我国大气颗粒物污染状况严重,给人们的生活和健康带来了严重危害。燃煤电厂排放的烟尘是大气中颗粒物的主要来源之一,这是由于目前常规除尘设备对于烟气中细颗粒物难以有效捕集。应用水汽相变原理促使细颗粒凝并长大是一项极具应用前景的预处理技术,可显著提高常规除尘器的效率。将水汽相变技术与湿法脱硫系统相结合可实现低能耗下过饱和水汽氛围的构建,具有重要的实用价值。本文设计了一套过饱和水汽氛围构建及其测量实验装置以及建立了相变室内传热传质计算模型,以湿法脱硫后高湿烟气为研究对象,通过冷却的方式在相变室内构建过饱和水汽氛围,并分别从实验和理论计算两方面深入探讨了操作参数对构建过饱和氛围的影响规律。结果表明：(1)采用冷却的方式对高湿气流进行降温,很容易实现过饱和水汽氛围的构建并且建立的水汽过饱和环境比较均匀；(2)提高相变室入口气流相对湿度以及适当提高气流温度都有助于提高水汽过饱和度；相变室管壁冷却温度对水汽过饱和度场的建立有非常重要的影响,管壁冷却温度越低,形成的过饱和环境的过饱和度越大；采用低表面能的相变室材料能够抑制水汽在其壁面上凝结,明显提高水汽过饱和度；(3)从计算结果来看,采用冷却饱和气流构建水汽过饱和环境的方式时,水汽在相变室中靠近管壁的地方最先达到过饱和并且最大过饱和度发生在管壁附近处；沿着相变室轴向方向,气流温度和压力不断减小并趋于不变,而过饱和度水平则呈现先增大后减小的趋势；在相变室进气温度为323K,管壁冷却温度由303K降低到293K时,管壁附近处的最大过饱和度由1.11增大到了1.3；随着相变室入口进气流速或压强的增大,相变室内过饱和度场峰值并没有发生显著变化,但最大过饱和度值出现的位置沿轴向向后推移,此外,过饱和水平明显增强且更加均匀。(4)对比实验与计算结果发现,由于测量方式的局限性,实验值比计算值大15%左右,但该测量方法可以作为定性衡量水汽过饱和环境的构建效果的一种有效手段。