亚微米颗粒由于其比表面积大、富含有毒有害物质,能在空气中长期飘浮,而目前的除尘设备对该类颗粒的去除效率很低,因而其控制方法一直是除尘界的焦点问题。本文提出的双极荷电凝聚方法是使颗粒在正负荷电区荷电,之后荷异极性电荷的颗粒在凝聚区凝聚变大,再借助某一常规除尘方式去除,以提高其去除效率。论文首先论证了双极荷电凝聚技术的可行性。以滑石粉和锅炉飞灰为实验粉尘,研究了气流速度、含尘浓度、正负放电强度配合等因素对凝聚效率的影响。得到了双极荷电可使凝聚效率提高约10%的静电凝聚效果。论文也从理论方面分析了双极荷电凝聚的可行性。由于颗粒荷电能力与电晕电流的平方根值成正比,通过分析应用电压和电晕电流平方根值的关系曲线而不是通常的伏安特性曲线,得到双极荷电比单极更容易使颗粒荷电,进而更易于凝聚的重要结论。论文借助图像分割技术对凝聚体进行了分析。该方法分析了双极荷电凝聚颗粒在荷电区、凝聚区、过渡区和后凝聚区不同区段的凝聚效率和凝聚体强度。用大颗粒上小颗粒的覆盖率来评价和计算这些因素。结果表明覆盖率的均值反映颗粒凝聚效率,而覆盖率的标准方差可以反映凝聚体的强度。并提出了覆盖率与质量收集效率的关系式,发现颗粒凝聚主要发生在凝聚区。而这些都是建立在对颗粒的接触测量基础上的,并且是通过分析质量收尘效率来分析凝聚效果的,这样无法正确地评价颗粒的凝聚。基于流化床的原理设计了新的可均匀、连续发送颗粒的装置。借助数值模拟的方法,通过混合程度和压力损失这两个评价标准设计了新的带导流叶片的凝聚段。利用PDA技术,对颗粒的速度和尺寸在凝聚段的三个不同的截面上进行了测量。结果发现颗粒在凝聚段由于电风和颗粒的凝聚使颗粒偏离主流方向,导致颗粒的主流速度分量较加电前减小,其他分量的湍流度增大,而加电凝聚后颗粒的平均直径增加了9.86%。在此基础上借助脉动速度功率谱估计,分析了湍流微尺度和湍动能耗散率。发现功率谱的变化可以反映湍动能的变化,这易于分析凝聚对湍流参数的影响。