随着我国大气污染联防联控工作的开展及水泥行业NOx排放标准的逐步严苛，分解炉内采用SNCR脱硝技术因其可行性和有效性得到越来越多的重视和推广。由于分解炉内的流场分布是研究脱硝工艺的基础，本文采用计算流体力学方法以典型分解炉为研究对象进行数值模拟，在研究分解炉冷热态流场分布、温度场、NOx分布情况的基础上对SNCR脱硝反应进行模拟，考查多种因素对脱硝反应的影响并进行优化设计，为水泥行业脱硝技术的推广提供一定的理论支持，并对已采用该技术的水泥厂进行优化设计和运行提供依据，从而有效降低我国水泥行业NOx排放。通过对分解炉进行冷态模拟并根据原炉中流场分布存在的问题，提出三种改进方案，模拟分析改进后分解炉的流场分布及改进作用，结论如下：该类型分解炉内气流运动形式以双喷腾效应为主，部分区域伴有涡旋。单一三次风进口的不对称结构导致炉内速度场分布不均匀，物料分散性不好。结构改进后，单一偏心三次风结构的分解炉内喷腾和旋流效应共存，对称偏移三次风结构的分解炉内流动以旋流为主，对称正向三次风结构的分解炉内流动以喷腾为主。对称偏移三次风结构的改进方案更有利于物料在分解炉内的均匀分散。通过对原分解炉进行热态模拟得出：炉内温度分布不均匀，存在高温区和低温区。炉内各组分在下部缩口、生料和煤粉进口处分布复杂，在炉体中上部分布均匀。炉内NO主要分布在高温区，回转窑中带入的NO对分解炉内的NO分布趋势影响较小，对NO浓度有一定的贡献作用。随着进口NO浓度的增加贡献值增大，当窑尾烟气进口NO浓度为800ppm时，分解炉出口NO浓度为813ppm，与实际测量值较为接近。通过对SNCR脱硝反应模拟分析得出：喷嘴安装高度、氨氮比、喷枪深入炉内距离和喷嘴个数四个因素对脱硝率影响较大。喷嘴适宜安装在柱体上部23-30m范围内，氨氮比在1-1.4之间，适宜采用贴壁式安装方式，在适度范围内可通过增加喷嘴个数提高脱硝率。喷射速度、喷射角度、还原剂粒径对脱硝率影响较小。