我国作为全世界水泥生产消费大国,拥有1800多条新型干法水泥生产线,NO_x排放浓度普遍超过850 mg/Nm³,由水泥炉窑产生的NO_x已成为我国除电力、机动车外的第三大NO_x排放源,造成了严重的环境污染。水泥炉窑中的NO_x主要是由燃料燃烧产生,其中约有60%的燃料是在分解炉中燃烧的,因此针对水泥分解炉进行脱硝技术的研究具有十分重要的意义。水泥分解炉中含有高浓度钙基物质（主要是CaO）和高浓度CO₂,且由于分级燃烧技术的应用存在还原气氛（主要是CO）。为此,研究水泥分解炉中高浓度CaO/CO₂环境下的CO脱硝效率影响因素和脱硝机理,对于有效降低分解炉NO_x排放具有重要的科学意义和工程应用价值。本论文首先利用高温流化床反应器模拟水泥分解炉进行实验,研究了CaO、CO₂浓度、CO浓度对脱硝效率的影响,结果表明CaO可以催化CO还原NO,CO₂会抑制CO还原NO,而CO浓升高可提高NO的还原率。此外,还发现随着CO₂浓度升高或反应时间增长,CaO的催化活性会降低。然后依据实验结果,通过分子动力学模拟具体研究了CO₂、CO和NO在CaO表面的吸附过程和反应过程。根据三种气体在CaO表面的化学吸附能大小顺序:CO₂（-1.869eV）>NO（-0.781eV）>CO（-0.669eV）,解释了CO₂抑制NO还原率和降低CaO催化活性的现象。根据反应能垒的计算结果:CaO表面CO脱硝（2.06eV）<无CaO存在时CO脱硝（10.84eV）,验证了CaO可以催化CO还原NO。最后结合表征检测技术和原味红外实验研究了CaO催化还原NO的微观反应机理。结果表明,CO和NO在CaO表面的催化还原反应机理本质上是依靠氧空位进行的氧原子转移过程,即CO在CaO表面夺氧而形成氧空位,迫使NO中的O原子补充氧空位,从而使失去O的NO转换为氮气、硝酸盐等形式存在。