船舶满足IMO,TierⅢ技术探讨

应用，在柴油机上尚未应用。

2.2.2 非选择催化还原（NSCR）

NSCR技术是将还原剂（如氨气、尿素、HC）喷入排气管中，在催化转换器的作用下与废气中的NOX进行反应。由于废气中含氧量较高，还原剂很容易直接被氧化，故消耗量极大。

2.2.3 选择催化还原（SCR）

SCR的原理与NSCR相似，也是将NH3加入到高温废气中与NOX发生反应生成N2和H2O，只是催化剂配方不同。NOX的还原反应在选择性催化转化器中被加速，还原剂的氧化反应被抑制，这种方式被证明可以减少NOX排放达到90%以上。

尾气处理技术比较成熟，对于船舶来说，因为机舱空间的限制，最大的挑战是额外增加的尺寸、运行成本（尿素的消耗）及尾气温度的控制（接触氧化还原的温度要求）。发展趋势是和洗涤塔（S处理）统筹考虑，主机做成一体化，减少安装尺寸。

2.3 选择合适的燃料及油品

2.3.1 提高燃油十六烷值

十六烷值在柴油机燃料参数中对NOX排放影响最大。十六烷值较高时，由于其稳定性变差，极易裂解为碳烟。柴油机排气烟度较高，但其发火性能好，柴油机点火延迟期缩短，缸内温度与压力降低，NOX排放亦降低。当十六烷值从40提高到50时，NOX排放可降低10%左右。

2.3.2 使用柴油添加剂

在柴油中添加适量的硝酸盐、亚硝酸盐和各种过氧化物，可以提高燃料的十六烷值，缩短着火延迟期，使得NOX排放减少。但使用添加剂会导致二次污染。

2.3.3 使用代用燃料

可以采用醇类、氢气和天然气等代替柴油。柴油机燃用醇类燃料时，基本可以实现无烟排放，在中、低负荷时NOX的排量也很低。近年来可以作为柴油机代用燃料的醇类燃料很多，其中甲醇是目前应用最广的内燃机代用燃料。但如果不采用适当措施，柴油机排放的HC、甲醛将成为重要的排气污染物；以氢作为柴油机代用燃料时，NOX和其它污染物的排放都很低；燃用压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG），NOX和微粒排放可同时减少75%～80%；二甲基乙醚作为最新出现的液体燃料，其燃烧后无微粒产生且NOX的排放亦很低。目前Wärtsilä在其实验机上证明，使用双燃料技术，可以使NOX降低85%以上。

因此，对于船舶上的应用最可能的是选择压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG），但应用的挑战是燃气压缩至350bar的技术突破及民用普及。

3 结语

各种技术对减少NOX排放的效果，如图1所示。

综上可知，目前大多数NOX降低技术均不能充分达到IMO TierⅢ的要求，仅有废气再循环（EGR）、选择性催化还原（SCR）及双燃料技术能达到。但是由于尚不确定未来的燃油品质及尿素价格，现在还不能确定哪种技术最优。

IMO TierⅢ排放标准是极具挑战性的，根据现有的知识，高增压技术、混合燃料、尾气后处理技术将是未来技术的关键，是值得船舶行业重点关注的技术动向。

参考文献

[1] MARPOL73/78防污公约附则Ⅵ[S].IMO. 2005.

[2] MAN.二冲程机销售及市场广西北海研讨会.MAN（中国）.2012.

[3] 周龙宝主编.内燃机学[M].北京：机械工业出版社. 2006（1）.

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