城市生活垃圾产量逐年增加,而城市土地资源日益匮乏,诸多城市垃圾填埋场提前封场。垃圾焚烧技术因其具有减量化、无害化、资源化等优势,逐渐成为垃圾处理的主流技术。人们生活水平和环境要求的提高,驱使垃圾焚烧污染物排放标准日益严格。针对超低氮排放等新排放标准,现有技术存在诸多局限,为深入认识垃圾的焚烧过程,减少垃圾焚烧过程中污染物的排放,本文通过数值模拟方法,建立有效的预测模型,在保证焚烧炉稳定安全运行的基础上,进行空气分级、烟气再循环、选择性非催化还原反应（SNCR）三种脱硝技术控制参数的优化,为实现低NOx烟气排放和垃圾焚烧电厂的技术改造提供方案和数据支撑。以广东某台350t/d垃圾焚烧炉为研究对象,对其进行空气分级应用研究得出,提高二次风的配风比例,通过不同二次风的配风方式、在二次风上方布置燃尽风,均能有效改善炉内流场,调整火焰中心位置。适当降低一次风配风比例,可以明显减少初始NOx的生成,一次风比例为65%时,初始生成的NOx减少8.39%。保持燃尽风占比10%,OFA1和OFA2两种燃尽风布置方式对减小初始生成NOx的效果均不明显,但对促进SNCR脱硝过程有显著效果。开启两层OFA2下的脱硝效率达62.81%,脱硝效率提高23.95%,出口NOx的排放低于100 mg/Nm~3。为进一步从源头减少NOx生成,本文将不同比例循环烟气分别以二次风和一次风方式通入炉内,研究结果表明,当20%的循环烟气以二次风方式加入炉内的情况下,初始生成的NOx减少23.54%,且随着烟气再循环率从13%增加到20%,锅炉效率从80.16%逐渐提高到83.78%。当13%至20%比例循环烟气以一次风方式加入时,NOx脱除效率提高16%左右。市政污泥含水和含氮量较高,通过垃圾焚烧炉协同处理会导致炉内烟气温度下降和NOx排放增加。通过模拟计算不同污泥掺混工况,得出在3%到13%的污泥掺混量中,7%是比较合适的污泥掺混量,污泥掺混量低于10%时,第一烟道高温区的燃烧状态能达到二噁英控制的燃烧要求。NOx生成量与污泥掺混量成正相关,掺混10%污泥并结合SNCR技术进行烟气脱硝,焚烧炉出口烟气NOx含量高达278.63 mg/Nm~3,未能达到排放标准。但通过对SNCR喷枪位置进行调整,可利用烟气涡旋回流提高脱硝效率,在相同氨氮比条件下,出口烟气NOx含量降低到245.25 mg/Nm~3,需要联合其他脱硝技术以达到烟气排放标准。为解决垃圾焚烧以及协同处理中NOx排放难以达标的问题,进一步联合空气分级、烟气再循环和SNCR技术进行模拟计算研究。结果表明,单独应用SNCR技术时,NOx去除效率为33.68%,而结合空气分级技术后,NOx脱除效率提高了13.51%。当空气分级、烟气再循环和SNCR技术耦合应用时,NOx脱除效率达到76.48%,提高了42.80%,表明耦合脱硝技术是实现垃圾焚烧烟气低NOx排放的可行途径。