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中国是农业大国，但耕地土壤钾元素匮乏，对钾肥需求较大，而中国钾资源储量较为匮乏，钾肥供给长期依赖进口。钾资源作为中国重要的战略资源，事关国家粮食安全，因此提高钾资源利用率具有十分重要的现实意义和战略意义。利用热质回收技术回收氯化钾生产干燥尾气中的KCl粉尘和热量，既有利于提高氯化钾回收率，提高经济效益，又有利于解决热和粉尘的环境污染问题，促进盐湖资源可持续发展。 本文采用实验和计算流体力学方法对KCl干燥尾气热质回收工艺与装备进行研究。利用响应曲面法研究K+、Na+、Mg2+和温度对硫酸钙溶解度的影响，建立了硫酸钙溶解度预测模型，确定最佳阻垢工艺条件。结果表明，在研究范围内，随着离子质量分数增加，硫酸钙在溶液中的溶解度逐渐增大，随着温度增大，硫酸钙溶解度在KCl、NaCl溶液中先增大后减小，在MgCl2溶液中一直增大;K-Na-Mg-Cl混合体系中，NaCl和MgCl2交互作用对硫酸钙影响程度最大，根据响应曲面法确定最佳阻垢工艺条件为温度50℃、NaCl、KCl、MgCl2质量分数分别为2wt％、2.83wt％、3wt％，硫酸钙最大溶解度为07387g/100g，可有效避免河水喷淋回收过程中硫酸钙析出结垢。 利用计算流体力学方法，考察了气体分布器对热质回收塔内烟气流场的影响，分析了热质回收塔空塔烟气流场分布特征，建立并优化了使流场分布均匀的气体分布器模型，实现了对烟气流场分布的优化。结果表明，烟气进入热质回收塔空塔会在烟气入口上方和下方形成两个烟气旋流，随着烟气流量增大而增大，通过气体分布器可以对烟气流场进行有效分布，通过模拟计算，确定了气体分布器分布孔直径大孔0.1m/小孔0.08m，小孔占1/8直径区域的条件下压降阻力最低流场分布效果最好。 采用计算流体力学方法，考察了两相流条件下大通道螺旋喷嘴2D轴对称模型喷淋流场分布情况，研究了烟气流速、液滴平均粒径、喷淋角度、喷淋流量对液滴均匀分布效果和烟气对液滴携带率的影响，确定了液滴分布最均匀和烟气携带率最低的大通道螺旋喷嘴操作条件与型号。结果表明，液滴平均粒径1mm、喷淋角度90°、喷淋流量1.5kg/s为最佳喷淋条件，参考美国Spraying Systems有限公司大通道螺旋喷嘴性能数据，可选择1/2HHSJ-SS90120型号喷嘴作为热质回收塔喷淋使用。 根据研究结果，设计建设了热质回收装置，实现了现场工程化稳定运行，热质回收效果较好，氯化钾粉尘回收率达95％以上，热量回收率为89％，水损失量低于2％，热质回收率完全符合工程设计目标，粉尘排放量远低于国家环保要求。