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PM2.5是目前导致我国雾霾天气频发的主要原因,燃煤产生的细颗粒物是其重要排放源。PM2.5粒径小,除尘装置对其控制较困难。团聚是使烟气中的细颗粒物长大的技术,粒径变大的颗粒物更容易被去除。团聚技术不但可以有效降低细颗粒物质量浓度,对数量浓度降低也有很好的效果。团聚技术中的化学团聚最具应用前景,其通过液桥将颗粒物连接在一起的方式也能防止颗粒物再次分离。但化学团聚的理论研究很少,致使实验研究缺乏理论指导。另外,石灰石-石膏湿法脱硫装置可去除部分来源于粉煤灰的细颗粒物,但同时也会生成来源于石膏的细颗粒物。因此,研究石灰石-石膏湿法脱硫中的细颗粒团聚技术更有实际意义。本文首先进行原子力显微镜（Atomic Force Microscope,AFM）探针与粉煤灰之间黏附力的实验研究。以脱硫相关的钙基物质饱和溶液,或其溶解表面活性剂或高分子黏结剂为桥连液体,研究黏附力随距离变化的规律。研究结果表明:表面活性剂使黏附力减小,液桥断裂距离增加;随表面活性剂浓度增加,最大黏附力值呈现先减小后上升的趋势;不同表面活性剂与高分子黏结剂配合使用时,黏附力呈现不同变化趋势。其次,对液桥作用下AFM针尖与粉煤灰间黏附力进行理论研究。根据液桥存在形态,建立凸凹状液桥的两种体积模型。根据现有研究提出此两种模型下毛细力的四种计算公式,并对范德华力、动态黏性力等黏附力进行定量分析。研究结果表明:两种模型下,黏附力为引力,毛细力占主导地位,范德华力只在纳米级距离下起作用,动态黏性力及静电力可以忽略不计,理论计算与实验的规律相同。再次,对微米级粉煤灰颗粒物间的毛细力进行理论研究。通过建立液桥作用下难润湿粉煤灰间的两种液桥体积模型,钙基溶液或其与润湿剂为桥连液体时,对毛细力、动态黏性力等影响特性进行理论分析。研究结果表明:颗粒物间毛细力为斥力,表面活性剂减小桥连液体表面张力,从而减小颗粒物间毛细力;PM2.5更能与大颗粒物形成有效连续的液桥。同时,基于能量最小原理,对粉煤灰间液桥等容拉伸过程进行模拟研究。结果表明:液桥体积相对较大时,桥连液体形貌变为更为的复杂结构,圆弧近似原则不再适用;表面活性剂可延缓桥连液体的断裂距离,增加颗粒物间团聚。最后,设计并建造湿法烟气脱硫化学团聚细颗粒物的实验系统,研究团聚剂对细颗粒物分级脱除效率,以及对细颗粒物脱除性能的影响。研究结果表明:烟气中PM0.2占PM2.5的粒数比例高于95%时,钙基物质饱和溶液,对细颗粒物脱除效果达约80%。钙基溶液单独添加表面活性剂时,团聚效果提升;表面活性剂Compound No.3与高分子黏结剂果胶的配合使用时,对细颗粒物的脱除提高量主要集中0.482μm粒径区段,效率提高量均在13%以上;脱硫浆液作为喷淋液时,随团聚剂浓度、液气比增加,PM2.5的脱除效率增加,在2575oC温度范围内,随温度的升高,细颗粒物脱除效果有明显提升。