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我国的NOx污染主要是火电厂煤粉燃烧所引起的，NOx的大量排放严重危害了人类和动植物的生存健康。空气分级燃烧和选择性非催化还原脱硝（SNCR）技术都是投资运行成本不高、NOx脱除率中等的脱硝技术，空气分级燃烧属于燃烧中脱硝的低NOx燃烧技术，SNCR属于燃烧后的烟气脱硝技术，两者的联合应用，具有广阔的应用前景。利用Fluent软件，对一台200MW机组锅炉空气分级燃烧过程进行数值模拟。分别对原始工况和改造后的空气分级燃烧过程的炉内温度场、O2浓度、CO浓度和NO的浓度分布进行了对比分析。采用空气分级燃烧技术后，由于炉内主燃区属于贫氧燃烧，使得炉内温度水平有所降低；炉膛出口CO浓度略微升高，这是由于空气分级导致CO没有完全被氧化所致；炉膛出口的NO排放量下降。锅炉100%负荷和70%负荷运行，采用空气分级燃烧技术分别取得了37.9%和33.8%的NO脱除率。根据炉内燃烧计算的结果，以上半炉膛为研究对象，对大型炉膛的SNCR反应过程进行数值模拟。当氨氮比增大，炉膛出口的NO浓度呈降低趋势，但锅炉尾部的漏氨量是增大的；SNCR的脱硝效率随还原剂尿素溶液质量分数的增大而减小，尾部氨漏失也同时减小；还原剂液滴的粒径增大，SNCR的脱硝效率略微增大，炉膛出口的氨漏失先减小再增大。通过选择合适的氨氮比、尿素溶液质量分数、液滴平均粒径等参数，SNCR脱硝效率可达到30%，经低氮燃烧和SNCR的联合脱硝改造，可以满足锅炉NOx排放量低于200mg/m3的指标。添加剂对SNCR反应的影响较大。为了能让SNCR技术在电站锅炉上能取得更理想的脱硝效果，可考虑在将还原剂喷入炉膛的同时，再适量的喷入反应添加剂以改善系统的脱硝性能。因此，首先应探索添加剂对SNCR反应影响的规律。对添加生物质气化气的SNCR反应过程进行了试验研究和反应动力学分析，结果表明：添加生物质气化气能使反应温度窗向低温移动，温度窗口变窄，脱硝效率略微下降。通过比较生物质气化气添加剂和单一添加剂的试验结果，发现生物质气化气中对反应影响最大的是H2，而CH4和CO的影响相对较小。通过Chemkin模拟，也验证了这一点。为采用生物质气体添加剂改善大型炉膛中SNCR脱硝效果提供了参考。