烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。目前应用最为广泛的脱硝技术一选择性催化还原法(Selective catalyst reduction简称SCR)在国外已经得到了广泛的应用，而在国内的应用还不够成熟，且大部分要依靠国外技术的支持。作为脱硝系统设计的关键，物料平衡计算是设计基础和依据，数值模拟技术则是其优化设计的一部份，决定着系统布置的最终状态和催化剂的化学反应状况。基于此，本文针对火电厂脱硝技术应用的难点，开发了脱硝系统的物料及能量平衡计算软件，并利用CFD(Computational fluid dynamics，计算流体动力学)软件对脱硝系统流场分布作了对比研究，通过实验验证得到了最佳的流场分布状况，同时对脱硝催化剂孔内的化学反应特性进行了数值模拟研究。本文的主要工作有：　　 (1)研究确定了脱硝系统物料平衡计算过程与方法，并根据E-R数据结构图设计出了SCR脱硝系统的物料平衡结构图。开发了基于可视化组件库的脱硝系统物料及能量平衡计算软件，同时开发了各设备的辅助设计选型功能，通过与国外成熟的计算结果比较，误差小于5％，因而本软件能为工程设计提供源数据或参考数据。　　 (2)通过CFD模拟软件Fluent对脱硝系统进行了详细研究，得到了导流板位置、弧度、数量、结构、形态等对流场的影响曲线，同时对不同结构的AIG和混合器进行了比较分析，确定了最佳的导流板和系统布置方案，并对最佳的布置方式进行了复合工况研究，其影响曲线说明最佳布置方案能满足变工况要求。　　 (3)根据相似原理，在CFD模拟结果的基础上建立了1∶10实验缩比模型，并对速度、浓度、压损、积灰状况等进行了实验研究。研究结果表明，CFD模拟结果与实验测量结果之间有一定差距；通过对导流板弧度作适当微调后，可以获得较好的流场分布结果。从而说明CFD能模拟和反应实际系统流动状况，但不能完全取代实验结果，与实验相结合能够指导工程实践。　　 (4)研究确定了影响脱硝催化剂反应的NH3，NO，O2等对脱硝的影响因子分别为0.2，1，0.27，并在此基础上建立了脱硝催化剂的化学反应速率方程。根据简化的催化剂化学反应机理，借助Fluent软件中的有限速率和涡扩散模型，研究了氨氮摩尔比、停留时间、含氧量、氨逃逸率与脱硝效率之间的关系，结果显示数值模拟结果与实验结果吻合较好。