分解炉是水泥窑外预分解技术的核心设备之一,承担着煤粉燃烧、碳酸盐分解等多种复杂的化学反应。作为水泥工业烟气中主要污染物之一的NOx,会对环境造成严重的破坏。本文基于Fluent软件对某厂5000t/d水泥熟料生产线的DD型分解炉进行了数值模拟,得到了分解炉的流场信息及NOx的生成特性,并以尿素作为还原剂采用选择性非催化还原法(SNCR)对分解炉内NOx进行脱除。同时,优化设计了SNCR脱硝工作参数,以提高脱硝性能,获取更合理的脱硝工作参数,为水泥分解炉脱硝提供理论指导。本文的主要研究内容如下：(1)根据DD型分解炉实际尺寸,采用Gambit软件建立物理模型,利用布尔运算将分解炉分成若干形状规则的几何体,采用分块网格划分技术进行网格划分,获取较高质量的网格。(2)建立分解炉数学模型,采用标准k-ε模型模拟气相湍流流动,采用组分输运模型模拟煤粉燃烧及化学反应,采用P-I辐射模型模拟辐射换热,获得了分解炉内流场信息,模拟结果表明：流体运动速度沿分解炉中心轴线对称,多处出现涡旋现象；煤粉燃烧后产生大量的热量,分解炉内温度从主燃烧室至出口处呈抛物线形梯度递减,最高温度在煤粉燃烧器上侧,约为1800K,出口处温度约为1150K；煤粉燃烧后挥发份、O2、CO和CO2的浓度场分布符合燃烧基本规律,燃烧状况良好,分解炉配风比例恰当。(3)利用后处理的方法,采用污染物生成模型模拟了分解炉内NO的生成,获得了NO的分布规律,模拟结果表明：NO大量生成于主燃烧室内,是煤粉燃烧的结果,其生成浓度与煤粉用量相吻合,在流体的不断扩散下,最终均匀地弥漫在分解炉内,若只考虑分解炉内煤粉燃烧产生的燃料型NOx,出口处NO的浓度约为450ppm,综合考虑实际工况中窑尾烟气携带入炉的NO,分解炉出口处NO的浓度约为850ppm。(4)以尿素为还原剂,采用SNCR模型模拟了分解炉内SNCR脱硝过程,结果表明,尿素的喷入能降低烟气中NO的浓度。为提高脱硝效率,获取适合该模型的最佳脱硝工作参数,对尿素喷射参数进行了优化设计,结果表明,尿素喷射角度为分解炉Z轴方向水平向下60°、喷射速度为25m/s、喷射高度距分解炉入口26m时,脱除NO的能力最强；为获取较佳的脱硝效果和较低的NH3逃逸,尿素与NO的摩尔比不宜超过1.0,最佳范围在0.8～0.95之间。