燃煤产生的可吸入颗粒物和SO2是主要的大气污染物。目前，对可吸入颗粒物仍无有效的控制技术，导致大量细颗粒物排入大气中，对环境和人类健康造成严重危害。利用蒸汽相变使细颗粒凝结长大后加以脱除是一项具有应用前景的新技术(简称蒸汽相变促进细颗粒脱除)。湿法烟气脱硫(WFGD)是目前应用最广的脱硫技术，其对大颗粒具有较好的脱除效果，但对细颗粒(＜2.5μm)脱除效率很低。将蒸汽相交与WFGD相结合，可实现多种污染物协同高效脱除，具有重要的实用价值。本文针对燃煤细颗粒物微观核化机理和宏观相变脱除效果展开研究。基于细颗粒异质核化特性，系统研究了蒸汽相变促进燃煤细颗粒物脱除的规律及WFGD系统中细颗粒的变化特性和相变协同脱除效果。　　 对燃煤细颗粒微观表面形态和元素组分进行分析，采用Washburn动态压力法测定燃煤细颗粒的润湿性能。在Fletcher异质核化理论基础上，基于分形理论建立了针对水汽在燃煤细颗粒表面异质成核的理论模型。结果表明：燃煤细颗粒具有典型的分形结构，有利于降低胚胎液滴形成的吉布斯自由能障，提高过饱和蒸汽在细颗粒表面的成核速率，降低异质核化所需的临界过饱和度，提高过饱和水汽在细颗粒表面的成核能力。基于燃煤细颗粒的分形模型，使数值预测结果更接近实际。　　 利用自行设计和搭建的实验台，对洗涤前、洗涤过程中和洗涤后相变三个不同工艺，燃煤细颗粒的脱除效果进行系统研究，结果表明：常规洗涤塔对细颗粒数浓度脱除效率很低，约为15％，粒径介于0.1μm～1μm的细颗粒最难脱除。蒸汽在细颗粒表面凝结长大可有效提高洗涤塔的捕集效率，分级脱除效率随粒径增大呈上升趋势。脱除效率随蒸汽添加量、液气比和停留时间等的增大而提高。三种相变脱除工艺各有优缺点及适用场合，洗涤前相变适合烟气初始含湿量较高的情况；洗涤后相变更适合初始烟温较高含湿量低的情况(如燃煤烟气)；洗涤过程中相变系统最为简单，能耗低，具有更为广阔的应用前景。基于洗涤塔内传质、传热机理，建立了洗涤过程中相交促进燃煤细颗粒脱除的理论模型，对洗涤塔内相变脱除特性进行预测，结果表明：计算模型可较好地预测塔内相变促进细颗粒脱除规律，在蒸汽添加量为0.03kg/Nm3时，由于理论预测的临界过饱和度偏高，模拟得到的脱除效率低估了实验结果。实验与模拟结果表明细颗粒脱除效率取决于塔内过饱和条件。　　 针对石灰石-石膏、双减法和氨法等典型WFGD工艺，系统分析了WFGD前后细颗粒的变化特性及氨法脱硫过程气溶胶的形成机理；并对WFGD系统中利用蒸汽相变促进细颗粒脱除进行研究，建立脱硫后烟气中细颗粒凝结长大与脱除的理论模型。结果表明：WFGD系统对细颗粒的脱除效率很低，甚至由于脱硫过程中形成新的气溶胶导致出口颗粒数浓度增大。脱硫过程中反应产物容易吸附于细颗粒表面使烟气中细颗粒形态和组分均发生明显变化，脱硫后细颗粒中S元素含量均明显增大。理论预测表明：细颗粒凝结长大速率很快，可在数十毫秒时间内完成，脱除效率随停留时间增大迅速提高，在很短时间内(50～150ms)达到稳定，但实验值滞后，实验得到最佳停留时间约为1.5～2.5s。脱硫烟气中细颗粒凝结长大脱除效率与细颗粒物化性质有关，燃煤细颗粒核化需要较高的临界过饱和度；采用NaOH和Na2CO3脱硫后，由于可溶性脱硫产物吸附于细颗粒表面，降低了细颗粒凝结长大所需的临界过饱和度；氨法脱硫烟气中的细颗粒主要为可溶性氨盐，在较低过饱和条件下即可凝结长大。　　 本文的研究结果可为蒸汽相变促进燃煤细颗粒脱除及湿法脱硫过程中利用相变协同脱除细颗粒的工业应用提供基础和依据。