电厂石灰石-石膏湿法脱硫工艺中的旋流器,是一种分离非均相混合物的设备,主要是对石膏浆液进行浓缩和颗粒分级。为解决目前电厂应用的石膏旋流器的实际运行数据与设计数据偏差较大、石膏浆液易堵和磨损严重等问题,及加快石膏旋流器的国产化进程,对旋流器分离性能的研究具有重要意义。本文采用商业软件Fluent,基于雷诺应力(RSM)模型、混合模型对石膏旋流器内部流场进行了数值模拟。首先对旋流器的单相流场进行数值模拟得到了其内部流场的速度分布特性、压力分布特性规律。然后对旋流器的两相流场进行数值模拟,得出了两相流场的分布规律与溢流管壁厚、溢流管伸入长度、溢流管与底流管径比及入口压力变化对分离效率的影响关系。为了验证两相流模拟结果的准确性,对石膏旋流器进行了实验研究,研究表明压力-分离效率关系的实验结果与模拟结果能够保持一致,平均误差在5%以内,说明本文所选用的模型和算法是可行的。最后,对石膏旋流器的入口结构和圆柱段结构进行了优化,结果表明:螺旋线入口的切向速度比直切入口的切向速度有了显著的提高,分离性能得到了改善;球柱体结构比原始结构有更稳定的流场,短路流有所减弱。