我国工业锅炉量大面广,随着其对环境污染的日趋严重,发展中小型锅炉脱硫技术,消减中小型锅炉的SO2排放量和排放达标已成为工业锅炉行业一项刻不容缓的任务。本文对一种新型的磷矿、石灰双循环脱硫设备和工艺进行了研究。以磷矿浆和石灰水为脱硫剂,对气液间复杂的传质和化学吸收反应进行了理论分析,并通过实验对设备性能进行了检测,且证明了此种工艺的可行性。还对影响吸收塔脱硫性能的各个操作因素及其间的相互作用进行了实验分析,比较了各个因素的影响程度,找出了实验范围内环栅塔脱硫效率的较为经济、高效的操作区域。最后,在理论分析和实验研究的基础上,总结了实验设备的优缺点,并提出了设备的改进方案,为设备的设计优化和工业应用提供了理论和实验依据。吸收塔在发明专利单切向环栅式喷射鼓泡进气脱硫装置上进行了改进,打破了传统进气装置的设计模式,通过喷射鼓泡使气体进入塔内吸收液,以液体为连续相,气体为分散相,增大了气液接触面积;并且,其自身的水力搅拌作用使气—液—固三相均匀混合。整个进气装置结构简单、不易结垢和堵塞;且把布气、搅拌、除雾滴有机自然地融为一体,极大的改善了气体分布状态,提高脱硫效率。研究认为,栅口开口面积、栅口埋入深度、气量等是影响脱硫效率的重要因素。本工艺采用磷矿、石灰两种脱硫剂在同一吸收塔中完成两次循环四次吸收的过程。吸收塔的下部为第一级循环,采用环栅式喷射鼓泡塔,以磷矿浆为脱硫剂,磷矿浆吸收SO2后加适量浓硫酸制成磷肥,减少烟气脱硫除尘的运行成本。吸收塔上部为第二级循环,在传统的喷淋和浮阀板技术上进行了改进,以石灰为脱硫剂,以解决第一级循环中因磷矿所含脱硫成分少于石灰而导致的脱硫效率较低的问题,保证了较高脱硫效率。结果表明,塔的压降、脱硫剂的pH值是影响脱硫效率的关键因素,在第一级循环中磷矿浆溶液pH值在4.5～3.5时,脱硫效率趋于稳定,通过调整石灰水的pH值可使整个工艺脱硫效率达到80%;除尘效率可达99.5%以上。