近年来我国炼镁行业得到迅速发展,各种新工艺和新技术层出不穷。但目前的首要问题是:生产企业众多但规模都很小,且盲目建设;部分企业能耗高、污染严重,技术管理差等。因此,改造镁还原系统,提高热效率,以求达到节能减排的环保要求,是实现我国镁产业可持续发展的根本途径。本文在探讨金属镁还原原理的基础上,对应用高温空气燃烧技术的镁还原系统进行了热力学分析,包括流场分析与温度场分析。为了提高金属镁还原系统的热利用率,并达到节能减排的环保效果,本文设计开发了新型模块化立式镁还原系统,工业应用试验证实了此创新性设计具有很好的节能与环保效果。本文选用湍流模型、标准k ?ε方程模型和非预混合燃烧模型等方法,采用Gambit和Fluent模拟软件,研究高温空气燃烧技术在镁还原炉上的应用,分析了不同工况时还原罐内各流场分布的情况,以及不同时刻下还原罐内的温度分布规律。结果表明:应用高温空气燃烧技术的新型镁还原系统,更有利于回流区的形成,燃烧更加充分,且还原罐内的温度分布更加均匀,可以更好的满足炼镁需要。本文以数值模拟结果作为理论指导,针对目前镁还原设备的弊端、市场的需求以及环保的要求,结合近几年不断发展的高温空气燃烧技术,使用AutoCAD和MAYA视景化仿真软件,设计研发了一种新型的立式镁还原系统,并且描述了该炼镁系统的工业试验状况及其完善工作。该系统是集优质、高产、低耗和低碳于一身的高新节能减排技术装备,与传统还原方式相比较,该系统具有降低燃料消耗、强化还原效率、改善作业环境和提高产品质量等特点,且已完成工业生产条件下的多批次实验,实验结果表明:该新型镁还原系统具有降低燃料消耗、强化还原效率、改善作业环境和提高产品质量等特点,可广泛应用于我国不断发展的金属镁工业化生产中。