水泥熟料生產過程中，燃料燃燒產生的NOx，主要由燃料型NOx、熱力型NOx，兩種類型。其中燃料型NOx是由燃料和原料中的氮氧化物反應生成；熱力型NOx主要是由在溫度高于1500℃時，空氣中的N2和O2反應而生成。回轉窯中燒成帶火焰溫度高達1500℃以上，除產生燃料型NOX外，大量助燃空氣中的氮在高溫下被氧化產生大量的熱力型NOx。分解爐內燃料燃燒溫度約為950—1200℃，在此溫度范圍內，主要生成燃料型NOx。窯系統排出廢氣中的NOx主要是在窯內煅燒帶高溫條件下產生的。因此窯內所用燃料愈多，窯尾廢氣中的NOx濃度愈高；
   而分解爐用煤愈多，窯尾廢氣中的NOX濃度相對減少。分級燃燒脫氮的基本原理是在煙室和分解爐之間建立還原燃燒區，將原分解爐用煤的一部分均布到該區域內，使其缺氧燃燒以便產生CO、CH4、H4、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯尾煙氣中的NOX發生反應，將NOx還原成N2等無污染的惰性氣體。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx產生，從而實現水泥生產過程中的NOx減排。
  根據“技術先進、工藝成熟、經濟合理”的選擇原則，本技改方案采用了分解爐分級燃燒技術加精細化操作措施。即：對分解爐進行燃料分級燃燒改造，將燃料分級加入，在分解爐錐部形成還原區，還原窯內產生的熱力型NOx，并抑制燃料型NOx的產生；同時配合操作優化調整措施，控制窯內燃燒氣氛，減少窯頭煤粉燃燒空氣過剩系數，降低窯尾煙氣氧含量，從而降低并穩定窯尾廢氣中的NOX排放濃度。具體改造方案如下：
   (1)原系統三次風管引出一旁路，將一部分三次風引入分解爐上部，以在分解爐錐部創造一個缺氧環境，使煤粉在缺氧條件下燃燒，利于錐部還原氣氛的生成。
   (2)將分解爐煤粉分4點、上下2層喂入，在保證煤粉充分燃燒的同時，適當增加分解爐錐部的煤粉喂入比例，保證缺氧燃燒產生還原氣氛，以還原窯尾煙氣中大量的NOx。
   (3)分解爐錐部截面改造，減少錐部截面尺寸，以滿足流場需求。
   (4)操作上，適當降低窯內通風量和喂煤量，增加三次風量和分解爐喂煤量，盡量降低窯內過剩空氣系數，減少NOx。生成量；降低高溫風機轉速，盡量減少系統用風，在保證減氮效率的同時可降低熟料燒成熱耗，降低系統阻力。