湿式脱硫塔中的除雾器的设计不仅要求具有高效的分离性能,还要求较低的压损、良好的防结垢、防堵塞、耐腐、方便清洗和维修等。目前工业上较常使用的带弯钩波纹板除雾器,虽然在折流板除雾器的基础上在除雾效率和防堵塞方面做了一定的改进,但堵塞的现象依然存在;丝网除雾器除雾效率较高,但极易堵塞;旋流离心除雾器不易堵塞,但压降较大,这些除雾器都存在投资大、维修困难等问题。为了探索解决这些问题的方案,本文在对惯性除雾气液分离机理研究的基础上,并通过分析各个因素对除雾效率和压降影响,提出了一种新型浮球式除雾器。并运用数值模拟技术对其内部流场和除雾性能进行了研究。模拟结果表明,影响除雾器压降和效率的主要因素是进气速度、圆球间距、液滴直径和圆球间相对位置,它们在不同程度上影响除雾器性能。研究了进气速度、圆球间距和圆球所受合力三者之间的关系,并得到反应三者之间关系的三维曲面图及等高线图,为除雾器的设计提供了依据。以圆球质量50g为例进行除雾器优化设计,筒体直径取0.6m,进气速度取4.25m/s时,根据合力等高线图得,此时圆球间距为100mm,并对其内部流场及除雾性能进行模拟分析。研究表明,压降和除雾效率都随圆球层数的增加而增加,但增加的幅度有所不同,当液滴直径为30μm时,浮球层由一层依次增加到四层,除雾效率分别增加70.85%、39.35%、19.66%,压降分别升高36.05%、33.36%、12.49%。且随着浮球层数的增加,其内部流场逐渐均匀,整个除雾器内湍动能逐渐增强,且除雾器性能良好。本研究为设计和提高除雾器性能提供了理论依据。研究表明,新型浮球式除雾器能够从理论上提高操作弹性,且具有不易堵塞、易冲洗、投资少、运行维护费用低的特点。