在绿色低碳能源转型的时代背景下,以实现燃煤烟气超低排放和余热资源回收干化煤泥为目标,以喷淋塔作为研究对象,通过数值计算和理论分析对塔内烟气流动状态和气液两相传热传质过程进行了研究,为喷淋塔换热性能的提升和结构参数优化提供指导,后续为提高干化效能,对太阳能干化温室通风系统进行了数值优化。首先,根据给定参数建立喷淋塔数值计算模型,对模型塔网格划分和前处理设置,根据网格无关性验证确定计算网格数量。采用改变喷淋塔直径和入口烟道倾斜角度的方式,组织喷淋塔内气相流场,缓解烟气偏流,改善气液接触条件。通过对比分析塔内气相速度场、压力分布、均匀性指标可知:喷淋塔直径的增加,烟气偏流而导致高速气流冲击左侧壁面的问题得到缓解,烟气流场分布均匀性得到了提升;增加入口烟道倾斜角度,对组织气流效果明显,塔内流场分布均匀性得到进一步优化。结合不同高度截面处的流动均匀性指标和工程实际,发现7m高度更适合布置第1层喷淋。其次,提出调控喷淋层数量、喷淋层间距、喷嘴雾化角度和喷嘴布置方式来强化气液换热性能的方法,通过对比分析塔内温度场、速度场、出口烟温和塔效率发现:喷淋层数的增加,塔效率由32.7%提高到37.1%,但由于单个喷嘴流量的减少,喷淋层数增至5层时,塔效率仅小幅度提升;层间距增大,烟气出口温度持续降低,气液换热性能越高,充分的气液接触空间更有利于热湿交换;喷嘴雾化角度与烟气流动状态相关,适度的增大雾化角度可扩大气液接触面积,提高气液接触条件;相比均匀布置喷嘴,针对烟气偏流采用非均匀布置方式,塔效率可提升至47.14%,整合流场的同时降低出口烟气温度,有利于尾部烟气排放。最后,基于喷淋式余热回收系统,提出了一种“余热+太阳能”的干燥煤泥技术,通过热量计算得出煤泥最大处理量可达1350t/d。数值研究了太阳能干化温室的通风系统,通过对比分析干化温室内空气均匀度,得到了合理的出口风道布置方式,实现煤泥干化高效能。本文共有图40个,表6个,参考文献96篇。