烧结工序排放的废气占钢铁工业废气量的40%以上,是钢铁工业最严重的污染源。由于烧结烟气含尘浓度高,污染物成分复杂,且烟气量和气体污染物含量波动大,使得末端治理净化烟气的方法不仅技术难度大,且投资和运行成本高。烟气循环烧结是一种经济可行的减排技术,原理是将一部分烧结烟气直接循环利用,不但可减少单位烧结矿排放的废气量,同时可充分利用烟气余热和CO潜热,且部分污染物在循环过程中得到降解,可取得良好的节能减排效果。但是烧结烟气中含有大量的水蒸气和灰尘,O2浓度也比较低,这均是对烧结不利的因素。关于如何进一步优化烟气循环工艺,尤其是结合富氧和焦炉煤气喷吹,目前国内研究还比较少。本文将富氧和喷吹焦炉煤气与烟气循环联合使用,形成综合烧结工艺,通过数值模拟研究烟气循环条件下富氧和焦炉煤气喷吹参数对烧结工艺和产品质量的影响,主要包括以下几方面的内容和结果。（1）建立铁矿石烧结工艺静态模型,考察了不同工艺参数下富氧、焦炉煤气喷吹和烟气循环等烧结工艺的固体燃料消耗、CO2、SO2和烟气排放量,并对富氧、焦炉煤气喷吹和烟气循环等烧结工艺的优点和缺点进行了初步的工艺评价。静态模型的计算结果同时为后续的烟气循环、富氧和焦炉煤气喷吹等烧结工艺的数值模拟提供边界条件。（2）对铁矿石烧结过程气体流动、热量和质量传输及各种物理化学反应进行分析,以流动、传热和传质的基本方程为基础,充分考虑烧结过程质热耦合、多反应耦合、水分蒸发和冷凝、焦粉燃烧、溶损反应、碳酸盐分解、铁氧化物还原和氧化、NOx生成和还原、气体燃料燃烧、矿物熔化与凝固、烧结料层结构变化等物理化学现象,建立铁矿石烧结过程二维非稳态数学模型,通过烧结杯实验数据验证了模型的准确性和可靠性。在对烧结过程进行数值模拟的基础上,通过对烧结床层内温度曲线进行分析,获得料层最高温度、熔化区停留时间、熔体量指数、冷却指数和烧结矿成品率等参数,建立了基于温度分布的烧结矿质量和成品率评价体系,用于对烧结工艺进行评价。（3）采用铁矿石烧结过程数学模型对铁矿石烧结过程的烟气循环、富氧和焦炉煤气喷吹等工艺进行数值模拟研究。考察并明确了烟气循环（循环位置、循环量和覆盖面积）、富氧（喷吹位置、氧气浓度、覆盖面积和气体温度）和焦炉煤气喷吹（喷吹位置、喷吹量和覆盖面积）等工艺参数对烧结过程料层温度场、烟气浓度场、烧结矿质量、成品率和NOx排放量等的影响,为后续的烟气循环烧结工艺优化提供数据基础和边界条件。（4）综合考虑烟气循环余热利用、燃料消耗、NOx排放、烧结成品率和产品质量,对富氧和焦炉煤气喷吹的烟气循环烧结工艺进行优化,获得了烟气循环烧结的综合优化方案,并分析了优化方案的提质增效和节能减排效益。综上所述,本文针对烟气循环铁矿石烧结过程存在的混合风氧含量低、余热利用不充分、表层烧结矿质量差和环境问题等问题,组合富氧和焦炉煤气喷吹形成综合工艺。通过建立静态工艺模型和动力学模型,分别对其进行工艺理论分析和数值模拟研究,最终确定了采用富氧和焦炉煤气喷吹的烟气循环烧结工艺的优化方案。研究成果可为综合烧结工艺的进一步提供理论和技术基础。