钢厂烧结工序产生的烟气经湿法脱硫后直接从烟囱排出,会产生严重的白色烟羽现象。这种白色烟羽不仅会污染钢厂周围的环境,还为雾霾天气的形成创造了条件。为解决白色烟羽带来的环境问题,近两年上海等地纷纷出台相关政策对其提出了治理要求。可以预见,在愈发严格的环保要求下,消除白色烟羽(简称消白)是大势所趋。然而,现有研究对白烟影响因素分析不够深入,焓湿图分析无法考虑到扩散因素的影响,不能得到准确的消白技术控制参数。而且也没有针对消白技术的设计方法。因此,开展消白相关研究是非常必要的。首先从焓湿图上初步分析了白色烟羽的产生和消散机制,通过理论计算得到冬夏季消白临界线方程。但焓湿图无法考虑扩散因素的影响,提出采用CFD模拟的方法深入研究环境风速、排烟速度和烟囱高度等扩散因素对白色烟羽产生和消散机制的影响。通过模拟消白临界线上的烟气工况,发现实际仍会有白色烟羽产生,从而验证了扩散因素对白色烟羽出现的重要性。其次模拟研究了不同环境温度、环境相对湿度、环境风速、排烟速度下白色烟羽的扩散特性。结果表明,环境温湿度、排烟速度、环境风速对白色烟羽扩散特性的影响显著。接着分析了不同季节典型工况下白色烟羽的分布差异,得到白色烟羽的严重程度排序为:冬季>春季≈秋季>夏季。之后对烟气加热技术、烟气冷凝除湿技术以及冷凝加热复合技术进行了数值模拟研究。在考虑了扩散因素的基础上,得到了更准确的消白控制参数以及不同技术下白色烟羽的消散规律。计算结果表明,采用加热技术,考虑扩散因素的加热温度比不考虑扩散因素的加热温度高23℃;采用冷凝除湿技术,考虑扩散因素的烟气除湿温度比不考虑扩散因素的除湿温度高1.06℃,且除湿温度20℃是理想的除湿临界值;采用冷凝再热技术,模拟得到完全消白的再热温度随烟气饱和温度的降低呈二次函数规律减小。通过与不考虑扩散因素的计算值对比,发现扩散因素对烟气再热温度的影响会随着烟气饱和温度的升高而增大。最后,利用考虑了扩散因素的消白控制参数对某钢厂进行了三种消白改造方案的设计。给出不同消白技术下的设计方法,对每一种方案中关键的热质交换装置进行了详细的设计计算,得到相应装置关键的热力参数。