近年来,随着煤炭行业产量和洗选比例的提高,煤泥产量也得到了快速增长,但是煤泥的高含水率制约了煤泥的大规模利用。因此利用回转式滚筒干燥机对煤泥进行干燥,既可以提高煤泥品质,又能扩大煤泥使用范围,对于环境保护和资源再利用也具有重要意义。本文以滚筒内的煤泥颗粒运动方式为基础,将运动过程分为升举和下落两个阶段。首先,依据煤泥颗粒的物性参数,计算获得煤泥颗粒的滑动角和最大卸料角；其次,结合煤泥颗粒卸料角度和抄板特性,通过分析重力对煤泥下落过程的影响,计算出滚筒内煤泥颗粒的平均下落高度和时间；最后,通过分析烟气流动对煤泥颗粒水平方向运动的影响,得出煤泥颗粒在下落时的水平前进距离(即单元步长),并计算升举和下落时间,建立煤泥颗粒总滞留时间的数学模型。根据煤泥物性特点,通过理论分析和试验研究,得到了煤泥水分扩散系数与含水率和温度的函数方程,为计算煤泥在干燥过程中的水分扩散质量提供了依据。通过对滚筒和保温层的热阻分析,得出了滚筒干燥机外壁热损失的关系式；并依据换热过程的分析结果,利用连续方程、能量守恒方程、质量守恒方程和传热传质方程对煤泥和烟气的热质交换过程进行了计算,得出了水分扩散质量和干燥机稳定工作时的烟气温度、煤泥颗粒温度和外壁热损失等参数。将煤泥颗粒的干燥过程分为许多个循环单元,任取某一单元,把各项相关变量和参数的方程编写输入模拟程序中。通过输入煤泥、烟气和滚筒初始物性参数,模拟出煤泥在所有循环单元中的各项参数的变化过程。最终计算得出滚筒外壁的热损失和出口含水率,并分析了生产中工作参数对热损失和含水率的影响。通过模拟结果与实际参数的对比,发现模型与实际运行契合度较好,可以用模拟程序来替代试验对实际生产的工作参数进行优化。利用Design-expert分析软件,以入口烟气温度、速度和滚筒的转速作为影响因素,以出口的煤泥含水率作为响应因素,建立回归模型,进行响应曲面分析,获得了实际生产中工作参数的最优值：入口烟气温度为713.7℃,入口烟气速度为7.6m/s,滚筒转速为4.7r/m,并分析了各因素相互影响下煤泥出口含水率的变化情况。本研究利用数值模拟和响应面分析软件,从物料的运动、传热传质过程和各因素的交互影响等方面对滚筒干燥机进行了分析,得出了各因素对含水率和热损失的综合影响,并优化了生产运行的工作参数,为实际滚筒干燥机提高效率、降低成本提供了理论基础。