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氮氧化物（NOx）是最主要的大气污染物之一,随着世界环境形势日益严峻,我国的环保标准也日益严格。近年来,我国环保部门对火电机组NOx排放要求不断提高,火电厂的环保压力不断增加。因此开发出高效、安全、经济的脱硝技术已成为火电行业迫在眉睫的问题。选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术因其具有较高的脱硝效率（最高可达90%）、对机组安全运行影响较小、系统组成简单的特点成为火电机组降低NOx排放的首要选择。主要从微观反应机理入手建立微观反应模型,分析影响脱硝效率的主要因素,其中反应温度、流场均匀性、氨氮摩尔比等对脱硝效率有重要影响;然后以山西某厂600MW超临界燃煤机组SCR脱硝系统为研究对象建立宏观模型,通过FLUENT6.3软件对某600MW超临界燃煤机组的SCR烟气脱硝反应器内速度分布场、压力分布场、氨气浓度分布场、NOx脱除效果、NH3逃逸率及不同粒径的飞灰颗粒运动特点进行数值模拟。首先,主要针对优化前反应器内出现的低速三角区、高速冲刷区和低速回流区采用不同形状的导流板进行优化。模拟结果显示,“圆弧”型、“平直—圆弧—平直”型、“圆弧—平直”和“平直”型导流板可以有效抑制烟道弯头和变截面处烟气速度分离的现象。最终将AIG下游标准速度偏差从优化前的56.90%降到9.43%,小于设计标准要求的15%;首层催化剂入口标准速度偏差从优化前的67.34%降低到8.60%,小于设计标准要求的15%。其次,通过喷氨模拟对反应器内NH3浓度分布进行模拟,模拟结果表明,由于NH3浓度较低,受流场均匀性影响较大,微弱的流场偏差对NH3的浓度分布都有较大的影响。采用等速喷氨时,由于近壁面烟气流速较低、扰动较小,所以,近壁面NH3浓度偏高,首层催化剂入口 NH3浓度分布并不理想,标准浓度偏差Cn达23.45%,远高于设计标准要求的5%,脱硝效率仅为80.90%,NH3逃逸率为23.44uL/L。为降低NH3浓度分布偏差提高脱硝效率,对喷氨格栅进行分区,将喷氨格栅分为三个区域,通过4种喷氨方案对氨气浓度偏差进行调整,最终将首层催化剂入口 NH3浓度分布偏差由等速喷氨时的23.45%降低到4.73%,反应器出口 NH3逃逸率由优化前的23.44uL/L降低到4.57uL/L,脱硝效率由等速喷氨时的80.90%提高到86.77%,优化效果显著。最后,对不同粒径下飞灰颗粒的运动特征及浓度分布进行了模拟,对合理布置灰斗,加装吹灰器的具体位置具有一定的指导意义。