在目前超净排放的背景下,国家相关部门对燃煤电站烟气污染物排放提出了更严格的要求,在SO₂脱除方面,传统脱硫设备仅通过改造已逐渐难以同时满足经济性和环保的要求,亟须开发和研究更高效、经济的新型脱硫技术和设备。本文将较为成熟的传统喷淋技术和鼓泡技术结合起来,提出了“喷淋散射”新型脱硫技术。该技术既克服了传统喷淋塔和鼓泡塔通过改造进一步提升脱硫效率经济性差的主要缺点,同时又保留了喷淋塔和鼓泡塔各自的技术优势,是一种技术上先进、经济性可行的新型脱硫技术,具有较好的研究前景。搭建了喷淋散射塔实验台,采用控制变量法探究了液气比、散射管浸液深度、浆液pH及CaCO₃质量浓度等关键运行参数对喷淋散射塔脱硫效率的影响,结合某电站300MW机组改造的喷淋散射塔简单分析了喷淋散射塔的能耗。结果表明:在相同工况下新型喷淋散射方式的脱硫效率远高于传统喷淋方式或鼓泡方式;随液气比、散射管浸液深度、浆液pH及CaCO₃质量浓度的增加,脱硫效率均呈逐渐升高趋势;对SO₂浓度则体现出比传统脱硫方式更强的适应性。若仅考虑运行成本,喷淋散射塔的能耗约为喷淋塔的1/2。基于响应曲面法探究了新型喷淋散射塔多个关键运行参数与脱硫效率的关系,建立了脱硫塔性能预测模型,通过模型分析不仅考察了各因素对喷淋散射塔脱硫效率影响程度而且考察了两两因素的交互作用对脱硫效率的影响。结果表明:散射管浸液深度对喷淋散射塔的脱硫效率影响最大,其次是液气比,而SO₂浓度和CaCO₃质量浓度对脱硫效率的影响相对较小。同时,液气比与散射管浸液深度以及散射管浸液深度与CaCO₃质量浓度的交互作用均对喷淋散射塔的脱硫效率有重要影响。针对喷淋散射塔建立了气液流动与脱硫反应过程耦合的三维数学模型,以双膜理论为基础建立了基于增强因子的喷淋散射塔气液相之间SO₂的简化传质模型,并通过Fluent自定义函数使传质模型作为相间作用源项与三维气液流动模型耦合。在一基本工况下将脱除反应稳定时实验台各测点的模拟结果与实验值对比,发现各测点处SO₂浓度的模拟值较实验值略大,脱硫效率的偏差为2.12%,数学模型较为准确合理。利用该模型对喷淋散射塔实验台其他工况的脱硫效率进行了数值模拟,发现模拟结果与实验结果基本吻合。本文针对新型喷淋散射塔进行了实验及数学模型的研究,全面了解了喷淋散射塔的脱硫特性并尝试揭示其高效脱除SO₂的机理,此研究将为喷淋散射塔的进一步设计、优化和推广提供理论基础。