PM严重危害空气质量,对社会环境与人类健康造成重大危害。火电厂是PM的主要排放源之一,目前火电厂多数采用电除尘技术,但该技术对10-6级的PM的捕捉脱除能力并不理想。PM的增长与聚并技术是高效地收集捕捉PM,防止其逃逸到大气中的有效技术之一,研究10-6级的PM在聚并器内的长大与聚并机理是提高该技术效率的关键之处。本文通过质量守恒与能量守恒建立了蒸汽在PM表面的凝结增长模型,讨论了在四种不同外界温度分布情况(即(i)零阶温度分布(介质热导率K和蒸气焓Hv均为常数);(ⅱ)Hv为常数;(ⅲ)K为常数;(iv)K和Hv均不为常数)时凝结增长模型的不同的解的形式,并通过对PM的凝结增长模型在时间尺度上积分得出颗粒尺度分布的时间结构模型,并对其进行动态分析,研究了颗粒尺度分布的时间结构模型数值解,研究了初始颗粒尺度、蒸汽过饱和度等因素对蒸汽凝结时间和稳定阶段颗粒尺度的影响。结果证明PM在脱硫塔内的停留时间足够PM增长至稳定阶段,迅速增长的颗粒尺度增加、质量增大,为其后续在除雾器中的脱除创造了有利的条件。本文以增加了蒸汽入口的脱硫塔喷淋空间为研究对象,构建PM相变核聚并反应器,研究了超细颗粒物凝结长大机制与脱除效果。通过建立超细颗粒物相变凝结增长动力学模型,同时引入全范围内超细惯性粒子的紊流聚并和布朗聚并核模型,研究了蒸汽相变耦合紊流布朗运动脱除超细颗粒物的作用。进一步利用商业软件Fluent的UDF功能,将超细颗粒物相变凝结增长动力学模型写入颗粒群平衡模型中,首次探索了超细颗粒物在反应器内的沿程反应机理。对比不添加蒸汽的超细颗粒物脱除效果,添加蒸汽可有效增加喷淋空间过饱和度,超细颗粒物在反应器入口的布朗运动和紊流运动较明显,大大提高了超细颗粒物的脱除效率。模拟结果表明在蒸汽入口初始段,烟气相对湿度较大,初始段以上贴壁烟气不饱和,但整体反应器相湿度大,为蒸汽相变提供了良好环境和有利条件。PM1.0在反应器入口处受布朗运动和紊流运动较明显,聚并效果较明显。添加蒸汽可有效提高PM的增大效果,该方法切实可行。对于不添加蒸汽,只有布朗聚并和紊流聚并的反应器来说,平均脱除效率大幅下降。