随着水泥生产技术的不断发展,水泥制备的单线产量也日趋提高,水泥生产已经成为除火力发电及汽车尾气之后的第三大NOx来源。分解炉作为新型干法水泥生产技术中的关键设备,承担着生料预分解的重要作用,水泥生产40~60%的燃料在这里燃烧,是水泥生产中重要的NOx来源之一。为分解炉安装SNCR脱硝装置,可有效降低其出口NOx含量,具有非常良好的应用前景。本文采用计算流体力学方法,对DDF分解炉冷热态流场进行数值模拟,得到分解炉内速度场、温度场及组分场,并在此基础上,选用尿素作为还原剂,研究了SNCR脱硝方法中各操作参数对炉体内NOx的影响,根据数值模拟的结果,对各操作参数进行优化。首先对分解炉数值计算的模型和方法进行介绍,根据DDF分解炉工况条件,选定气相湍流模型为k-ε标准两方程模型,采用标准壁面函数处理壁面附近区域的流动,颗粒相选定DPM模型进行数值计算,激活随机轨道模型追踪颗粒运动轨迹。模拟结果表明,分解炉内的流动以喷腾效应为主,对比气相流场和气固两相流场,由于颗粒相的加入,底部缩口进入的窑尾烟气由背离三次风一侧转变为贴近三次风一侧,得到生料浓度分布情况,与文献中数据印证一致。通过对DDF分解炉中煤粉燃烧与生料分解耦合过程的分析,选取了合适的煤粉燃烧与生料分解模型,对实际工况下的DDF分解炉的内部流场进行数值计算,得到了炉体计算流域的速度场、温度场及组分场,得到分解炉工况时,炉体出口平均速度、平均温度,出口生料分解率,并将以上数值计算得到的数据与工况数据进行了对比,论证了本文所采用数值计算方法的可靠性。在对分解炉热态耦合流场研究的基础上,针对分解炉中的NOx来源及形成进行阐述,并对SNCR法脱硝机理进行分析,选用尿素作为还原剂,为本文的研究对象设计了脱硝方案。通过数值模拟方法,得到(1)窑尾烟气中NOx含量对分解炉内NOx分布情况生成影响很小,其主要影响分解炉内NOx含量;(2)还原剂喷射高度、喷嘴伸入距离、喷嘴数量及还原剂用量(氨氮比)等操作变量对SNCR脱硝效果的影响较大,还原剂雾化粒径还原剂喷射速度则影响较小;(3)根据模拟结果,对SNCR脱硝方法相关参数进行了优化。