCR采用貴金屬催化劑，但價(jià)格昂貴限制了其發(fā)展。目前商用的催化劑為V2O5-WO3(MoO3)-TiO2，但也存在久用后失活的問(wèn)題，如何解決催化劑易失活問(wèn)題成為該技術(shù)上突破的關(guān)鍵。

　　為了尋找高效持久的催化劑，多個(gè)研究者對(duì)此進(jìn)行了探索。HESHAM等[14]采用沸石Y作基底負(fù)載Cu制備的新型催化劑，在富氧條件下，利用丙烯作還原劑可以將尾氣中的NOx還原為N2，去除率達(dá)到98%。碗海鷹[15]改用高比表面積ZSM-5分子篩作為載體，以釩等金屬元素作為活性組分負(fù)載在ZSM-5分子篩表面制備了SCR催化劑，該催化劑

　　與商用催化劑V2O5-WO3(MoO3)-TiO2相比具有更高的催化活性。傳統(tǒng)催化劑V2O5-WO3(MoO3)-TiO2在遇到堿金屬和SO2時(shí)會(huì)“中毒”失活而喪失催化活性，對(duì)此復(fù)旦大學(xué)HUANG等[16]用HWO代替?zhèn)鹘y(tǒng)催化劑中的WO3研發(fā)出一種可以同時(shí)抗堿金屬和SO2的新型脫硝催化劑(V2O5/HWO)，該催化劑不僅脫硝效率高，并且壽命比傳統(tǒng)催化劑長(zhǎng)10倍以上，解決了傳統(tǒng)催化劑需經(jīng)常更換的問(wèn)題。

　　另外，由于氨的儲(chǔ)存和泄露存在一定風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)船舶航行和港口還原劑的補(bǔ)給都帶來(lái)一定的危險(xiǎn)。綜上所述，催化劑的優(yōu)化是現(xiàn)階段SCR在船舶尾氣脫硝處理方面的研究熱點(diǎn)，但還原劑所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也不能忽視?，F(xiàn)實(shí)中必須先解決這些問(wèn)題，才有可能實(shí)現(xiàn)在船舶上的應(yīng)用。

　　3船舶尾氣脫硫脫硝一體化處理技術(shù)

　　傳統(tǒng)的船舶尾氣處理技術(shù)對(duì)污染物的凈化處理大多是獨(dú)立進(jìn)行的，同時(shí)脫除兩種及以上主要污染物的處理技術(shù)不多，并且其中大部分只是通過(guò)簡(jiǎn)單的將不同設(shè)備聯(lián)用實(shí)現(xiàn)，設(shè)備之間的融合性不能確定，因此研究同時(shí)脫除多種污染物的一體化技術(shù)是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。目前船舶尾氣一體化處理技術(shù)主要有氧化-吸收、低溫等離子體、光催化和改性海水法等。

　　3.1氧化-吸收法

　　氧化-吸收法主要針對(duì)難以被吸收劑直接去除的尾氣成分，此處主要指NO，需將其先氧化為易被吸收的高價(jià)態(tài)化合物NO2，再利用吸收劑去除。這里提到的吸收劑以堿性溶液和亞硫酸鹽溶液為主，氧化劑主要有二氧化氯、過(guò)氧化氫、臭氧等[17]。

　　劉光洲等[18]利用二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)生的二氧化氯濃溶液與天然海水混合對(duì)船舶尾氣進(jìn)行噴淋，脫硫率和脫硝率分別能達(dá)到90%和80%以上，此方法實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)兩種氣態(tài)污染物的脫除。H2O2的氧化能力有限，不能有效地將尾氣中的污染物氧化轉(zhuǎn)化。馬雙忱等[19]嘗試將H2O2與紫外光結(jié)合，產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基OH•大大提高了H2O2的氧化能，脫硫脫硝率均提高到95%以上。與二氧化氯和過(guò)氧化氫相比，O3具有極強(qiáng)的氧化性。ZHANG等[20]和SUN等[17]分別研究了臭氧氧化與NaOH、MgO吸收組合工藝，并探討了影響NOx、SOx脫除效果各因素之間的最佳組合條件，認(rèn)為采用臭氧氧化-吸收法實(shí)現(xiàn)尾氣同時(shí)脫硫脫硝是可行的。ZHANG等還發(fā)現(xiàn)SO2的存在會(huì)降低O3對(duì)NO的氧化能力，因?yàn)镾O2會(huì)和生成的NO2反應(yīng)將其還原為NO。但即便如此，O3對(duì)NO的氧化效率依然能達(dá)到90%以上。與二氧化氯和過(guò)氧化氫相比，研究者們認(rèn)為采用臭氧氧化與濕式洗滌結(jié)合法是三者之中較為經(jīng)濟(jì)有效的方法[21]。

　　3.2低溫等離子體技術(shù)

　　等離子體是原子、分子、帶電離子、電子和自由基組成的一種混合物質(zhì)存在形態(tài)[22]。低溫等離子體(NTP)技術(shù)作為一種能源利用率較高的污染控制技術(shù)，成為近年來(lái)柴油機(jī)尾氣后處理凈化技術(shù)的研究熱點(diǎn)。該技術(shù)利用高能帶電離子與尾氣中的N2、O2、H2O等分子發(fā)生碰撞使分子被激發(fā)和解離，生成具有強(qiáng)活性的OH•、HO2•、O•、N•和H•自由基，將尾氣中SO2和NO氧化轉(zhuǎn)化為SO3和NO2，最終生成H2SO4和HNO3[23-24]。優(yōu)點(diǎn)在于可以同步對(duì)柴油機(jī)的有害排放物NOx和SOx進(jìn)行凈化。該技術(shù)主要分為電子束輻射法、(直流、交流、脈沖)放電法和微波輻射法3類(lèi)[25]。

　　電子束輻射法是將尾氣中低價(jià)態(tài)的NOx、SOx氧化為高價(jià)態(tài)的氧化物，在氨的作用下最終轉(zhuǎn)變成(NH4)2SO4、(NH4)NO3的過(guò)程(原理見(jiàn)圖1)，該方法對(duì)NOx、SOx脫除率分別可達(dá)到80%、95%以上[22]。將電子束輻射法應(yīng)用于船舶尾氣的脫硫脫硝中，可避免使用過(guò)多氧化劑對(duì)設(shè)備帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題，并在降低設(shè)備成本的同時(shí)提高了尾氣中SO2和NO轉(zhuǎn)化的可能性。

　　與電子束輻射法需要提供高能電子不同，放電法是直接將尾氣通入等離子體中[22]，通過(guò)還原和氧化兩種途徑去除有害污染物。YU等[26]研究了直流放電法還原尾氣中的NOx，有效去除率達(dá)到97.8%。張拿慧等[27]研究了放電氧化法去除尾氣中NOx和SOx的過(guò)程，將初次洗滌后的尾氣通入到電暈催化反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)等離子放電產(chǎn)生的高能電子和自由基的催化氧化，利用亞硫酸鈉溶液吸收去除。此種方法可免于使用貴金屬作催化劑，因此適用大功率船舶柴油機(jī)的尾氣凈化。

　　英國(guó)布魯內(nèi)爾大學(xué)電子系統(tǒng)研究中心以微波輻射法為主研究了NTP技術(shù)脫硫脫硝過(guò)程。他們首先用單一的微波輻射法脫除尾氣中的NOx和SOx，脫硫率和脫硝率分別可以達(dá)到80%和60%。之后又分別將脈沖放電、電子束輻射與微波輻射相結(jié)合，探討了兩兩聯(lián)合的方法對(duì)尾氣脫硫脫硝的脫除效果，結(jié)果表明采用兩兩聯(lián)合方法比單一微波輻射法更加高效。

　　3.3光催化技術(shù)

　　近年來(lái)光催化技術(shù)被稱為是一種“綠色友好”技術(shù)，成為目前包括船舶尾氣處理在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光催化法處理船舶尾氣是指SOx、NOx等污染物在紫外光照射下在催化劑表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。目前研究較多的光催化劑是以TiO2半導(dǎo)體為基底的納米催化劑，TiO2表面經(jīng)光激發(fā)后產(chǎn)生空穴和光生電子，光生空穴被表面吸附水或氫氧根離子捕獲生成OH•自由基，光生電子則與O2等反應(yīng)在催化劑表面生成O2–、H2O2等氧化物[28]，這些氧化物作用于尾氣中的SOx、NOx等污染物并將其氧化降解，原理見(jiàn)圖2。

　　光催化技術(shù)目前還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用到船舶上，瓶頸問(wèn)題是催化劑易失活且需經(jīng)常更換，因此亟待尋找一種高效且不易失活的催化劑。SU等[29]利用靜電紡絲法制備出聚丙烯腈PAN負(fù)載TiO2光催化劑，并在紫外光的照射下將該催化劑用于廢氣的脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明：鈦負(fù)載量6.78%，煙氣流速200mL/min，煙氣濕度5%，入口煙氣溫度40℃的條件下，SO2和NO的去除率分別為99.3%和71.2%。

　　另外，光催化技術(shù)的光源主要采用紫外光，利用效率不高并且能耗大，限制了其在該應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。試想如果能在可見(jiàn)光下實(shí)現(xiàn)尾氣中污染物的凈化對(duì)其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化具有很大的優(yōu)勢(shì)。LI等[30]研究出一種可以在可見(jiàn)光下被激發(fā)的光催化劑，該催化劑以活性炭纖維作基底，利用水合肼還原法將TiO2/Cu2O負(fù)載在其表面進(jìn)行改性。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，這種TiO2/Cu2O復(fù)合光催化劑可被可見(jiàn)光激發(fā)，并且在40℃的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣中NO和SO2的有效脫除。

　　催化劑需經(jīng)常更換，成本過(guò)高限制了該技術(shù)的應(yīng)用，因此YE等[31]嘗試不添加催化劑的紫外光照射研究。采用真空紫外光直接照射廢氣，無(wú)需額外催化劑，利用紫外光激發(fā)廢氣中的H2O和O2產(chǎn)生OH•、HO2•、O•等自由基氧化廢氣中的SO2和NOx。經(jīng)研究，當(dāng)光波長(zhǎng)分別在185nm和254nm時(shí)，SO2和NOx的脫除效率最高，分別達(dá)到90%和96%。雖然無(wú)需額外的催化劑，但是采用短波紫外光能耗大，因此該研究尚停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

　　近年，光催化技術(shù)研究已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，處理效率高，設(shè)備占地面積小。但是，由于成本過(guò)高、設(shè)備的安全性難以保證等問(wèn)題，使該技術(shù)目前還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，離實(shí)現(xiàn)船舶尾氣處理的真正應(yīng)用還有一段距離。

　　3.4改性海水法

　　普通海水洗滌是利用海水天然的堿性成分來(lái)中和尾氣中的酸性氣體成分，從而達(dá)到去除有害氣體成分目的。但這種方法僅限于低硫燃油燃燒后脫硫，對(duì)于高硫燃油尾氣的處理效果不佳，因?yàn)楹Ｋ畬?duì)SO2和NO的溶解吸附能力不高，特別是對(duì)難溶于水的NO。改性海水法是運(yùn)用電催化方法對(duì)天然海水進(jìn)行改性，改變海水的pH，加強(qiáng)海水對(duì)尾氣有害成分的去除能力。

　　例如將海水電解生成堿性氫氧化鈉溶液，與直海水洗滌相比，利用氫氧化鈉溶液作為洗滌劑對(duì)尾氣進(jìn)行凈化，在減小洗滌塔體積和減少海水用量方面非常有前景。董景明等[32]發(fā)明了一種基于電解海水的船舶聯(lián)合防污染系統(tǒng)，探討了其在船舶尾氣脫硫方面的可行性。該系統(tǒng)通過(guò)電解海水產(chǎn)生NaOH溶液和Cl2，原理如式(3)。

　　2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(3)

　　NaOH溶液用于吸收船舶尾氣中的SOx，氯氣用于船舶壓載水的殺菌處理。該系統(tǒng)對(duì)尾氣中SOx脫除率可以達(dá)到95%以上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶壓載水的殺菌處理。

　　高健、劉光洲[33]利用電解海水產(chǎn)生的NaOH溶液與Cl2反應(yīng)，生成帶有氧化性的NaClO溶液為吸附劑，反應(yīng)如式(4)。

　　2NaOH+Cl2—→NaClO+NaCl+H2O(4)

　　可將溶于海水的SO32–氧化為SO42–，促進(jìn)海水對(duì)SO2的吸收速率，提高了單位體積海水的SO2吸收效率。并且該方法是在線制備氧化性溶液，減少了加裝和隨船儲(chǔ)存化學(xué)藥品帶來(lái)的船舶安全隱患和額外投資成本。

　　用改性海水法實(shí)現(xiàn)船舶尾氣的脫硫處理具有可靠性，但要同時(shí)實(shí)現(xiàn)尾氣的脫硫脫硝，需學(xué)者們進(jìn)一步的研究。

　　電極材料是影響改性海水法尾氣處理效果的關(guān)鍵因素，傳統(tǒng)的電解所使用的是石墨電極，能耗很高，并且副反應(yīng)居多。曹學(xué)磊等[34]發(fā)明了一種船舶尾氣處理系統(tǒng)，采用帶有催化活性的電極材料，表面涂有銥、鉑、鈦、釕等稀有金屬中的至少一種，電催化電解海水產(chǎn)生一種具有強(qiáng)氧化性的洗滌液，對(duì)船舶尾氣SOx、NOx脫除率可以達(dá)到90%和80%。杜清華等[35]進(jìn)一步對(duì)電極進(jìn)行了研究，改進(jìn)為含有Ti、Sn、Sb、Pb、Ir等稀有金屬氧化物的3層復(fù)合結(jié)構(gòu)電極，在微電流密度下可以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，提高了海水改性的效率，加快了氧化不穩(wěn)定的NOx和SOx的速率，將脫硫率和脫硝率分別提升到95%和85%?？傮w而言，采用具有催化活性的電極能夠達(dá)到快速、高效、節(jié)能的目的。

　　韓志濤等[36]公開(kāi)了一種新型濕式船舶廢氣綜合處理方法(原理見(jiàn)圖3)，其核心為隔膜電解法。該方法采用表面鍍有貴金屬或其氧化物的鈦電極，促進(jìn)陽(yáng)極析氯反應(yīng)，產(chǎn)生的Cl2溶解在呈酸性的海水溶液中生成強(qiáng)氧化性溶液。在陰極附近，氫離子得到電子生成氫氣析出，促進(jìn)水的電離分解，從而形成強(qiáng)堿性溶液。

　　該方法將獲得的強(qiáng)氧化性溶液和強(qiáng)堿性溶液先后作用于船舶尾氣，能夠?qū)崿F(xiàn)尾氣脫硫脫硝一體化。綜上所述，電解海水法已經(jīng)不再趨于尾氣中單一成分的處理，而是向著一體化處理技術(shù)的方向發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　表2簡(jiǎn)要地比較了上述各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。近年來(lái)，光催化技術(shù)和等離子體處理技術(shù)研究取得了巨大的進(jìn)步，它們脫硫脫硝效率高，設(shè)備體積小，但目前它們僅在實(shí)驗(yàn)室條件下得到較好的處理效果，未來(lái)如能進(jìn)一步降低成本，并且解決設(shè)備存在的安全隱患，將具有較好應(yīng)用前景;改性海水法操作簡(jiǎn)單、高效、成本低，并且減少了隨船儲(chǔ)存化學(xué)藥品存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，如能進(jìn)一步提高所用電極的催化活性，消除洗滌廢液可能帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境影響，有可能在船舶尾氣的后處理中得到大范圍推廣應(yīng)用。

　　4結(jié)語(yǔ)與展望

　　最理想的污染控制策略是從源頭上進(jìn)行污染物的減排，但尋找高效、經(jīng)濟(jì)的船舶用“綠色燃料”目前還難以實(shí)現(xiàn)?？傮w而言，現(xiàn)有的大部分技術(shù)相對(duì)成熟的船舶尾氣后處理方法只能去除單一污染物，不能高效地實(shí)現(xiàn)船舶尾氣多種污染物的同時(shí)減排以滿足日益嚴(yán)格的海洋環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然無(wú)法對(duì)于未來(lái)技術(shù)的發(fā)展走勢(shì)給出定論，但可以肯定的是高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能將是未來(lái)尾氣凈化技術(shù)的發(fā)展方向，也是其能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，高效低能耗的船舶尾氣脫硫脫硝一體化處理技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，還有許多問(wèn)題亟需解決，但其代表著船舶尾氣治理的發(fā)展方向。