在众多的二氧化硫控制技术中,湿法烟气脱硫技术是应用较广泛的。液柱喷射烟气脱硫技术就是其中先进的一种,其特点是气液交融强烈,运行稳定可靠,烟气脱硫效率高。以提高脱硫效率、降低运行成本为目的,本文对液柱塔喷射结构进行了优化,提出了多级液柱喷射脱硫的方法和概念,并对这种湿法脱硫装置的性能进行了研究。本文试验工作包括:多级液柱喷射装置的试验台设计,调试和喷嘴雾化特性试验、脱硫性能试验。多级液柱喷射塔内,喷嘴雾化形成液滴的滴径分布,液滴运动状况等因素对二氧化硫的吸收有着重要的影响。本文采用不同形式的喷嘴进行了液柱喷射试验,并分别利用膜片采集法和PIV方法对塔内雾化液滴的滴径分布进行了研究。得到了液滴滴径分布的数据,并利用Rosin-Rammler经验式和对数-正态分布函数对数据进行了拟合。本文对多级液柱喷射塔的阻力特性和脱硫特性进行了试验研究和分析。考察了喷液量、塔内风速,等因素对阻力特性的影响,以及喷液量、塔内风速、吸收液pH值、SO2入口浓度、喷嘴布置等因素对脱硫效率的影响。此外,本文以多相流体力学、湍流扩散和传质理论为基础,对多级液柱喷射的气液传质进行了描述,并基于溶质渗透理论建立了以滴径分布为加权函数的气液相传质速率模型。建立模型时充分考虑了喷淋密度、烟气流速、液滴滴径变化和分布等参数的影响。运用CFD对塔内的流场和液滴运动轨迹进行了数值模拟,并根据数值模拟的结果对塔入口结构进行了相应的优化。其中模型的计算结果与试验结果吻合较好,对多级液柱喷射技术的进一步研究有一定的指导意义。