近年来,中国处于工业化和城镇化高速发展期,社会能源消耗总量逐年递增,其中工业领域的能源消耗量约占社会能源消耗总量的70%,存在大量的工业废热。其中,大量工业废热载体具有高粘结性、腐蚀性等特点,将会严重腐蚀工业余热回收设备,从而影响工业生产工艺及余热回收工艺系统的运行安全,进而导致此类废热回收利用困难。为解决腐蚀性工业废水余热回收困难的问题,本文采用了基于喷淋闪蒸的余热回收方法。该方法首先将工业废水预处理后进行真空喷淋闪蒸,过热液体经历压力突降时会快速汽化,产生大量饱和蒸汽,然后采用气液分离的方式把水蒸汽分离出来,并将其送入冷凝换热设备,以加热冷媒,从而完成低品位工业余热及水的回收。气液分离是基于喷淋闪蒸的余热回收系统优化设计的关键环节,然而其优化设计目前缺乏理论依据,亟待研究。本文首先分析了喷淋液滴闪蒸及气液分离机理,建立了喷淋闪蒸及气液分离数学模型,然后搭建了喷淋闪蒸实验平台和喷淋液滴粒度测量实验平台,并采用实验研究与模拟计算相结合的方法研究了喷淋液滴的粒度分布及闪蒸特性,分析了喷淋闪蒸系统气液分离性能的主要影响因素,揭示了这些因素对喷淋闪蒸系统气液分离性能的影响规律。研究结果表明:1)喷淋液滴粒度分布呈正态分布,喷淋液滴体积含量峰值随着喷嘴喷射压力的增大而逐渐向粒径减小方向移动,且喷淋液滴直径主要分布在400um至800um范围内,其含量约占喷淋液滴总量的60%~70%。2)提高闪蒸压力和增大喷淋溶液质量浓度将导致喷淋液滴闪蒸蒸发率降低。升高喷淋溶液温度可以有效强化闪蒸过程,提高喷淋液滴蒸发率。3)碳酸钠溶液电导率随着碳酸钠溶液温度升高和质量浓度增大而迅速升高;对于质量浓度超过20%的碳酸钠溶液,溶液电导率值基本趋于稳定。4)粒径大于52.5um的液滴容易被除雾器捕捉,此时除雾器除雾效率可达95%以上。随着喷淋液滴粒径的增加,蒸汽流速对除雾器除雾效率影响逐渐变小。而对于粒径小于15um的液滴,除雾器除雾效果不佳。5)影响喷淋闪蒸系统气液分离性能的因素有:喷淋溶液温度、喷淋溶液质量浓度、喷嘴喷射压力、闪蒸压力以及喷嘴距液面高度等。较高的喷淋溶液温度和喷嘴喷射压力将导致喷淋闪蒸系统气液分离性能降低,而减小喷嘴距液面高度可提升喷淋闪蒸系统气液分离性能。其中,喷淋溶液温度对喷淋闪蒸系统气液分离性能影响最大。本文的研究结果可为喷淋闪蒸系统除雾器的优化设计提供指导,促进基于喷淋闪蒸的余热回收技术发展及应用。