我国的陶瓷产量位居世界首位，但与西方发达国家相比，存在着能耗高、能源利用率低、污染严重等问题，阻碍了我国陶瓷行业的可持续发展。针对此现状，实现陶瓷生产过程的节能减排已迫在眉睫。富氧燃烧技术被认为是一种比较容易实现的节能技术，它可以加快燃烧、促进燃料燃烧完全、提高火焰温度、减少排烟量，节约能源等。目前富氧燃烧技术在很多领域如玻璃、冶金等行业得到了成功应用，但在我国陶瓷生产上的使用尚未成熟，还需进一步探索与研究。本文以两条日用陶瓷辊道窑为研究对象，分别建立其火焰空间的三维几何模型并进行六面体网格划分，采用计算流体力学分析软件Fluent对辊道窑内的火焰空间进行数值模拟。选用Realizable k-ε湍流模型，涡耗散模型，DO辐射模型，灰气体加权平均模型（WSGGM）和NOx污染物模型来模拟计算。根据Fluent模拟计算结果，研究与分析日用陶瓷辊道窑内的富氧燃烧特性，为窑炉结构的优化和富氧燃烧技术的推广提供依据。分析结果表明：富氧燃烧可以提高辊道窑内天然气的燃烧温度，但火焰的长度变短，并向烧嘴出口处收缩，导致火焰覆盖面积变小，这就需要根据富氧浓度的大小调整烧嘴的直径，以改善窑内气流分布，从而形成有效的气流循环。烟气中CO2和H2O三原子分子的体积浓度随富氧浓度的增大而增大，这不仅加强了窑内的热辐射，提高热量利用率，而且降低了无辐射能力的N2所带走的热量。此外，窑内NOx的生产量随富氧浓度增加而迅速增加，且热力型NOx是其主要的生成类型。根据富氧浓度的大小优化烧嘴口径后，天然气燃烧的火焰刚性得到了改善。进一步对温度场分布情况分析发现，窑内烧成带平均温度先升高后降低，而横断面的温度均匀性逐渐变差。这可能是由于烟气量的急剧减少，降低了窑内气流之间的搅动。综合考虑可得，适合2#辊道窑的最佳富氧浓度为27%，相对应最佳烧嘴口径为45mm。在最佳富氧浓度27%的情况下，对预热带与烧成带交界处挡板与挡墙之间高度进行调整，研究结果表明当挡板与挡墙之间高度下降100mm后，窑内气流之间的扰动增强，且挡板与挡墙的截流作用变得较为明显，可以很好地防止烧成带高温烟气不受限制的流向预热带，降低热量损失。最后，模拟分析了富氧燃烧的节能减排效果，研究结果发现燃料量减少10%、20%、30%，辊道窑内烧成带的平均温度均有所下降。为了满足烧成所需温度，2#辊道窑当采用27%的富氧浓度时，最多可节能20%。在此基础上，对NOx模拟分析可知，NOx浓度仍比空气助燃时高，但这仍能满足陶瓷生产对污染物NOx的排放要求。