我国经济社会的快速发展和长期以煤炭为主的能源消费结构,造成了大量污染物排放和大气污染,以PM2.5为主的细颗粒物不仅会造成雾霾天气影响人们的日常生活和健康,更会带来一系列经济、社会和生态问题。传统布袋除尘器因其煤种适应性广、综合脱除效率高等优势得到较为广泛的应用,但仍无法满足未来细颗粒物高效控制脱除的需求。本文结合本课题组前期在细颗粒物聚并长大的研究基础上,通过在布袋除尘器前级添加电凝并装置、声波装置等多场协同作用,实现细颗粒物高效脱除。首先,采用线板式反应器分别研究了脉冲电场和声波单场作用对布袋除尘器细颗粒物脱除效率的增益作用。研究结果表示,灰初始浓度在中低水平时,脉冲电场对布袋除尘器细颗粒物脱除效率具有较为明显的增益效果,且脉冲电压越高、脉冲频率越高,PM10和PM2.5的脱除效率越高,尤其对小粒径段的脱除效率更为明显,可达到超净排放标准。但对于较高初始灰浓度条件下,脉冲电场对细颗粒物脱除效果的提升有限,需进一步完善系统结合方式。对于灰初始浓度为556mg/m3的电厂灰,脉冲电场联合布袋收尘作用下PM10的脱除效率可达到99.45%,PM2.5脱除效率可达到99.21%,布袋出口质量浓度仅为 3.05 mg/m3 和 1.84 mg/m3。当颗粒物初始浓度较高时,声波对布袋除尘器的增益效果明显,不同频率和声压级下细颗粒物脱除效率均有明显提高。但在颗粒物初始浓度在中低水平时,增益效果不如脉冲电场,对PM2.5的脱除效率很难提升至99%以上。声压级和声波频率对声波联合布袋收尘细颗粒物脱除效率的影响并不总是线性的,会随着颗粒物粒径分布、初始浓度、除尘器布置方式、相对距离等因素呈现复杂化特征,最佳工况的选取会因以上任一因素的变动而发生改变。其次针对单场联合布袋收尘作用效率不佳的工况,研究了直流预收尘联合脉冲电场增强布袋收尘及声波联合脉冲电场增强布袋收尘的多场协同作用对细颗粒物脱除效果。研究发现,直流预收尘联合脉冲电场作用显著优于直流电场和脉冲电场单独联合布袋收尘的效果,且直流电场作用对大粒径段数目浓度降低效果明显,主要起到降低颗粒物浓度的作用,脉冲电场对小粒径段数目浓度降低效果明显。直流电压越高、脉冲电压越高、脉冲频率越大,直流预收尘联合脉冲电场增强布袋收尘作用对细颗粒物脱除效果越好。在初始浓度较高的情况下,声场联合脉冲电场增强布袋收尘作用对细颗粒物脱除效果显著优于脉冲电场和声场单独联合布袋收尘的作用。声波联合脉冲电场增强布袋收尘作用下,脉冲电压越高、声压级越高,脉冲频率越大,颗粒物数目浓度越低,而声波频率对颗粒物数目浓度影响较为复杂,存在特定条件下的最佳频率。最后,针对本文的研究结果,设计基于布袋收尘的多场协同作用烟气细颗粒物高效脱除系统。系统在传统布袋除尘器基础上进行改进,分为4个区域:直流预收尘区域、脉冲电晕放电区域、声波团聚区域、布袋收尘区域,可针对不同颗粒物浓度选择最佳脱除效率和最低运行成本的协同运行组合,达到细颗粒物超净排放标准,且脉冲电场作用实现细颗粒物和氮氧化物的协同脱除,降低综合废气处置的成本,提高系统经济性,具有广阔的应用前景。