煤炭是我国能源结构的重要支撑，关系到国民经济和人民生活稳定发展。近年来以燃煤细颗粒物为主要来源的大气污染物PM2.5给我国人民生活和生态环境等造成严重危害。针对传统燃煤电厂除尘设备对细颗粒物脱除效率低的难题，水汽相变的颗粒预处理技术与传统除尘技术结合的方法成为了当前有效提高燃煤PM2.5脱除效率的主要研究方向之一。为解决水汽相变技术中细颗粒物在低过饱和环境中难以长大至微米级的难题，基于水磁化后可改善颗粒润湿性的特点，本文利用磁化水构建水汽过饱和环境，建立生长管实验平台，以二氧化硅、氧化铝、硫酸钙、氧化铁四种典型燃煤细颗粒物组分为研究对象，从颗粒润湿性、颗粒长大特性两个方面通过实验和理论计算的方法研究了水磁化对燃煤PM2.5在过饱和水汽环境中长大的影响。
　　为探究磁化水对燃煤PM2.5润湿性的改善效果，首先通过圆环法测量了不同磁场强度和磁化时间下自来水、去离子水、酸性水、含盐水的表面张力变化，使用压片法测量了磁化水在颗粒表面的接触角，并基于Zisman理论计算了四种燃煤PM2.5的临界表面张力。研究结果表明，在实验条件范围内，磁化作用能够降低水的表面张力及其对细颗粒物的接触角，并与磁场强度呈多极值增减变化关系，与磁化时间呈负相关；在磁场强度700 mT，磁化时间60 min时，磁化水对颗粒润湿性改善效果最佳；四种燃煤PM2.5的临界表面张力范围分别为52.7~56.3、48.6~55.7、42.2~48.9和50.1~54.2 mN/m。
　　为研究磁化水条件下燃煤PM2.5在过饱和环境中的长大特性，使用磁化后的自来水构建水汽过饱和环境，利用生长管实验研究了细颗粒物在不同磁场条件和工艺参数下的水汽凝结长大特性，实验结果表明：水磁化更有利于促进粒径较小的细颗粒物的凝结长大，颗粒的最终长大效果与颗粒的润湿性密切相关；在低过饱和水汽环境中，磁化水明显提高了细颗粒异质核化长大效果，其中润湿性较差的氧化铁颗粒长大效果最显著；磁场强度变化主要促进了小粒径颗粒峰值的降低，提高了大粒径颗粒的峰值或使大粒径颗粒分布范围扩大；磁化时间的增加促进了细颗粒峰值向更大粒径方向移动，提高了颗粒长大后的几何平均粒径；在磁化水条件下，颗粒初始浓度的增加抑制了颗粒的最终长大效果；热水温度升高更有利于促进氧化铁颗粒激活和长大；颗粒长大时间对高浓度、高过饱和环境中的颗粒长大具有积极影响。
　　为从理论上分析水磁化对颗粒长大的作用机理，根据经典异质核化理论计算了细颗粒物在磁化水作用下的成核速率和长大所需的临界饱和度，数值计算结果显示，与普通水相比，磁化水能有效提高水汽在颗粒表面的成核速率，降低颗粒长大所需的临界饱和度，促进细颗粒物更好更快长大。