近几年,随着经济快速发展,细颗粒物污染日益严重,细颗粒物主要来源是燃煤电厂排放,但是传统的除尘技术对细颗粒物的脱除效率低。因此考虑将多种场联合使用以产生多场协同促进效果,实现细颗粒物高效脱除。多场协同技术的关键在于找到合适的单场进行联合使用。单场作用中电场对颗粒物的作用效果比较明显,直流电场的静电除尘作用对大颗粒物具有较好的脱除效果,脉冲电场的电凝并作用对小颗粒物具有较好的凝并效果。声场单独作用可以使颗粒物产生振荡而发生碰撞团聚,即声波团聚技术。由于这两种单场作用研究比较多,而且它们耦合协同使用的报道较少,所以本文针对声波联合电场作用细颗粒物的高效团聚脱除展开相关的实验和理论研究。首先,采用DP-02型激光粒度分析仪实时检测燃煤飞灰颗粒物的全粒径分布,通过对比作用前后不同粒径段颗粒物的体积占比来表征细颗粒物的团聚长大特性。研究结果表明,单场作用下,声波工况对应的飞灰颗粒物中值粒径增大最明显,其次是脉冲电场,而直流电场对细颗粒物几乎没有团聚效果。多场作用下细颗粒物的团聚长大效果优于单场作用,且声波联合脉冲电场比声波联合直流电场产生的协同促进效果更佳。其次利用线管式反应器分别研究了声波联合直流电场和声波联合脉冲电场作用下细颗粒物的高效团聚脱除,使用穿透率表征团聚脱除效果。研究结果表明,联合声波作用不会改变电场单独作用的放电特性。单场作用下,直流电场对应的细颗粒物穿透率最低,其次是声波,脉冲电场效果最差。联合作用下,无论是直流电场还是脉冲电场,联合声波作用后,细颗粒物的穿透率均进一步降低。声波联合直流电场作用时,声波对联合作用下细颗粒物团聚脱除的促进效果会随着直流电压的增大而减弱,并且对于给定的直流电压,存在最佳声压级和最佳声波频率,并且最佳声压级和最佳声波频率会随着直流电压的改变而改变。声波联合脉冲电场作用时,声压级越大,脉冲电压越大,脉冲频率越高,细颗粒物穿透率越低。此时最佳声波频率与声波单独作用下最佳声波频率一致,频率较低的声波对脉冲电场的促进效果更佳,且最佳声压级和最佳声波频率不会随着脉冲电压和脉冲频率的改变而改变。喷雾液滴对声场和电场均有促进作用,但是需选取合适的液滴粒径和液滴浓度才能达到最佳的促进效果,在液滴中添加表面活性剂后促进效果增强。声波联合电场作用后细颗粒物的荷电量增大,且声压级越大,声波频率越小,促进效果越明显。然后分析了液滴促进作用下声波联合电场颗粒物受到的四种主要力即声波驱动力,电场力,库仑力,液桥力。理论研究结果表明联合作用下颗粒物的运动轨迹更复杂,颗粒物间的碰撞效率和团聚体积更大。在此基础上推导了异极性带电颗粒物在声场和电场协同作用下的团聚核函数方程,将颗粒物间的总团聚核函数划分为库仑团聚核函数、声波团聚核函数和电场团聚核函数三部分,并研究了电场强度,声压级和声波频率等参数对团聚核函数的影响。最后在线板式反应器中研究了声波同时联合直流电场和脉冲电场作用下细颗粒物的团聚脱除效果。在负直流预收尘加上脉冲电凝并加上负直流收尘的配置方式下,联合声波和雾化液滴的作用,颗粒物总数目浓度穿透率最低可达到1.7%。在此基础上设计了基于静电作用的细颗粒物高效团聚脱除系统,该系统包括四个区域负直流预收尘区,双极荷电凝并收尘区,脉冲电凝并区,负直流收尘区,由电场区域系统,声波区域系统,喷雾液滴系统三部分组成。本系统可以达到很高的颗粒物总质量浓度和细颗粒物数目浓度的脱除效率,而且方便在现有的静电除尘设备上进行升级改造,具有广阔的应用前景。