在火电厂中应用湿法脱硫工艺的比例占93%。为了防止脱硫塔内设备腐蚀及保持出产石膏品质,脱硫塔需定时排放脱硫废水。脱硫废水具有水质差、重金属和盐含量高等特点,传统的“三联箱”处理法无法处理其中的浓度较高的氯离子,对环境造成了危害。在环保政策日益严格的情况下,有必要对脱硫废水实施零排放处理。目前脱硫废水零排放工艺虽能达到零排放的目标,但是均具有初期投资大、运行成本高、占地面积大、易结垢等缺点。如果能对脱硫废水进行浓缩预处理,可有效减少脱硫废水在后续零排放环节的处理水量,进而降低投资成本和运行成本。鉴于燃煤电厂烟气温度在脱硫过程中会从120℃迅速下降至50℃左右,该过程中大量烟气热量被浪费。本文拟在脱硫塔前入口烟道内设置降膜蒸发器利用120℃烟气蒸发浓缩脱硫废水,即可利用烟气余热又可有效浓缩脱硫废水。对此,本文首先使用有限差分法对脱硫废水的降膜蒸发过程进行了模拟,建立了微分控制方程,研究了该过程中气液两相降膜逆流蒸发过程中的传热传质特点,分析了烟气和溶液不同物性条件对单位时间内蒸发率的影响,并分析了在蒸发过程中烟气热量传递特点,提出在蒸发前预热溶液可有效提高烟气蒸发率。本文依据相似模化的原理,设计搭建了可在高烟气通量环境下稳定工作的降膜蒸发实验台,保证了溶液液膜在高烟气雷诺数下不会破裂飞散。同时,设计了迎风面降膜和背风面降膜两种蒸发方式,继续探讨不同因素对降膜蒸发效果的影响。模拟计算与实验分析表明,提高入口烟气温度和流速、降低入口烟气湿度都能促进蒸发;当入口烟气温度提升时,增强传热的效果明显;当入口烟气湿度增加时,传质过程占据了蒸发的主导地位;提升溶液雷诺数对溶液蒸发可起到促进作用,但是当降膜进入湍流的流动状态时,液膜会出现破裂飞散;同时,在迎风面降膜蒸发的效果要好于在背风面降膜,说明在低温气相条件下的降膜蒸发中直接接触传质起到了主要作用;溶液在蒸发过程中存在升温过程、稳定蒸发过程、加速蒸发过程三个过程,如提前对溶液进行预热即可有效提高蒸发效率;当气相处于低温条件且溶液未达到结晶析出状态时,氯离子几乎不会蒸发逃逸。同时,模拟计算与实验结果变化趋势一致。通过实验得到,在低温烟气中气液两相逆流降膜蒸发的单位时间单位面积蒸发率为2.86 kg/(m2 h)～9.98kg/(m2 h),传质系数介于0.063m/s～0.166m/s之间。