我国大气环境中氮氧化物(NO_X)污染严重。燃煤电厂是我国NO_X排放的重要来源之一,其主要采用选择性催化还原(SCR)脱硝技术进行控制。面向燃煤电厂烟气超低排放的需求,本文重点研究SCR反应器入口气体的速度和还原剂浓度分布不均匀性对脱硝性能的影响,为SCR脱硝工艺设计方法的改进提供指导。首先建立了SCR催化剂模块单通道内流动、传质与反应模型,通过数值模拟获得了各种参数条件下单通道的脱硝性能;在此基础上研究了标准工况下多通道催化剂床层入口速度和氨的不均匀分布对SCR脱硝性能的影响。研究发现,入口速度和还原剂的不均匀分布会增加反应器出口的氮氧化物浓度与氨逃逸;不同分布形态对脱硝性能的影响有差异;随分布相对偏差的增加,脱硝效率降低、氨逃逸增加,氨分布偏差的影响最为重要;降低空速和提高氨氮比均能增加脱硝效率,但提高氨氮比同时也会造成更多的氨逃逸。在此基础上提出了满足NO_X超低排放需求的入口速度和还原剂分布相对偏差限值设定方法。其次采用上述模型和算法研究了低负荷下SCR反应器入口流速和氨分布不均匀性对SCR脱硝性能的影响。研究发现,由于烟气的降温使得在标准工况下适用的不均匀分布在低负荷下出现排放超标。若要在低负荷下达到超低排放,需要降低平均空速或入口NO浓度;降低入口NO浓度的效果要优于降低空速。最后总结了现在工程上常用的一些流场和浓度场的调节方法,推荐了满足超低排放需求的流场和浓度场的调节手段。