细颗粒物（fine particulate matter,PM2.5）已成为影响我国大气环境质量的重要污染物。燃煤发电等通过烟道排放的飞灰是大气环境中PM2.5的主要来源之一。旋风分离器以简单、高效的优点被广泛用于烟道气的初步除尘,但其对细颗粒物的分离性能仍有待提高。双极荷电-湍流凝并技术可增大颗粒物粒径,是强化旋风分离器对细颗粒物分离能力的有效方法。近年来,PM2.5排放标准不断提高,因此双极荷电-旋风分离器具有较好的应用前景。目前,国内外对双极荷电-旋风分离器的报道仍然较少,研究双极荷电技术对旋风分离器分离性能的影响具有重要的理论和实用价值。论文对细颗粒物在双极荷电-旋风分离器中的凝并、分离过程进行了实验和理论模型研究,主要内容如下:1.设计、搭建了双极荷电-旋风分离实验平台,主要包括循环流化床发尘装置、双极荷电装置、旋风分离器、采样检测系统以及废气处理系统。通过对比双极荷电-旋风分离器前后颗粒浓度以及粒径分布来表征旋风分离器分离性能,实验研究了入口流速、荷电电压及颗粒浓度等条件对双极荷电-旋风分离器分离性能的影响规律。研究发现,随荷电电压的提高,旋风分离器的总分离效率分别由44.44%、58.38%、65.07%,提高到69.76%、72.42%、75.33%;双极荷电技术显著改善了旋风分离器对细颗粒物的分离能力,分级效率曲线出现类似“鱼钩”的现象;荷电电压超过起晕电压后,随着电压的增加,分离效率明显提高;增大入口流速可提高分离效率,但会减弱双极荷电对旋风分离器的强化效果。2.通过假设颗粒在旋风分离器中的凝并和分离过程独立进行,提出了考虑颗粒凝并的分级效率计算式。分析了双极荷电颗粒在旋风分离器中的受力情况,推导了异极性带电颗粒物在旋流场和库仑力协同作用下的凝并核函数,将其引入分级效率模型中,建立了双极荷电-旋风分离器分级分离效率模型,并研究了入口流速、荷电电压等参数对颗粒凝并核函数及分离效率的影响。分级效率模型计算值与实验值的平均绝对偏差为0.071,并且模型反映了“鱼钩效应”,颗粒凝并效果越强,“鱼钩”现象越明显。3.基于FLUENT软件,耦合雷诺应力湍流模型（RSM）和颗粒群平衡模型（PBM）,通过UDF功能定义凝并核函数,考虑颗粒凝并过程的影响,对双极荷电-旋风分离器内细颗粒物凝并流动特性进行模拟研究,研究了颗粒浓度、入口气速、荷电电压对分离效率的影响,为双极荷电-旋风分离器的设计提供了依据。