物料预热塔是电熔镁生产新工艺余热回收系统的关键设备,是余热回收的重要环节,但一直以来对物料预热塔的预热过程缺少系统的研究和分析,实际生产中都是以经验为基础,缺乏相应的理论指导。因此,根据实际的工艺设备,建立物料预热塔的数学模型,通过数值模拟方法,对物料预热塔内的换热过程进行深入研究,获得物料预热塔最优的运行参数称为亟待解决的新课题。本文对物料预热塔进行了设计计算,确定了设备的尺寸,并在设计基础上以计算流体力学软件FLUENT6.3为平台,针对预热塔内换热的特点,建立了物料预热塔二维仿真模型。模型包括物理模型和数学模型,重点研究多孔介质理论模型。采用结构化网格对计算区域进行离散,选用标准的k-ε双方程模型模拟预热塔内的流场,采用用户自定义函数的UDF构建多孔介质非局部热力学平衡的双能量方程模型,模拟预热塔内的温度场；探讨影响预热过程的因素,并通过正交实验的方法对影响物料预热塔换热过程的四个参数进行了优化分析,得到了最优运行参数组合。1)、得到了物料预热塔内温度分布。随着时间的增加,物料与空气之间的温差越来越小,物料的平均温度随时间增加而增大的速率越来越小。2)、通过对影响物料预热塔预热过程的4个主要参数进行研究,表明进口风速在6m/s到8m/s之间时,减小风速,物料预热平均温度降低,余热利用量降低；孔隙率在0.37-0.45范围内,减小孔隙率,虽然物料预热平均温度略微降低,但能提高余热的利用量；在满足工艺需求物料的情况下,适当减小料层高度可以缩短预热周期,增强预热效果；物料直径在0.08m-0.1m范围内时,减小物料颗粒直径,有利于增强传热,增加物料平均预热温度,缩短预热完成时间,增大余热利用量。3)、利用正交实验法对进口风速、孔隙率、料层高度以及物料颗粒直径四种不同参数进行优化分析,4种参数对实验结果的影响程度依主次分别为料层高度,孔隙率,进口风速,物料颗粒直径。物料预热塔的最优工况为：进口风速为8m/s,孔隙率为0.37,料层高度为7.5m,物料颗粒直径为0.08m。