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喷嘴看似很小的部件,却在偌大的喷淋式脱硫塔中起到至关重要的作用,脱硫效率的高低取决于喷嘴性能的优劣,本文以有效的提高脱硫效率为出发点,对旋流喷嘴的结构进行优化模拟,并提出新型旋流喷嘴,可以更加高效的对烟道气进行吸收,具有节能环保的特点。本文通过CFD数值模拟分析了现有旋流喷嘴,在现有旋流喷嘴的基础上进行结构优化,分析结果表明:旋流喷嘴的切向入口流道数目为4时,具有更好的对称旋流状态;旋流喷嘴切向流道上扬角度在8度至12度时,喷嘴内部流体整体旋转速度较大,具有较大的动能;在针对旋流喷嘴出口段的模拟研究中,得出雾化角度与旋流喷嘴出口喉颈长度呈负相关,随着旋流喷嘴出口喉颈的长度增加而减小;雾化角度与旋流喷嘴出口直径的大小呈正相关,雾化角度随着旋流喷嘴出口直径的增大而缓慢增加,并拟合出旋流喷嘴出口直径与雾化角度正切值的关系式tan(2/α)=2.3901((d0)/D)+2.4314;另一方面,针对旋流主体段,在轴向剖面上,流体轴向速度整体呈现M型分布,径向速度则呈现S型分布,并拟合出速度与径向距离之间的关系式。在针对现有旋流喷嘴进行一系列的优化模拟后,其整体的性能优于原有结构旋流喷嘴,但固有旋流喷嘴存在壁面容易被磨损腐蚀,处理液量相对较小、难清理等问题,因此提出了一种新型旋流喷嘴:拉瓦尔式空气旋流喷嘴。数值分析表明:该种喷嘴具有不易堵塞、处理液流量较大、不易磨损、节能效果显著、结构放大缩小简单等特点,最后该新型旋流喷嘴具有放大后可作为气液反应器的优异特点,可以为后续研究提供新的方向。