循环流化床(CFB)锅炉以其低污染物排放、较强的煤种适应性和灰渣可综合利用等优点受到业内的广泛推崇。但随着国家对火电厂污染物排放标准的不断提高,循环流换床锅炉仅靠燃烧中投放石灰石脱硫已不能达到国家新的火电厂SO2污染物排放标准,因此,在炉内石灰石脱硫的基础上采用锅炉尾部加装深度烟气脱硫装置是其发展方向之一。本文以山西某300MW机组CFB煤矸石电厂结合自身实际设计的炉内石灰石脱硫+尾部烟气喷氨增湿活化脱硫的联合深度脱硫系统为研究对象,对该装置内喷嘴性能和反应段气液两相流动特性进行研究。本文首先对脱硫装置中的关键设备——雾化喷嘴的雾化特性进行实验研究,利用高速动态摄像仪测量液滴粒径,得到不同流体压力下,压力与流体流量、雾化角、射程、扇形流量分布之间的关系。其次,在某300MW机组CFB煤矸石锅炉的尾部烟道加装喷氨深度脱硫装置,并在该锅炉上开展现场深度脱硫试验研究。通过改变炉内投石灰石量、喷氨量、氨水浓度和喷嘴个数,观察喷入脱硫剂氨水前后烟道中SO2浓度和飞灰中CaO含量的变化。试验结果表明:在炉内投运石灰石脱硫基础上,在尾部脱硫剂喷入烟道后,烟气中的SO2浓度会进一步明显降低,飞灰中CaO的含量减少。现场试验结果验证了此方法的可行性,脱硫效果明显,具有较好的推广价值。最后,以该尾部喷氨深度脱硫装置为研究对象,建立气液两相流动的三维数学模型,采用计算流体力学软件Fluent对脱硫剂喷入烟道后的气液两相流场进行数值模拟,计算得到烟气流场、脱硫剂喷入烟道后在流场中的轨迹图和烟道截面处的浓度分布图。在此基础上,对喷嘴位置和喷射角度对气相流场的影响进行优化计算,确定喷嘴流量变化时脱硫剂与烟气混合的最佳方案,计算结果与试验数据吻合较好。研究结果为同类型CFB锅炉的深度脱硫技术研发提供参考依据。