硫磺制酸过程中，硫磺喷枪是该过程的关键设备，直接影响硫酸的质量和产量。夹套结构是硫磺喷枪中常见的隔热结构，是液体硫磺正常输送和注入的重要保证。根据硫磺喷枪的应用特点，基于热流固耦合理论和ANSYS数值模拟技术，从传热效果和应力分析两个方面对喷枪主体结构进行了模拟和优化研究。

以枪体全长温度分布均匀为目标，对硫磺喷枪保温夹套进行了结构优化和传热模拟。在常用的同侧进、出汽单层夹套结构的基础上，对两侧进、出汽单层夹套和同侧进、出汽双层夹套三种结构进行了比较和模拟。在FLUENT环境下，入口以饱和蒸汽和液体硫流量的质量为基础，出口为压力出口，选择标准防滑壁，选择k-omega湍流模型，打开能量方程，采用压力-速度耦合方程求解，选择PISO算法。

通过仿真可以得到三种夹套结构下枪体流场对称面的温度分布云图和枪体壁的温度分布云图。对比分析表明，两侧单层夹套的保温均匀性明显优于同侧单层夹套，而同侧双层夹套保温均匀性好，能满足同侧蒸汽进出的工艺要求，是硫磺喷枪的优化传热结构。以某型同侧双套硫喷枪为例，分析了枪体的受力情况。