烟气余热回收方式通常包括利用换热器回收和热泵技术回收，对于烟气余热，利用喷淋塔进行烟气与喷淋液间的喷淋传热传质的方式，系统热效率可提高10％以上，可以获得更好的烟气喷淋换热效果，在燃气锅炉或燃气热电厂供热领域有广泛的应用前景。
　　在高温烟气与换热介质直接接触过程中，存在的问题是冷却水喷淋不均匀影响总体传热效果。而降膜流动可以增加喷淋过程中冷热流体间的接触时间，因而，考虑在喷淋塔内设置竖板结构，通过降膜喷淋过程保证烟气与喷淋液足够的接触时间来增强烟气喷淋换热效果，研究烟气-喷淋液的降膜喷淋换热过程中竖直降膜板结构对于烟气温度、喷淋水温度的影响，竖板几何结构参数对于喷淋换热效果的影响，并分析喷淋换热量用于区域供暖的余热回收情况，对实现燃气余热深度回收具有重要研究意义。本文主要研究内容如下:
　　(1)首先建立烟气喷淋换热过程物理数学模型，对现有相关烟气喷淋换热数值模拟技术进行介绍，通过合理设置假设条件，对烟气喷淋换热过程进行简化分析。模型理论包括流动问题中的连续性方程、动量方程、能量方程以及K-ε湍流模型等基本控制方程理论，构建烟气喷淋塔的几何模型结构，给出相关喷淋塔内部相关参数设置，并在分析烟气喷淋换热过程中的换热效果时，考虑基于烟气与喷淋液进出口温度情况的换热效率η，作为对烟气喷淋换热过程的评价指标。
　　(2)其次，对直接喷淋换热、设置竖板结构两种方式下喷淋换热进行CFD数值模拟仿真研究，获得烟气温度场、烟气速度场、喷淋液滴停留时间分布规律，并探究竖板间距D、竖板高度h、竖板数量n等结构参数对烟气喷淋换热性能的影响情况。相同工况条件下，相较于直接喷淋，在喷淋塔内设置竖板结构可使得烟气出口温度降低6K，喷淋水温度提高1.4K，烟气喷淋换热效率提高10.9％。在设置竖板结构下进行喷淋换热时，竖板间距由0.075m增加至0.200m，烟气出口温度则先下降而后上升，而喷淋水出口温度则是先上升后下降，相应喷淋换热效率则先由51％增加至76％而后降至68％;随着竖板高度由1.0m增加至1.5m，烟气出口温度则随之下降，而喷淋水出口温度则是随之升高，相应喷淋换热效率则由70％增加至83％;随着竖板数量由0增加至12，烟气出口温度则随之下降，而喷淋水出口温度则是随之上升，并且随着竖板数量的增加，二者的变化越来越明显，相应喷淋换热效率则由69％增加至87％。而后，对比分析直接喷淋与设置竖板结构下的喷淋换热效率，并在设置竖板结构下进行喷淋换热时，对其部分参数影响下换热效率进行多因素分析，包括烟气流速、竖板间距、竖板高度、竖板数量间的影响关系。
　　(3)最后，建立烟气喷淋换热量的余热回收系统，阐述热泵型燃气喷淋余热利用理论。以10000m2的办公楼供热目标为例，供热水量51.7t/h，能满足55℃的供热需求，在每年120天供暖周期下，回收初始投资成本所需年限为1.85年。随着改进喷淋塔内部结构设置情况，可以有效提高烟气喷淋换热效果。喷淋换热后的喷淋水温度不断升高，在最高50.6℃时，回收余热量能达到5227MJ，相较原有直接喷淋换热方式下余热回收量提高80％。不同喷淋水温度下具不同的热泵功耗，在喷淋水温度为38℃时，热泵功耗最高为103.9kW，热泵功率随喷淋水温度升高而降低，在喷淋水温度51℃时热泵功耗将为53.7kW，相较喷淋水温度38℃时，热泵功耗仅为原有功耗的51.7％，因而，通过提高喷淋水温度可以有效降低余热回收过程功耗支出。同时，在获取更高的喷淋水温度后，可以使热泵获取更多的余热利用量，从而实现较高供热水温的目标。