水汽相变促进细颗粒物长大技术的关键是水汽在颗粒表面的凝结。在凝结过程中，水汽首先在颗粒表面发生异质核化生成胚胎液滴，然后在适宜的条件下长大成含尘液滴。一般来说，该过程分为两个阶段：一是蒸气在颗粒表面凝结使颗粒形成一个凝结核的过程，即成核特性；二是水蒸气在形成的凝结核表面继续凝结使含尘液滴粒径继续増大的过程，即长大特性。下面就这两个阶段展开介绍。
1.细颗粒核化特性
在过饱和水汽环境中，会发生水汽凝结成核现象，当没有杂质只有纯水汽时，水汽分子通过自身聚合发生凝结的过程称为均相成核；当过饱和水蒸气环境中存在一些固体微粒时，水蒸气可能会在颗粒表面发生凝结，水蒸气凝结的过程称为非均相成核，或异质核化。Fletcher提出了经典异质成核理论，他认为在成核阶段水蒸气在颗粒表面的凝结的发生是在某些有“活性”的部位，在某一点形成晶胚，之后其它类似的点也会形成晶胚，随着晶胚的长大它们最终成为成一体。在颗粒物表面与液相之间存在一个接触角theta;，接触角的大小是由杨氏方程决定的。当接触角theta;gt;0时，水汽就会在颗粒的表面凝结形成一个比颗粒小的晶胚。[6]
2.细颗粒物长大特性
过饱和水蒸气在颗粒表面上发生凝结后，水蒸气将继续在颗粒表面凝结使颗粒长为较大的含尘液滴。影响这一过程的因素复杂多样，包括过饱和度的大小、初始颗粒物浓度、长大时间、颗粒物润湿性、载气成分等等。想要更好地在实际中利用这项技术，必须对这些影响因素进行深入研究。
- 颗粒润湿性能的影响
张霞等人对应用蒸汽相变原理作为脱除燃烧源PM2.5预调节措施的效果进行了实验研究。比较燃煤和燃油PM2.5的脱除效率可以看出，燃油PM2.5的脱除效率明显低于相应的燃煤PM2.5。其中的一个原因就是于燃煤PM2.5主要成分为O、Al、Si，主要为铝硅质矿物质，属于中等憎水性颗粒，而燃油PM2.5主要成分为C、O等有机组分，属于强憎水性颗粒，润湿性不好。润湿性越差,发生核化凝结所需的临界过饱和度越大，因此燃煤PM2.5的长大脱除效果要比燃油 PM2.5 长大脱除效果好。[7]
周璐璐等人根据煤灰矿物组成的恃点，选择了几种主要的矿物成分，包括莫来石、石英、氧化铁、硫酸钙，然后对这些物质构成的单成分细颗粒的长大特性进行了研究。结果发现硫酸钙颗粒长得最大，而氧化铁颗粒长得最小。因为硫酸钙的接触角最小，即润湿性最好，而氧化铁的接触角最大，即润湿性最差，这也证明了润湿性好的颗粒有更好的长大效果。[8]
