水泥熟料流态化煅烧工艺的研究已经开展了几十年，到目前为止还没有工业规模的应用实例。目前较为成功的是日本的一些研究人员以高温造粒烧结技术为核心的流态化煅烧工艺，已经在进行大规模的中期试验了。不过尽管如此，有关大颗粒流化床的研究目前还不够完善，所得到的具有指导意义的资料不多。　　 本文对目前流态化煅烧水泥熟料的工艺进行分析总结，认为冷态成球工艺是一种比较适合我国国情的流态化水泥熟料煅烧方法。为适应这一工艺，本文提出以颗粒状煤作为燃料，在流态化状态下进行燃烧，产生高温烟气以满足熟料煅烧过程的需要。燃烧过程中，少量的冷空气作为流化风，将燃料颗粒流化起来，而燃烧所需的空气主要由温度较高的三次风来提供。　　 基于这一思路，本文设计了一种流态化燃烧炉，并通过冷态模拟试验，对其结构和操作参数进行了初步的研究。首先根据传统的小颗粒流化床的设计经验，对流态化燃烧炉进行了初步的设计，并结合试验对其进行了校验分析。在初步设计的基础上，本文对燃烧炉的流体力学特性进行了研究，主要测定并比较了不同三次风进风方式和比例下燃烧炉内气体流场以及阻力特性的变化规律，以便对燃烧炉的结构进行研究。试验结果表明：　　 (1)设计过程中，对临界流化风速采用Ergun方程推导而来的临界流化风速的计算公式在大颗粒流化床中取得比较相符的计算结果，因此设计结果较为合理。　　 (2)本次试验中，随着床料成分的改变，其临界流化风速变化范围为0.9m.s-1～1.3m.s-1，变化范围不大，因此在燃烧过程中，床料成分的改变对操作风速的影响不会很大。　　 (3)对燃烧炉的流场分布研究结果表明：三次风进风角度对燃烧炉内流场影响较大，相同进风比例情况下，随着进风角度由径向到切向的变化，炉内流场由原先的受限喷射流变成以旋流为主的流场，并且随着角度的增加而变得很明显。在相同三次风进风角度情况下，流化风进风比例的增加，有利于煤颗粒在流化段的正常流化，但不利于颗粒的分散。本文通过研究认为在三次风60°进风流化风进风比例为10％时条件下，轴向速度相对较低并且在边壁以及其它一些区域产生汇流，径向速度有利于增加煤颗粒在燃烧炉内停留时间，切向速度较大，离心作用强，炉内流场分布较为合理，有利于燃料分散以及燃烧过程的实现。　　 (4)对系统阻力特性的试验研究表明：本文研究的燃烧炉，其系统阻力损失主要以三次风阻力损失为主，流化风对三次风阻力损失影响很小，系统阻力损失随着三次风速的增加而上升。随着三次风进风角度的变化，以三次风入炉风速为基准的阻力系数ξe从1.2上升到了2.2，不过从总的阻力损失来看该燃烧炉的总体压损较小，因此在对燃烧炉进行结构优化设计时，阻力损失可以不作为主要的影响因素来考虑。