冲击水浴除尘技术是湿法除尘工艺中的重要技术之一,其在烟气除尘领域和煤气化炉合成气洗涤、净化领域都有广泛的应用。在冲击水浴除尘器内存在着多相流动、分离和热质传递等多个复杂过程,其相关的规律和机理的认识还不够全面。因此,本文采用实验和数值模拟相结合的研究手段,围绕冲击水浴除尘器内含尘气体穿越液池过程所涉及的复杂多相流动特性展开研究,探讨其内在机理。本文研究内容主要包含以下几个方面:　　设计和搭建的冲击水浴除尘器试验台,以该试验台为背景利用高速摄像机进行可视化测量的方法对冲击水浴除尘器中淹没气体射流冲刷行为过程进行研究。研究发现,淹没气体射流冲刷初始阶段冲坑演变过程可分为冲坑形成、冲坑膨胀、冲坑膨胀停滞和冲坑上浮四个阶段。在冲坑膨胀停滞阶段,冲坑呈近似球形。提取整个冲刷过程中冲坑深度信息,我们发现冲坑深度随时间的变化呈现上升形成波峰,再下降形成波谷的周期性波动过程,变化曲线呈多峰分布。对液池中的悬浮液进行取样,获得不同工况下的轴向固含率分布信息。研究发现:粒径较小的颗粒更容易在液池内悬浮;粒径较大时颗粒在液池内的沉降速度受气相速度的影响较为明显;粒径较大或较小时,颗粒都不易在液面停留,粒径中等时颗粒更容易在液面停留;气相冲击液池速度较大时,液相对气相的作用也较大,颗粒受到的负压力梯度力较大,不易在液体中运动。　　建立冲击水浴除尘器气液两相流数学模型,成功重现淹没气体射流冲坑演变过程。对冲坑膨胀停滞阶段冲坑特征形态进行了分析研究,发现冲坑膨胀停滞阶段冲坑特征深度和特征半径随气体入口速度的增加呈s型曲线增加,下降管淹没深度越大,s型增长特征越明显。气体穿越液池过程,气相运动经过一个反折再反折的过程,气相最后贴着下降管壁上升,故靠近下降管处气含率较大。气相会在冲坑内形成一个漩涡,故冲坑内部会形成一个紊流核心区,该区域的存在不利于尘粒的分离捕集。　　建立欧拉-欧拉数学模型对冲击水浴除尘器气液固三相流动行为进行数值模拟。模拟结果所揭示的物理现象与实验结果一致,证明了数学模型具有可行性。研究发现,颗粒刚冲出下降管时,颗粒相会在气液交界面出现沉积现象,下降管中心位置气液交界面颗粒量最多,随着颗粒的不断积累,颗粒在下降管中心位置开始沉降。颗粒在沉降过程中,因尾涡的存在,颗粒沉降区边缘颗粒较少的区域颗粒有向颗粒沉降主通道反折的趋势。因下降管中心处颗粒沉降最快,下降管中心处颗粒首先与液池底部接触并开始铺展。颗粒在液池底部最后呈中间低两边高的分布。