新型干法水泥生产技术是当今水泥生产的最先进技术，而分解炉是该生产技术中的最核心设备之一。本论文采用Fluent软件对5000t/d水泥生产线的新型三喷腾分解炉进行数值模拟，直观地给出分解炉内的气体流动场、温度场、组分浓度分布场以及固体颗粒的运动轨迹，探讨了分解炉内物料分散、热量传递、燃料燃烧、碳酸钙分解的热工过程。该研究不仅能对分解炉热工制度进行合理和科学的优化，而且能为分解炉设计和开发提供有力的科学依据，对指导水泥生产、节约能源、提高质量及降低生产成本亦有重要的指导意义。研究内容和结果如下：1.依据生产实际分解炉，利用Gambit软件对5000t/d水泥生产线的新型三喷腾分解炉建立几何模型，该分解炉包括燃烧室、中混合室、上混合室三部分。运用分块网格划分方案对其进行网格划分，获得最优网格数为483261个，为数值计算提供了有力的计算条件。2.根据分解炉内流体流动特性，建立该分解炉气体流动的数学模型。运用标准k-ε湍流模型，采用SIMPLE算法和亚松弛迭代方法进行求解。结果表明：从整体上看，分解炉流场相对于轴线对称性较好，表明炉内流场稳定。炉内冷态旋流效应显著，以顺时针方向螺旋上升，多处存在旋涡。3.在气相流场模拟的基础上，结合分解炉实际热工工况，应用多相流理论，选用DPM离散相模型，考虑气-固两相的耦合作用，对加入煤粉与生料颗粒的冷态流场进行模拟。结果表明：在旋流与喷腾双重效应下，固体颗粒螺旋上升，分散度较高，充盈了整个炉体，停留时间为10.8s；旋流效应的离心作用使固体颗粒靠近壁面，形成中心浓度稀疏区，不仅有利于煤粉与气体的充分接触，而且延长设备的使用寿命。4.采用热分析方法研究该分解炉所用煤粉的燃烧特性及动力学性能，结合所得动力学参数及冷态数值模拟，运用非预混燃烧模型对煤粉在分解炉内流动、传热及燃烧情况进行模拟，给出分解炉内热态流场、温度场、组分浓度场及颗粒运动轨迹。结果表明：在热气流影响下，分解炉内热态速度梯度减小，流场分布更均匀；分解炉内温度场的最高温度区域在燃烧室，能接近1800K，但随分解炉体高度增加，至中混合室温度将逐渐降低最后趋向于均匀分布；分解炉内热气体的旋流与喷腾效应提高了物料分散与湍流程度，在燃烧室壁面附近出现返混，促进了煤粉充分燃烧，加快了挥发份的热解和析出；分解炉内CO₂、O₂、CO浓度分布合理，煤粉入口处CO₂浓度较低、CO浓度较高，但至分解炉出口处，CO₂质量分数为最高，CO浓度接近为零。5.利用热分析方法对分解炉所用石灰石进行研究，确定碳酸钙分解机理及动力学参数，依据煤粉燃烧数值模拟过程，在各种生料分解率下探讨燃烧与分解耦合流场。结果表明：各种分解率下的CO₂浓度分布趋势趋向一致，分布云图对称性较好，至分解炉出口处，分解率85%、88%、92%下的质量分数分别为20.1%、21.03%、22.27%；耦合后高温区域还位于燃烧室，仍均匀分布，表明该分解炉运行稳定。