在各种脱硝工艺中，选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）法脱硝效率高、运行稳定、无二次污染，是目前世界上应用最为广泛、成熟的一种烟气脱硝技术。本课题以某电站锅炉的SCR脱硝系统的改造设计为主要内容，对SCR脱硝系统进行了CFD数值模拟及冷态模型实验研究。首先，对SCR脱硝过程机理进行了研究，建立了脱硝非均相反应速率模型，在此基础上分析了影响SCR脱硝系统性能的因素。同时，建立了单孔催化剂的化学反应动力学模型，采用数值计算软件FLUENT，模拟了脱硝效率与氨氮摩尔比及空间速度的关系、氨逃逸率与氨氮摩尔比之间的关系。其次，进行了脱硝反应器相关的数值模拟工作。采用标准k-ε模型、物质输运模型及多孔介质模型分别对反应器流场、烟气与氨的混合效果以及催化剂层进行模拟。在各种烟道结构和喷氨格栅条件下，对烟道流场分布和氨浓度分布情况进行研究，得到最优的烟气导流板结构和喷氨格栅布置，并预测了各方案下的试验效果。数值模拟结果表明，导流板布置对均匀流场及脱硝反应器催化剂层氨浓度分布具有明显的作用，在烟道各弯头处合理地添加导流板，可大大提高烟气流场分布均匀性。此外，喷氨格栅喷嘴方向与烟气流动方向的夹角也是影响烟气与氨混合效果的关键因素。最后，进行了脱硝反应器的冷态模拟实验研究。以几何相似、雷诺相似为前提，建立了脱硝反应器10:1冷模实验台，通过对冷态模型系统内速度分布、浓度分布进行测试实验，得到典型工况下的速度分布特性和氨气流动及浓度分布特性，从而完成数值模拟结果的验证和完善。本课题获得的初步结果，不仅可以为燃煤锅炉SCR脱硝反应器及烟道的优化提供理论依据，而且对特定SCR烟气脱硝系统的烟道外形结构、导流板布置和喷氨格栅的结构设计具有重要的参考价值。