磷铵生产过程中通过烟囱排放的尾气中水蒸气的含量约为12%-20%,温度为60-80℃,与发生凝雾的热力学临界温度值很接近,极易出现局部过饱和而以尾气中大量存在的粉尘微粒为核发生雾化、凝结,在烟囱周边生成白色液滴,形成“白烟”。形成的“白烟”不仅会造成严重的环境污染,影响企业形象,还会造成资源的浪费。论文分析了磷铵尾气形成“白烟”的原因,提出了用喷雾冷凝的方法回收尾气中水蒸气和热量的工艺,通过能量衡算,塔内喷雾系统模拟以及塔内结构参数和运行参数优化,提出了塔设备的设计方法,所进行的主要研究内容和结论如下：(1)对烟囱尾气喷雾冷凝过程进行物料衡算和能量衡算,得到了所需冷却水流量的计算公式。(2)对喷嘴雾化特性进行了研究,并用Fluent软件的雾化模型结合离散相模型(DPM)对塔内的喷雾系统进行了数值模拟,得到了喷雾液滴直径的空间分布：液滴直径随轴向距离的增加先减小后增大,随径向距离的增加而增大。讨论了喷雾压力、喷雾扩散角和气相速度对液滴直径及其分布特性的影响,结果表明：雾化压力增大,液滴直径减小,但低压下液滴直径分布更为均匀；扩散角增大,液滴直径和液滴下落的相对速度均减小；气相流速越大,被气相带走的最大液滴直径越大,且液滴直径沿轴向的变化幅度越大。(3)用Fluent对喷雾冷凝塔内的气液两相流场进行了模拟,讨论了结构参数(尾气入口倾角和喷嘴布置方式)和运行参数(空塔气速和喷雾压力)对气液两相流场的影响,得到较优的参数为：尾气入口倾角为120-15°,喷嘴布置方式采用正三角形布置以减少壁流效,空塔气速为3m/s,喷雾压力为5-6 bar。(4)本文从水蒸气在液滴表面冷凝相变传热传质的机理出发,推导了水蒸气在液滴表面传质速率的计算公式。根据麦凯尔焓差方程,得到了塔内液滴群与气相的传热模型。基于上述理论,提出了用空间增量法计算冷凝塔塔高的方法,并用冷却塔塔高的计算方法进行了验证,证明计算方法是可行的。通过对各微元段的参数进行追踪,得到了传热传质相关参数随塔高的变化规律。