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在燃煤机组高参数、大容量的发展态势下,燃煤污染物诸如SO2和微细粉尘,已成为威胁人类生存环境和身体健康的罪魁祸首之一。因此,燃煤机组的超低排放改造,对实现可持续发展的环境友好型社会意义重大。目前,燃煤机组经脱硫、除尘改造后,SO2排放浓度基本控制在200mg/Nm3以内,粉尘排放浓度基本控制在50mg/Nm3以内,但与超低排放标准始终存在一定差距。特别是脱硫除尘一体化技术大多适用于中小型燃煤机组,且伴随着能耗、成本、废物后处理问题。为了弥补现有脱硫除尘技术的缺陷,本文提出了一种旋流雾化脱硫除尘一体化技术,利用湍流、相变、凝并的综合原理,实现SO2和粉尘的协同超低排放。为了证明旋流雾化脱硫除尘一体化技术的可行性,本文对某315MW亚临界燃煤机组烟气脱硫塔开展旋流雾化脱硫除尘一体化改造试验,对比分析了改造前后液气比、入口烟气温度对脱硫效率和除尘效率的影响,入口SO2浓度对出口SO2浓度的影响以及入口粉尘浓度对出口粉尘浓度的影响。结果表明:旋流雾化脱硫除尘一体化技术可以实现SO2和粉尘的协同超低排放,出口SO2浓度能够稳定控制在31.40mg/Nm3以内,脱硫效率可高达99.54%;出口粉尘浓度能够稳定控制在4.94mg/Nm3以内,脱硫塔的除尘效率可高达82.65%。为了研究旋流雾化脱硫除尘一体化过程中各运行参数对出口SO2浓度和出口粉尘浓度的影响程度,本文运用灰色关联分析方法,通过初始化无量纲处理,得到了各运行参数关于出口SO2浓度和出口粉尘浓度的灰色关联序。结果表明:影响出口SO2浓度和出口粉尘浓度的主要运行参数共9个,液气比和浆液pH为最敏感运行参数。为了实现旋流雾化脱硫除尘一体化过程的最优控制,本文基于MATLAB软件,建立了旋流雾化脱硫除尘一体化BP神经网络,构建了带压缩因子的GAPSO算法,通过引入罚函数,提出四种不同的优化目标,得到了旋流雾化脱硫除尘一体化过程中各主要运行参数的最佳操作值。结果表明:当出口粉尘浓度为45mg/Nm3,控制液气比为16.36,浆液pH为5.24,最低出口SO2浓度可达15.00mg/Nm3;当出口SO2浓度为2535mg/Nm3,控制液气比为17.48,浆液pH为5.52,最低出口粉尘浓度可达3.00mg/Nm3。上述研究方法及结论为燃煤烟气脱硫塔的超低排放改造及优化控制提供了新方向。