细颗粒物(PM2.5)污染已成为我国突出的大气环境问题，由于其比表面积很大，易富集大量有毒有害组分，而常规除尘技术对其难以有效捕集，造成大量PM2.5排入大气环境。燃煤电站是引起我国大气环境中PM2.5含量增加的主要污染源，控制燃煤电站PM2.5排放是迫切需要解决的关键问题;其中，利用过饱和水汽在微粒表面核化凝结特性的蒸汽相变技术与现有湿法烟气脱硫(WFGD)系统相结合是最有可能实现工程应用的PM2.5控制措施之一，可实现多种污染物的协同脱除。　　 本文首先基于仅考虑凝结作用的粒数衡算方程，得到细颗粒物凝结长大过程中含尘液滴粒径随时间变化的规律，并利用模拟试验系统研究凝结长大后的含尘液滴粒径分布特性。理论预测及实验测试结果均显示:水蒸汽在细颗粒物表面异相凝结可使其粒径瞬间增大几倍，由亚微米级颗粒长大成微米级的含尘液滴，过饱和度、细颗粒物初始粒径对细颗粒物长大速率均有直接影响，过饱和度及初始粒径越大时，细颗粒物增长速率越快，长大后的含尘液滴粒径也越大。　　 针对石灰石-石膏法、双碱法等典型湿法烟气脱硫工艺，系统考察了单塔WFGD系统对细颗粒物的脱除作用以及应用蒸汽相变促进细颗粒物脱除的效果。结果显示:石灰石-石膏法难以脱除细颗粒物，双碱法脱硫工艺对细颗粒物有一定脱除效果;且经石灰石-石膏法脱硫后，细颗粒物中含脱硫形成的亚硫酸钙、石膏产物及未反应的CaCO3固体颗粒等，出现少量块状结构颗粒，Ca、S、O元素含量增加。石灰石-石膏法脱硫中，塔进口烟气中添加蒸汽促进细颗粒物脱除的效果与塔设备类型、空塔气速、塔进口气液温差相关;在典型脱硫操作条件下，采用湍球塔、填料塔等气液接触性能较好的塔设备的促进作用优于喷淋塔，促进效果随空塔气速降低、塔进口气液温差增大而增强;与在塔进口烟气中添加蒸汽相比，脱硫净化湿烟气中添加蒸汽较易建立细颗粒物凝结长大所需的过饱和水汽环境，是脱硫塔设备通常采用喷淋塔结构的石灰石-石膏法适宜的蒸汽添加方式;脱硫操作条件对蒸汽相变效果也存在显著影响，细颗粒物脱除效率随液气比增大而提高;较低的初始烟气中细颗粒物数浓度、塔进口烟气温度及脱硫液温度均有利于细颗粒物脱除。采用旋流板塔的双碱法脱硫中，在塔进口烟气、旋流板塔盘间、脱硫净烟气中添加蒸汽均能不同程度地提高细颗粒物脱除效率，其中塔盘间均匀添加蒸汽时细颗粒物脱除效率最高;并且细颗粒物脱除效率随液气比增大而提高;塔进口烟气温度对细颗粒物脱除效率同时存在不利和有利影响，主要取决于不同温度区间内其变化对气液传质传热和烟气过饱和度的影响程度;脱硫液温度升高也不利于细颗粒物脱除。WFGD系统对硫酸雾的脱除效率约为40％～50％，在脱硫净烟气中添加适量蒸汽可有效改善WFGD系统对硫酸雾的脱除效果。　　 在双塔WFGD系统中对比研究了脱硫主塔进口烟气不饱和、饱和、过饱和三种工况下蒸汽相变促进细颗粒物脱除的效果，结果表明:与单塔WFGD系统相比，设置预洗涤塔的双塔湿法脱硫工艺中，因烟气经预洗涤后相对湿度显著增大，应用蒸汽相变促进细颗粒物脱除具有明显的优势;可通过优化脱硫主塔操作条件或在塔盘间添加适量蒸汽实现细颗粒物凝结长大所需的过饱和水汽环境，细颗粒凝结长大后的含尘液滴由脱硫液、除雾器脱除。三种工况条件下，细颗粒物脱除效率可分别达到70～75％、75～80％及80～90％以上，并且旋流板塔盘间添加蒸汽对细颗粒物脱除的促进效果较优化脱硫主塔进口气液温差稍好。　　 对比研究了氨-酸法、氨-亚硫酸铵法、氨-硫铵法脱硫工艺的气溶胶生成情况，考察了采用预洗涤塔、添加蒸汽等方式对抑制气溶胶排放的效果，并开展了氨法脱硫过程中气溶胶排放控制的工业应用试验。结果显示:氨法烟气脱硫过程易产生大量的气溶胶颗粒，从数浓度角度，形成的气溶胶主要属于亚微米级微粒，但从质量浓度角度，则以微米级及大于10微米的颗粒物为主。稀氨水直接脱硫时气溶胶生成量最多，略高于亚硫酸铵脱硫的情况，硫酸铵脱硫时气溶胶生成量最低。在不影响脱硫效率及脱硫系统正常运行的前提下，可通过优化脱硫操作条件或设置预洗涤塔减少气溶胶生成量，在脱硫净烟气中添加蒸汽可有效脱除已生成的气溶胶颗粒。依据某热电厂脱硫装置运行工况进行的模拟试验及实际工业运行试验表明，降低塔进口烟气温度、烟气喷水降温等措施可以有效抑制气溶胶生成;设置填料层喷水洗涤可脱除微米级及10微米以上的气溶胶颗粒，使质量浓度有所降低，但数浓度变化不明显;应用蒸汽相变技术可以使气溶胶数量、质量浓度均有不同程度降低，可有效解决氨法烟气脱硫中的气溶胶排放问题。　　 基于Fletcher经典异质核化理论，研究了添加各种润湿剂时过饱和水汽在燃煤细颗粒物表面的异质核化特性，并试验考察了以不同方式添加润湿剂促进WFGD系统脱除细颗粒物的性能。结果表明:添加润湿剂可改善单塔和双塔WFGD系统对燃煤细颗粒物的脱除效果，促进效果与脱硫操作条件、润湿剂种类及其添加方式、添加量、脱硫液温度等有关。