循环流化床炉内脱硫技术是一种经济有效的烟气脱硫技术,而烟气湿法脱硫则因脱硫效率高而得到广泛应用,将两种烟气脱硫技术有机结合将是降低循环流化床燃煤电站S02排放的一种有效方式。本文以发展循环流化床SO2超低排放理论和技术为背景,基于国家十二五科技支撑项目,对循环流化床燃煤电站超低排放技术研发中炉内脱硫和组合系统脱硫特性进行理论、试验研究及运行过程优化工作。论文以研究炉内气氛对脱硫影响机理及实现组合脱硫系统高效运行为目标,研究工作主要包括炉内气氛对煤燃烧及含硫污染物释放特性研究、炉内气氛对脱硫剂脱硫特性影响研究和组合脱硫系统运行优化研究三个方面,具体分为6个部分,包括①低O2浓度下煤燃烧及含硫化合物释放与转化特性研究,②氧化性气氛下天然钙基脱硫剂硫化反应特性及动力学分析,③氧化／还原循环气氛下钙基脱硫剂硫化特性研究；④循环流化床组合脱硫系统试验研究,⑤循环流化床组合脱硫系统过程计算方法和⑥循环流化床组合脱硫系统运行策略及参数优化研究。炉内气氛对煤燃烧及含硫污染物释放研究发现,低O2浓度下,煤燃烧反应仍接近一级反应,由于补偿效应的影响,煤种表观活化能随02降低而下降；随着O2浓度由21%下降至5%时,煤中燃烧释放的含硫化合物总量呈下降趋势,当气氛由O2/N2变为O2/CO2时,SO2与H2S呈现向COS转化趋势。炉内气氛对脱硫剂脱硫特性影响研究结果表明,4种天然钙基脱硫剂在氧化性气氛下脱硫能力不同,鸡蛋壳煅烧后产生发达的孔隙及表面结构,具有更高的钙利用率；综合考虑活化能及反应动力学参数可以评价脱硫剂固硫特性；氧化/还原交变循环气氛下,石灰石硫化反应产物成分随循环反应次数增加发生改变；结合产物形貌特征与分形维数变化,提出一种脱硫产物结构变化反应机理。对于炉内炉外组合脱硫系统运行优化,首先通过组合脱硫试验验证系统实现达标排放的可行性,发现组合脱硫试验中尾部湿法脱硫效率小于尾部湿法冷态试验中所得结果；其次,利用Matlab软件计算组合脱硫系统运行流程中物耗和能耗,提出一种基于环保标准与技术经济性指标的综合优化方法；最后,基于组合脱硫系统运行优化方法,得出组合脱硫系统在“一炉一塔”模式下煤种折算含硫量Sco与运行经济性参数是影响系统运行策略的主要因素；通过与现场试验相结合的方式,验证了该优化方法的准确性,并建议“两炉一塔”模式下,当环保标准提高后,优先调整炉内脱硫运行参数,提高炉内脱硫效率,从而降低系统SO2排放,实现系统经济运行。