反应吸收设备是湿法脱硫工艺的核心部件,直接决定着脱硫效率和投资成本。多级多尺度液柱喷射脱硫塔是笔者所在课题组提出的旨在强化气液传质、提高脱硫效率及降低设备投资的新技术构思,但缺乏相关的理论研究。本文以FLUENT软件为工具,建立了多级液柱喷射塔的数值模型,并与单级液柱塔进行了对比分析,在此基础上,依托20t·h-1燃煤锅炉烟气脱硫项目,对多级液柱塔的关键结构进行了初步设计。另外,还对多级液柱喷射塔的传质反应过程进行了分析与探讨。首先,在气相条件下,采用数值模拟手段对不同进气结构对多级液柱喷射塔内气相流场的影响进行了模拟与分析,依据模拟结果,设计了结构合理的三下缺口进气结构。在此基础上,选取Plain-Orifice Atomizer雾化模型引入液相,对喷嘴的雾化特性进行了模拟优化,最终建立了在不同高度上具有不同粒径的三级液滴密集层的数值模型,其基本参数为：(1)底层喷射高度h=1.1m,粒径分布R=exp[-(d/441.6)5.84],索特直径382μtm；(2)中层喷射高度h=2m,粒径分布R=exp[-(d/669.3)4.09],索特直径579μtm；(3)高层喷射高度h=3.1m,粒径分布R=exp[-(d/1364)3.84],索特直径1180μtm。其次,依托沈阳化肥总厂的烟气脱硫项目,对单级液柱塔和多级多尺度液柱塔进行了数值模拟与分析。结果表明：通过增设液滴密集层,多级液柱喷射塔填补了单级塔体底部的液滴空隙区,提高了气液接触面积,更利于气液传质。再次,以20t·h-1燃煤锅炉烟气脱硫为对象,选用石灰浆液为脱硫剂,从理论上分析了吸收反应过程,进行了工艺计算,并完成了多级液柱喷射塔的主体结构及关键部件设计,选择了合适的喷嘴型号。从工程角度上对多级液柱喷射塔的可行性进行了设计尝试,以给其实验装置的建立及未来的工业化推广提供技术支持。最后,针对单个微细液滴建立了液滴内部及液滴周围气相中二氧化硫的浓度分布方程,在相关假设的前提下,设定初始条件和边界条件,采用对空间和时间的差分方法,得到液滴内部和液滴周围二氧化硫浓度分布的差分方程,方程中各参数也通过相关文献中的理论及实验结果给出了具体数值,提出对求解域上各节点值的求解方法,对多级液柱喷射塔中的传质反应过程进行了初步的研究与探讨,对于多液滴的传质分析具有一定的指导意义。