我国的能源结构以煤炭为主。燃煤发电是我国最主要的煤炭消费途径,是煤炭能源转换的主要环节。燃煤发电带来的环境污染问题一直是环境治理的重点。燃煤烟气中的主要污染物是氮氧化物(NOx),氮氧化物对自然环境和人类健康都有极大的危害。国家为了严格控制氮氧化物的排放,要求燃煤电厂使用选择性催化还原(SCR)工艺脱除烟气中的氮氧化物。为了研究SCR工艺中催化剂的结构和磨损对催化还原系统的影响,本研究利用计算流体动力学(CFD)模拟SCR系统流场,并对模拟结果进行分析得到结论。根据SCR反应器实际情况,使用Gambit软件建立了多种满足模拟实验要求的三维模型,并根据计算要求进行网格划分。最终在Fluent软件中进行数值模拟,得到模拟数据和图表。选取了蜂窝式、波纹板式、平板式三种催化剂结构,研究其孔结构、孔径、安装距离等参数对SCR系统流场的影响。根据现场采集的催化剂磨损数据,模拟了催化剂磨损后对SCR系统流场的影响。数值模拟结果表明平板式催化剂气体通过性最佳,不易发生磨损的和积灰现象,蜂窝式催化剂气体通过性较差,波纹板式催化剂的气体通过性介于二者之间。催化剂的孔径越大气体通过性越好,单层催化剂的压力降越小。两层催化剂间距越大,越有利于气体混合。磨损后的催化剂会改变反应器内流场,使得催化剂失效速度加快。理想状态下应选择孔径大、压力降小、层间距大、耐磨性好的催化剂,但受催化反应效率限制还应在各项参数上做出取舍。