本发明公开了一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置。本发明包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵。本发明抽取电厂湿法脱硫系统后烟道中的部分烟气，进行脱硫烟气中水分回收的中试，获得冷却冷凝法高效回收烟气中的水分并利用烟气余热、脱除烟气中细微颗粒物的关键参数和影响因素。本发明克服了实验室小型实验台的局限性，在不影响电厂机组运行的前提下，开展可全方位调控的试验工作。中试结果可以为冷却冷凝技术回收烟气中水分的工程应用提供可靠的实践基础和设计参数。