冬季频繁出现的雾霾天气已经成为环境污染的首要问题,雾霾天气导致大气能见度降低,引起了一系列呼吸道疾病,对人类身体健康产生重大威胁。空气中悬浮的大量PM2.5微粒被视为引起雾霾天气的主要原因。燃煤电厂中煤炭燃烧排放烟气中包含大量的PM2.5微粒,所以对于燃煤电厂烟气的排放控制势在必行。传统的除尘装置难以有效脱除超细颗粒物,目前脱除细颗粒物最为有效的脱除方法是通过预处理技术,使颗粒预先团聚长大成较大粒径的颗粒,进而被传统的除尘设备所脱除。从绿色环保和经济节能的角度出发,蒸汽相变和湍流团聚技术是目前应用前景最好的预处理技术。首先,本文结合蒸汽相变和湍流团聚相关机理,分析气固两相流动中颗粒与流体之间的相互作用力,颗粒在流场运动中会受到重力、浮力、惯性力和Stokes阻力等作用力的影响,本文主要考虑Stokes阻力对团聚效果的影响。根据前人研究的异质成核理论,过饱和度为影响蒸汽相变过程最重要的参数。根据前人的实验结果,设计等壁温生长管模型来模拟细颗粒长大过程,并分析初始过饱和度、停留时间和生长管壁面温度等参数对水蒸气异质成核过程的影响。结果表明,增加入口水蒸气、延长停留时间及降低壁面温度有利于细颗粒物长大。采用k-ε湍流模型耦合颗粒群平衡模型对方柱后方颗粒湍流团聚效果进行数值模拟,流速和颗粒体积分数与颗粒湍流团聚呈正相关,而初始颗粒粒径越小,团聚效果越好。最后综合蒸汽相变和湍流团聚的优势,依据实际环境情况设计新型团聚室,采用高温烟气与低温湿空气接触达到所需过饱和环境,方柱和涡片的组合排列形成流场中的漩涡结构,最后得出:在其他条件相同的情况下,涡片排列间距越大、湿空气添加量越多、温差越大和颗粒体积分数越大时,新型团聚室对细颗粒的预处理效果最佳。