随着我国经济的快速发展,能源和环境压力日益增大。天然气作为清洁能源,使用过程中对环境比较友好,近年来市场占有率迅速提高。作为一次能源,天然气的使用受到资源总量和供应能力的制约,因此对优质燃料天然气进行高效利用具有很重要的现实意义。天然气烟气余热深度回收是提高天然气利用效率的重要方法,本文对天然气烟气余热回收系统中喷淋塔的适用性进行了研究。首先对喷淋塔中烟气与水直接接触传热过程的(?)耗散进行了分析,提出了通过采用分段喷淋的方式减少换热过程的不可逆损失。比较了一段式和两段式喷淋塔内显热换热过程和潜热换热过程的(?)耗散。分析了不同排烟温度下燃气热电厂和燃气锅炉进行分段喷淋的效果。建立了喷淋塔的数学模型,利用模型计算分析了水气比、喷淋高度、水滴粒径、喷淋水温度及分段比例等因素对喷淋塔换热效果的影响。搭建了分段式喷淋塔实验台,通过实验对数学模型的计算结果进行验证,改变实验工况研究水气比、喷淋高度、喷淋水温度和分段比例对喷淋塔换热效果的影响。基于对喷淋塔的数学模型分析和实验研究,在实际工程的既定条件下,对喷淋塔进行了结构参数和操作参数的优化。采用参数优化了的一段式喷淋塔和两段式喷淋塔的进行余热回收,通过对两个方案的单位余热回收量费用年值进行分析,确定了各自的适宜应用条件。用AERSCREEN模型对烟气中NOx的落地浓度进行了理论计算,从排烟温度、排烟流速和环境温度等方面,分析了烟气余热深度回收对烟气中污染物扩散结果的影响。