二氧化硫（SO₂）进入大气会发生一系列的物理化学反应,不仅会对环境造成雾霾天气和酸雨这类直接危害,而且对环境造成的间接危害也相当严重,由此造成的经济损失也不容小觑。尽管随着国家对SO₂排放的管控力度的加大,排放标准越来越严格,但是SO₂的排放总量仍然超过了1800万吨/年。氨法脱硫以化学活性较高的碱性物质—氨作为吸收剂吸收烟气中的SO₂,不仅可以脱除烟气中的SO₂,而且在脱硫的同时产生了硫酸铵副产物—一种高效的肥料,这实现了硫资源的回收利用。目前,我国喷淋塔氨法脱硫的工程设计和运行主要依靠流场模拟和经验控制相关参数来实现,难以实现经济性与技术性的最优组合,并且会增加脱硫过程中气溶胶逃逸的发生几率。因此,本文结合氨法脱硫工艺的特点,对喷淋塔氨法脱硫SO₂的传质、吸收及+4价硫的氧化过程进行了实验研究,并建立了相关数学模型。传质系数是氨法脱硫吸收塔的重要设计参数,因此,本文根据喷淋塔氨法脱硫的工艺特点,结合液滴和塔壁液膜运动的计算,对不同烟气流速、pH值和液气比条件下的SO₂的吸收传质过程进行了实验研究。在此基础之上,对不同条件下的SO₂的传质速率进行非线性拟合,得到氨法脱硫SO₂吸收气相传质系数的表达式。该传质系数能够很好地反映单位传质界面的传质速率,相比准数关联的传质系数和体积传质系数有更好的适用性。氨法脱硫中SO₂的吸收是其主要的反应过程之一,且反应过程中满足离子电荷守恒和元素物料守恒。基于这一基本原理,结合氨法脱硫气-液平衡及化学反应的特点,构建了气-液界面处SO₂的平衡浓度y*与H+浓度之间的动态平衡函数关系式,并建立了氨法脱硫SO₂吸收过程的数学模型。利用建立的数学模型计算了不同浆液pH值、液气比和烟气流速等条件下SO₂的去除率,并将实验测定值和模型计算值进行了对比。+4价硫（S（IV））的氧化是实现硫资源回收利用和提高氨法脱硫经济效益的关键。在课题组前期对+4价硫氧化动力学研究基础之上,结合氨法脱硫+4价硫氧化工艺的特点,将喷淋塔持液槽近似看作连续流全混鼓泡氧化反应装置,建立了+4价硫氧化数学模型,揭示了持液槽内+4价硫氧化率随总硫浓度、pH值、氧化空气量、及停留时间等工艺参数的变化规律,并将实验测定值和模型计算值进行了对比。本文结合氨法脱硫工艺的特点,对氨法脱硫SO₂的吸收气-液两相的传质过程、SO₂的吸收及+4价硫的氧化这三个过程进行了实验研究,并建立了能够准确反映氨法脱硫化学反应过程机理的数学模型,为喷淋塔氨法脱硫的设计和运行提供了理论参考。