氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,它引起酸雨和光化学烟雾,影响生态环境,危害人类健康,控制NOx的排放已受到人们普遍关注。选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)烟气脱硝技术因其脱硝率高(可达90%以上)、技术成熟成为燃煤电站锅炉控制NOx排放的主要选择。但是SCR烟气脱硝技术在我国起步较晚,在实际系统工艺的设计和运行方面遇到不少问题。论文以蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂为研究对象,选用孔道为正方形的蜂窝式催化剂载体,分析了脱硝反应外传质过程、内传质过程和界面化学反应过程,建立宏观动力学数学模型。模型选用活性物质组分不同的三种催化剂进行计算,研究了温度、停留时间、氨氮比、氧气浓度、NO浓度等催化剂活性的影响。搭建了处理烟气量约150m3/h的模拟SCR烟气脱硝塔实验装置,采用正交实验对催化剂的宏观反应性能进行实验研究,为脱硝定量关系提供基础数据,并验证所建立的数学模型的正确性。实验结果表明:各因素对脱硝效率指数影响程度的主次顺序为:B(反应温度)>D(NO浓度)>A(停留时间)>E(氧气浓度)>C(氨氮比),即五个因素中反应温度对脱硝效率影响最大。由此得到最佳方案为A4B2C2D4E1。在不考虑氧气浓度的影响下,由数学模型计算得出,各因素对脱硝效率指数影响程度的主次顺序为:A(停留时间)> D(NO浓度)> B(反应温度)>C(氨氮比),确定出最优的方案为A4B2C2D4,这与实验所得到的最佳方案一致。因此,模型计算与实验结果吻合良好。所建立的数学模型可以反映出反应器的主要运行参数的规律,其脱硝效率随比表面积、停留时间、氨氮比、反应温度的增加而增加,但增长的趋势逐渐平缓;烟气流速对脱硝效率基本无影响。其结果与实验结果符合良好,说明模型是合理的,从而可以将该模型应用于脱硝装置的改进和运行分析。