为了限制船舶废气硫氧化物（SOx）排放,国际和国内法规均要求船舶采用含硫量不高于0.5%m/m的燃油。由于低硫燃油的价格较高,大幅增加了船舶营运成本。替代方式之一是船舶仍采用高含硫量的重油作燃料,同时加装一套废气净化系统（EGCS）,通过废气后处理脱硫的方式有效减少SOx排放。最常用的船舶废气后处理脱硫技术是开式海水脱硫技术,洗涤后的废液直接排放入海,易对海洋环境造成二次污染。由于钠碱的价格十分高,船用闭式钠碱湿法脱硫技术一般仅用于满足短时航行的需要。干法脱硫技术是一种较为成熟的陆用脱硫工艺,通过将碱性脱硫剂粉末注入烟道,与烟气中SOx之间发生接触反应,从而有效达到脱硫目的。该方法具有脱硫效果好、运行能耗低等优势,且无废液产生与排放的问题,因而在船舶领域具有较大的应用潜力。经调研,德国Couple Systems公司和奥地利Andritz公司先后在船舶废气干法脱硫方面开展了大量的应用研究工作,而国内尚无相关研究报道。考虑到Ca（OH）2具有碱性高、成本低等优势,且在陆上干法脱硫领域已有所应用,本文选取Ca（OH）2粉体作为脱硫剂,实验研究其干法脱硫性能,分析烟气中共存CO2和NOx对Ca（OH）2粉体干法脱硫性能的影响作用,并探讨相关反应机理。在此基础上,结合柴油机台架平台,实验研究不同Ca/S比对Ca（OH）2粉体干法脱硫性能的影响规律,为开发新型高效的船用干法脱硫系统提供有益的借鉴。所开展的研究工作总结如下:（1）基于模拟船舶废气配气系统,实验研究了Ca（OH）2粉体的干法脱硫性能,并深入研究了烟气中共存CO2和NOx对其干法脱硫性能的影响作用,探究了相关反应机理。结果表明,烟气中共存CO2对Ca（OH）2粉体干法脱硫性能具有十分明显的影响,当烟气中CO2浓度为5 vol.%时,SO2吸收量由9.6 mg/g降低至7.5 mg/g;并且随着烟气中CO2浓度的增加,Ca（OH）2粉体干法脱硫性能会逐渐降低。这主要是因为高浓度的CO2气体在反应产物层中扩散速度较快,进而抑制SO2与Ca（OH）2粉体的接触反应;同时,生成的Ca CO3还会堵塞Ca（OH）2粉体的内部孔隙,阻碍SO2气体在孔隙中的有效扩散,影响干法脱硫反应的继续进行。而当烟气中共存CO2时,加入NOx气体可以减少产物中Ca CO3的生成,同时生成Ca（NO3）2等中间产物,营造出有利于SO2连续扩散的有利环境,能够明显提升Ca（OH）2粉体的干法脱硫性能;并且随着烟气中NO2浓度的增加,Ca（OH）2粉体的干法脱硫性能逐渐提升。（2）结合本实验室的柴油机台架,设计与搭建了一套废气干法脱硫实验系统,实验研究了不同Ca/S比对Ca（OH）2粉体干法脱硫性能的影响规律,并探讨了相关反应机理。结果表明,随着Ca/S的增加,颗粒过滤反应器出口的S/C值逐渐降低。当Ca/S为15时,反应器出口的SO2浓度为40 ppm,对应的S/C为12.9 ppm/%,柴油机废气中SO2排放值低于国际上燃油硫限值0.5%的对应排放值,能够满足船舶在公共海域航行时的SOx减排需求。当Ca/S为20时,反应器出口的SO2浓度为0 ppm,对应的S/C为0 ppm/%,柴油机废气中SO2排放值低于国际上燃油硫限值0.1%的对应排放值,能够满足船舶在排放控制区内航行时的SOx减排需求。但随着Ca/S的增加,Ca（OH）2粉体的转换率由8.2%下降至5%,其有效利用程度在逐渐降低。（3）在上述实验研究的基础上,针对近海船舶的实际需求与结构特点,设计了一套新型的船舶废气干法脱硫系统。文中以“Delos”号散货船为例,所设计的废气干法脱硫系统采用脱硫剂循环注入的工艺,通过提高脱硫剂利用率的方式减少脱硫剂储柜的占地面积,进而提升整个系统的紧凑性。设计与计算结果表明,“Delos”号散货船的B甲板上方可放置干法脱硫系统,该区域的可利用空间约为2046 m~3,而所配套的颗粒过滤反应器的体积仅为644 m~3。可见,该干法脱硫系统的占用空间较少,在船舶B甲板以上空间放置具有较高的可行性。