NOx是船舶柴油机的主要污染物之一。近年来随着航运业的高速发展,船舶柴油机的NOx排放也日益严重。选择性催化还原(SCR)技术是国内外公认最成熟、有效的NOx排放后处理技术,能大幅减少船用柴油机燃烧生成的氮氧化物,满足IMO Tier III排放法规要求。出于安全考虑,船用SCR系统中还原剂氨气通常以尿素水溶液的形式喷射到发动机排气管道,在蒸发管内分解生成还原剂氨气。SCR系统工作性能的优劣主要取决于尿素分解的完善程度、反应器内的排气流动状态及NOx还原反应的进行程度。SCR系统的不良设计会导致NOx转化效率偏低,不能满足排放要求或造成氨气过量泄漏。本文以6S50ME-C船用低速二冲程柴油机SCR系统为研究对象,对SCR系统喷雾过程及反应过程进行了仿真计算,对影响SCR转化效率的关键因素进行了分析,以期辅助船用低速二冲程柴油机SCR系统的设计制造。本文主要进行了以下研究工作:(1)进行了 SCR系统流动过程的仿真分析,分析了 SCR系统内排气流速的均匀性。研究发现,排气在催化剂表面的不均匀度小于10%,催化剂床层中的排气流动速度在设计的允许值范围内,催化剂的活性得到充分利用。(2)构建了描述SCR系统的计算模型,进行了 SCR系统雾化过程的仿真分析。研究发现,尿素溶液的喷入会引起排气温度的略微下降;空气辅助喷嘴具有较好的雾化效果,系统中尿素基本分解完成,并且NH3的浓度分布均匀性能满足设计要求。(3)进行了 SCR系统化学反应过程一维仿真计算。研究发现,加权平均的NOx转化效率为77.9%,排放满足MARPOL73/78附则VI中Tier III排放水平。(4)进行了 6S50ME-C柴油机SCR系统台架试验,加权转化效率的试验结果为79.8%,与仿真计算结果吻合良好,并且经认证试验,获得了中国船级社排放符合性声明。本文的研究对低速柴油机SCR系统的开发具有一定的借鉴和指导意义。