2004年我国粉煤灰存储量已达25亿吨，并以2亿吨/年以上的速度递增。大量的粉煤灰排放不仅侵占土地，而且严重污染环境，构成了对生态和环境的双重破坏。资源化开发利用低等级粉煤灰迫在眉睫。 粉煤灰是一种优良的活性矿物质资源，具有良好的活性效应，形态效应和微集料效应。目前关于粉煤灰的专利已有200多种，但高附加值技术却由于对细度的严格要求而难以推广应用。现行的机械磨由于能耗高、粒度分布宽等缺点无法规模化生产。过热蒸汽气流粉碎是利用电厂背压抽气为动力的超细粉碎技术，其具有超强的粉碎力，较低的能耗等优势，可满足对粉煤灰的低成本、规模化生产。但由于国内外对其研究极少，设计参数的选取及实际研究深度不够，尚处于探索性阶段，还有大量的研究工作要做。 本文首次利用FLUENT流体模拟软件，以工业上反映效果较佳的LNJ—120型空气用气流粉碎分级机为原型，对空气和过热蒸汽两种工质的粉碎分级流场进行模拟和对比分析，以期为过热蒸汽气流粉碎装置提供设计参考。模拟结果表明：过热蒸汽工质和空气工质在喷嘴中心线上的变化趋势相同，出口处均出现激波现象，速度衰减极快，但前者的喷嘴出口速度近两倍于后者；过热蒸汽工质的径向和轴向速度都高于空气工质，从分级轮内缘到分级机内壁的轴向速度在轴向上均成逐渐下降趋势，进入分级轮的径向速度均为负值，表明气流无外溢；但两者的切向速度大小及趋势变化相同，在叶片内部距其外缘9mm处达到最大值，超过这一最高值后便迅速衰减；过热蒸汽工质温度场表明，粉碎分级腔内温度高于露点，可保证腔内干燥。在计算机仿真模拟的基础上，完成了过热蒸汽制备超细粉煤灰系统主要结构设计，其中过热蒸汽Laval喷嘴的设计应保证喷嘴出口蒸汽的过热度，避免湿蒸汽的出现。 本文在高温高湿烟气用除尘器的研究基础上首次设计了过热蒸汽用袋式除尘器，并对其进行计算机模拟验证与优化以及各影响因素的试验分析，发现整个试验过程中除尘器运行状况良好，实现了产品的干法收集；除尘器压损随进口气体温度的升高以及过热蒸汽通入的时间的增长而先小幅度降低再逐渐增高，随进口蒸汽过热度的增加而减小。 为验证过热蒸汽气流粉碎系统设计的合理性，实现低成本、规模化地制备超细粉煤灰，本文以在四川巴蜀江油电厂的自行研制的过热蒸汽气流粉碎试验装置为条件，进行超细粉煤灰的制备研究，对各操作参数、蒸汽参数以及粉煤灰含水量的影响进行试验分析，并对产品进行应用研究。结果表明：利用火电厂低品位过热蒸汽可以很好地制备高附加值的超细粉煤灰粉体，实现低等级粉煤灰的低成本、规模化应用。过热蒸汽粉碎工艺可有效保护粉煤灰玻璃微珠结构，加剧物料的品格畸变及无定形化：粉体具有良好的粒径分布和形貌特征，活性大幅提高，其各项指标均能达到砂浆和混凝土用的一级粉煤灰技术要求，其中10μm粉煤灰具有最优良的减水效果，也具有较高的火山灰活性。 本文对过热蒸汽制备超细粉煤灰系统进行了较为详尽的分析研究，为下一步十万吨级生产线的建立提供基础数据，并为过热蒸汽气流粉碎的设备设计及超细粉煤灰的应用提供参考和依据。