传统的不溶性硫磺生产工艺,由于液态硫磺的冷却过程不好把握,使得液态硫磺在急速冷却过程中,不溶性硫磺的生产效率低,而且生产过程属于敞开式生产,这就导致冷却液二硫化碳挥发,由于二硫化碳属于有毒性物质,对工人造成了比较大的伤害和对环境造成了比较大的污染。论文在对传统不溶性硫磺生产工艺和用于烟气尾气洗涤的逆流喷头的基本原理和结构组成进行了研究和比较以后,发现逆流喷头对液态硫磺和冷却液进料量的可控性对不溶性硫磺生产过程中液态硫磺的冷却过程具有比较好的掌握性,同时逆流喷头的两相流体是在密封的圆管中进行传质传热,对不溶性硫磺生产过程中的环保方面具有较好的控制作用。论文以烟气尾气洗涤所使用的逆流喷头为研究对象,利用计算机模拟技术,使用RNG k-ε模型和Euler双流体多相流模型对反应器内部冷却液和液态硫磺两相流体的流域内部冷却液含量、湍流强度、液态硫磺质量浓度、不同工况下(包括喷头轴向与切向进料比和冷却液和液态硫磺进料比)各参数变化以及反应器喷头尺寸变化所导致的参数情况进行了模拟计算。通过建立的反应器模型对反应器管内流域流体流线图进行了模拟计算,发现两相流体在反应器内部产生了湍动作用区;对流体中冷却液相速度、冷却液含量和湍流强度三个参数进行了模拟计算和分析,发现流体的流线比较复杂,会形成涡旋,轴向的速度会迅速降低,切向速度会升高,流体中冷却液的含量也保持相对稳定,基本保持在0.8至0.9范围内,湍流强度I>1%;对反应器内液滴质量浓度进行了模拟计算和分析,发现在在两相流体的碰撞区域内,液态硫磺相质量浓度比较低,基本处于0.2τ-0.5τkg/m~3这个范围内,并且液态硫磺相的液滴在该区域内分散也比较均匀。论文在不同的工况下的反应器内部流域流体特性进行模拟计算和研究分析。结果表明,在反应器内两相流体的质量流量比例不发生变化时,随着喷头轴向进料量和切向进料量的比例的增加,流域内流体的流型呈现碗型—泡沫型—环流型—液柱型的变化。反应器管内两相流体湍动作用区的大小随着冷却液质量流量和液态硫磺质量流量的比例的增加,先增大后减小,在1.04左右达到最大值;随着喷头轴向进料量和切向进料量比例的增大,先增大后减小,在8/12左右达到最大值。为了优化反应器喷头的结构尺寸,论文对不同喷头出口直径进行了模拟计算。通过对模拟计算结果分析,当喷头出口直径为15 mm时,两相流体间的传质效率最高。