随着我国GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的实施，对燃煤电厂氮氧化物的排放要求越来越严格，同时烟气脱硝的工业应用正在不断完善。本文介绍了煤燃烧氮氧化物的生成机理、控制技术，以选择性氧化还原法（SCR法）脱硝工艺作为本论文设计的脱硝方案。在目前应用的烟气脱硝装置中，SCR法技术占绝大多数（所占比例约95%），SCR技术也被认为是目前乃至今后相当长时间内最主要的烟气脱硝技术。本文针对某600MW燃煤电厂，以SCR法为研究对象，通过分析研究SCR脱硝系统的工艺特点、反应机理、主要设备及其设计原则，建立了一系列仿真数学模型。以这些模型为基础，结合实际应用经验，通过计算得出脱硝反应器、催化剂和氨区部分的具体设计方案。根据设计方案，绘制了系统平面布置图、烟气脱硝装置结构总图、主要部件结构图和供氨控制系统图等工程图。结合烟气脱硝系统的影响因素，基于Fluent模拟软件，针对脱硝系统流场的速度分布进行了优化分析，提出了优化方案。在反应器入口烟道拐角安置导流板，并在反应器进口处安置整流格栅，经过优化后烟气的速度分布偏差系数小于15%，符合标准。此外，还总结了催化剂中毒、堵塞和磨蚀等常见故障并给出了解决方案。论文研究工作基本达到了预期的设计要求，并可为进一步研究SCR系统的优化设计和运行提供一定的参考依据。