硫磺喷枪是硫磺制酸工艺的关键装置，直接影响硫酸生产的产量和质量。焚硫炉常用的雾化喷枪，雾化效果不理想，且容易结垢。本文应用CFD数值模拟技术，针对喷枪内部结构以及焚硫炉系统工艺参数进行了模拟优化研究，主要研究内容包括：第一，探讨了喷枪数值模拟方法。基于气、液两相流模型，连续相为液相，离散相为气相；选用标准k-epsilon湍流模型，采用压力-速度耦合方程求解；基喷嘴内部统一为定常流动，进出口以压力为边界条件；外部为非定常流动，选用速度进口，压力出口为边界条件；忽略气液相对运动为均匀两相流；为简化计算模型，假设壁面绝热，选用标准无滑移壁面。第二，基于空气扰动理论，以喷嘴内部流场无涡旋，并有一定的气穴存在为目标，针对喷枪喷嘴内部结构进行了流场模拟及参数优化。在相同的进出口压力下，当喷嘴内部压力室轴侧形结构由半圆形变为直线后，喷嘴内漩涡消失，气穴区域变化不大，其湍流能、压力较为均匀，有利于喷嘴雾化，同时喷嘴出口流量增加，达到了节能降耗的目的。在一定的范围内，增加喷嘴入口压力，可有效提高喷嘴出口速度，有利于提高雾化质量，同时喷嘴出口流量也会增加，提高了喷嘴的工作效率。但是当进口压力增加到一定值后，喷嘴流量不再发生改变，该压力为喷嘴的最大工作压力。以某喷枪的实例参数，针对改进后的喷嘴结构，当出口压力为1.1Mpa时，最大工作压力约为3.0Mpa。第三，针对常用的机械-空气组合式雾化喷枪结构，对焚硫炉内雾化流场进行了模拟。结果表明，在喷枪四周输入一定速度的空气后，喷枪出口附近形成一个涡流负压区，加速液硫向四周扩算，可增大雾化角及雾化行程，同时空气与液硫混卷，可均匀雾滴分布。而当辅助空气速度过大时，会导致喷枪出口附近涡流强度过大，雾滴甩向焚硫炉内壁面，造成硫磺挂壁现象。以某焚硫炉的实例参数，液硫速度24m/s时，对比不同空气流速下的液流雾化流场，在空气进口速度为10-15m/s时，雾化效果最佳。