氮氧化物对人与环境会造成非常严重的危害，如光化学烟雾、酸雨和臭氧层空洞。氮氧化物主要的来源是固定源燃烧过程，包括水泥窑炉。现有的水泥窑脱硝方法有选择性催化还原(SCR)技术、选择性非催化还原(SNCR)技术和低氮氧化物燃烧技术等。本文研究一种新的水泥窑脱硝技术，该技术采用稻壳灰生物质炭为还原剂，将其与水泥生料按一定质量比混合，利用碳的还原作用在高温下还原氮氧化物，研究不同条件下NO还原效率，并采用密度泛函理论(DFT)对该过程进行分析，主要得到如下结果:　　通过对稻壳灰生物质炭的工业分析，结果表明稻壳灰生物质炭的成分不影响水泥工业原料。分别研究生物质炭和活性炭等还原氮氧化物的脱硝率，结果表明相比活性炭，稻壳灰生物质炭具有更好的NO还原效率。采用SEM、EDS、BET等表征手段发现，产生这一差别的主要原因是二者的形貌、孔结构类型和分布、元素组成等。此外，研究了温度、氧气浓度、气体流速等不同反应条件对脱硝率的影响，结果表明，当温度为850℃、生物质炭质量比为5％、氧气浓度为1％、气体流速为450ml/min、混合材料加载量为1g时，具有最佳的NO还原效果，脱硝率可达到90％以上。　　采用密度泛函理论研究碳还原氮氧化物的可能反应机理表明，碳还原NO过程主要有C-NO和C催化CO-NO两种可能反应。其中，C-NO反应单一基元反应的最高能垒为204.7kJ·mol-1，总反应的最高能垒为352.9kJ·mol-1，总活化能223.3kJ·mol-1;C催化CO-NO反应单一基元反应的最高能垒为169.1kJ·mol-1，总反应的最高能垒为327.0kJ·mol-1，总活化能186.8kJ·mol-1，说明C催化CO-NO反应相比C-NO反应更容易发生。