氮氧化物NOx是一种大气污染物,可以造成酸雨,光化学烟雾,破坏同温层的臭氧层和对人体产生危害等。燃煤电厂是氮氧化物排放的主要来源之一,其排放的NOx成分中包含95%的NO和5%的NO2。随着环保政策的日益严格,寻求高效且经济的燃煤电厂NO控制技术迫切重要。首先,本文采用柱塞流模型,进行了常规SNCR的模拟研究。研究了温度,氨氮比,停留时间,氧量等对SNCR过程影响。进一步分析了SNCR过程中尿素热解产物NH3和HNCO的历程,低温下HNCO较稳定,较高的温度下HNCO参与反应生成N20,表明选取合适的温度区间及停留时间,可以有效控制氨逃逸浓度及N20的生成。其次,研究了尿素热解耦合SCR烟气脱硝系统在125MW四角切圆燃煤锅炉上的应用,该耦合系统的良好设计促进了NO和NH3在SCR反应器入口前的均匀分布,实验结果表明可以有效提升SCR反应的性能。在锅炉不同负荷下,1.2t/h的15%浓度的尿素溶液喷入炉膛内,该耦合系统可以达到85%以上的脱硝率,氨逃逸浓度小于5ppm。在100MW和125MW负荷下,研究了尿素溶液流量的影响,结果表明尿素溶液最佳流量为1.2t/h,可将NO浓度排放控制在4Oppm以下。实际运行表明,尿素热解耦合系统是稳定,高效和经济的烟气脱硝方法。最后,对300MW燃煤锅炉SCR反应器采用数值模拟计算进行了优化,获得了最终方案导流板的形式和布置位置,第一层催化剂入口处烟气速度偏差为5.84%,氨浓度分布偏差3.79%,SCR脱硝率为83%,氨逃逸浓度1.6ppm。按照1：15的比例搭建了冷态模型实验台,模型实验结果数值模拟吻合良好,为实际的SCR工程项目提供设计指导。