工业窑炉是工业加热的重要设备,其排放的NO对环境污染严重。降低工业窑炉NO的排放,对环境治理具有重要的意义。以天然气为燃料的工业窑炉受到了广泛的关注,然而有关天然气工业窑炉的NO排放问题依然未得到有效解决。本文采用数值模拟的方法研究了某天然气隧道窑炉内NO生成路径。建立的物理模型计算得到的烟气组分含量和燃烧带温度,与实验结果匹配较好。采用该模型研究了过剩空气系数α、喷嘴的布置方式以及在隧道窑窑道下方设置挡火墙等不同工况下对NO排放和生成路径的规律。结果表明当过量空气系数α=1.1增加到9.95,NO呈先上升后下降的趋势,当α=6.0时NO排放量达到最高值;在喷嘴相错布置时NO体积分数是相对布置时的3.14倍;喷嘴相错布置且在窑道下方设置挡火墙时与未设置相比,NO可以减少大约6倍。进一步的研究表明α=1.1时生成NO的主要基元反应速率相较α=6.0时小,生成NO较少。α从=6.0继续增加到9.0时,生成NO主要基元反应R251（CH₂+NO<=>H+HCNO）、R236（HCN+OH<=>NH₂+CO）、和R235（HCN+OH<=>HNCO+H）的速率降低,NO生成减少。与α=9.0时相比,当α=9.95时R241（CH+N₂（+M）<=>HCNN（+M））和R258（HCNN+O<=>HCN+NO）基元反应消失,对NO生成影响较大的基元反应R179（N+O₂<=>NO+O）、R193（NH+OH<=>N+H₂O）、R197（NH+H₂O<=>HNO+H₂）、R201（NH₂+O<=>H+HNO）、R203（NH₂+OH<=>NH+H₂O）和R216（HNO+O₂<=>HO₂+NO）速率降低,因此计算的NO含量出现了明显的降低。当喷嘴相错布置时生成NO的R216（HNO+O₂<=>HO₂+NO）反应方向与喷嘴相对布置相反,炉内气流扰动增强,生成NO的主要基元反应速率增大,NO生成增加;在窑道下方设置挡火墙时R267（HNCO+OH<=>NCO+H₂O）和R251（CH₂+NO<=>H+HCNO）的反应方向与未设置挡火墙时相反,炉内气体扰动减弱,NO的生成减少。综上,研究结果对天然气窑炉NO减排具有一定的指导意义。