吸附分离是烟气脱硝的重要技术之一,可以净化并富集NOx,脱附后的NOx解吸气可以通过冷凝得到NO2,实现烟气净化和污染物资源化的双重目的。解吸气中NO2的冷凝过程受到不可凝气体（NCG）以及NO2的二聚化反应的影响,本文主要研究NO2解吸气的冷凝回收过程以及NCG和NO2自身二聚化反应对NO2冷凝传热传质的影响。建立了 NO2冷凝回收和换热实验装置,研究了气源浓度、压力、冷凝温度对冷凝回收效果的影响以及过冷度、NO2摩尔分数和流速对NO2冷凝换热的影响。结果表明,NO2回收率随气源浓度的增加、压力的增加、温度的降低而增加;当NO2浓度为1～2%时,NO2解吸气冷凝的压力上限和温度下限分别为1.5MPa和-30℃;冷凝换热系数随过冷度的增加而降低、摩尔分数和流量的增加而增加;NO2冷凝时首先进行气相NO2二聚转变放热,然后进行冷凝相变放热。开展了 NO2冷凝可视化实验,获得了有无NCG时不同温度、摩尔分数和流量条件下NO2的冷凝模态演变历程。定量分析结果表明,冷凝过程各时期的持续时间随摩尔分数和流量的增加、温度的降低而减少,稳定时的流股发生频率随摩尔分数的增大而增大,在-15℃和1000 ml·min-1条件下存在极大值。在此基础上,阐明了 NO2二聚化和NCG对雾、滴流膜共存（DSF）和冻结三种典型冷凝模态的影响机制:二聚化反应引发了分子间作用力增加的N2O4雾的快速形成,导致了具有复杂热阻网络和冷凝状态的DSF模态下的热质传递的不均匀性,诱发了 NO2冰层在冻结过程中的融化-增厚循环并释放二聚热;NCG的存在导致雾的形状不规则、DSF模态中更大的冷凝物多样性、冻结模态中不均匀的初始冰层和增厚过程。进一步开展了低分压NO2在圆管内高压冷凝的数值模拟,获得了典型工况下的流场、温度场、浓度场等结果。NO2二聚反应放热使入口区域气相温度升高,出现远离壁面的反向径向速度。在壁面上冷凝物状态以流股状和膜状为主,在气相区域上段低浓度的NO2以雾状形式冷凝。对不同流速和不同NO2摩尔分数的工况进行了模拟对比,结果显示冷凝器可以耐受大范围流速和NO2摩尔分数的冲击,并且前1.0 m的冷凝段起到主要的冷凝作用,增大流速和NO2摩尔分数时会使得主要冷凝区域上移。基于上述实验得到的回收换热实验规律以及数值模拟得到的NO2冷凝气液相变规律,在邯郸钢铁集团建成了～50000m3/h烧结烟气脱硝解吸气中NO2资源化的工业应用示范装置。根据单位质量产品的压缩、制冷和总能耗,确定了能效最优的操作温度和压力为1.1 MPa和-25℃。运行结果显示,成功实现了从烧结烟气富集的NO2解吸气中冷凝回收纯度大于99%的液态NO2产品,冷凝器的综合换热系数为70～170 W/m2·K、局部冷凝换热系数为200～1000 W/m2·K。进行了流程运行的能耗分析,得到了每吨液态NO2的能耗为3293.28 kW·h,其中原料气压缩机能耗与制冷设备能耗的综合能耗比约为8.5:1。流程经济分析表明烟气脱硝解吸气中回收NO2具有较好的经济效益。论文研究成果可为含NOx烟气的污染物净化和回收提供技术参考,有望为烟气污染物治理及资源化提供一条新的途径,具有重要的科学和应用意义。