目前,占污染份额40%的中小型燃煤锅炉的SO2排放控制已成为改善大气环境质量的关键。在具有商业化应用前景的烟气脱硫技术中,半干法工艺由于克服了湿法工艺存在的投资、运行和维护成本高的缺点而成为众多研究者的关注热点,并认为发展半干法工艺是解决中小型燃煤锅炉SO2污染的重要技术途径。本文在对半干法工艺的核心技术进行分析的基础上,指出预混增湿半干法工艺是半干法工艺的发展方向,也是实现低成本一体化技术的关键工艺环节。本文从混合类装置的基本原理出发,建立了基于消化过程、增湿混合过程研究的中试规模试验装置。通过改变负压引风风量、流化风压力以及混合强度,考察了操作参数对中试试验装置增湿混合特性的影响。研究表明:负压引风并没有达到预期作用,水分的覆盖范围与扩散过程通过优化喷嘴形式和布置方式得到了改善;流化风压力升高一方面提高了气流的扰动强度有利于混合过程的进行,另一方面流化压力过大对原有的水分扩散形成扰动,造成水分流失,不利于增湿过程的进行;混合强度的提高有利于增湿过程的进行,并且明显改善了增湿的均匀性。本文针对叶片倾角、喷嘴选型及布置和流化风分室供风等结构参数进行了优化研究。研究表明:采用扇形雾化喷嘴比锥形雾化喷嘴更有利于促进装置的增湿混合均匀性,并且适当的液滴粒径更利于实现混合与增湿过程均匀性;流化风分室供风较好地促进了增湿混合均匀性;叶片倾角的优化研究表明,倾角为45°的圆形叶片,在各种运行参数条件下均表现出良好的增湿均匀性和较高的增湿水利用效率,特别是在压力为0.25MPa,混合强度为80r/min时效果更为显著。