電除塵技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀

摘 要：文章概述了電除塵技術(shù)的發(fā)展歷史，詳細(xì)介紹了電除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)電除塵的多種新技術(shù)進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上對(duì)電除塵技術(shù)的未來(lái)進(jìn)行了展望。通過(guò)文章的分析，希望可以對(duì)電除塵技術(shù)的發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：電除塵；發(fā)展歷史；研究現(xiàn)狀；展望

1 電除塵技術(shù)的發(fā)展歷史

1.1 電除塵技術(shù)的起源

電除塵于1824年由德國(guó)萊經(jīng)錫市的一位數(shù)學(xué)教師霍菲爾德（M.Hoheled）提出的，他證明電火花可使瓶?jī)?nèi)的煙霧消散[1]。1883年，從事靜電研究工作的英國(guó)物理學(xué)家濃洛奇爵士（SirOHverLodge）在《自然》雜志的一篇論文中提出靜電可以用來(lái)凈化被煙氣污染的空氣[2]。1907年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)教授成功研制出了工業(yè)電除塵裝置[3]，此后電除塵器逐漸被用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，并隨之得到了快速發(fā)展。

1.2 我國(guó)電除塵技術(shù)發(fā)展過(guò)程與現(xiàn)狀

我國(guó)于1936年首次使用電除塵器，安裝在本溪水泥廠。1954年我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的第一臺(tái)電除塵器問(wèn)世[1]。20世紀(jì)70年代，我國(guó)自主研發(fā)了多種規(guī)格的系列產(chǎn)品，如脫離原立式ESP和棒帷式ESP，使我國(guó)電除塵技術(shù)向前邁了一大步[4]。之后，我國(guó)電除塵技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展階段。20世紀(jì)80年代，我國(guó)第一個(gè)電除塵試驗(yàn)臺(tái)誕生，這標(biāo)志著政府已經(jīng)開(kāi)始大力支持我國(guó)電除塵技術(shù)的發(fā)展。

隨著我國(guó)立式ESP、旋轉(zhuǎn)電極ESP、移動(dòng)式ESP、透鏡式ESP、屋頂ESP的相繼問(wèn)世，國(guó)際電除塵行業(yè)的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注我國(guó)電除塵技術(shù)。近年來(lái)，我國(guó)不僅在電除塵自主研發(fā)上有較快的發(fā)展速度，而且一直緊跟國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，取得了令世人矚目的成績(jī)。

2 電除塵技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 余熱回收低溫電除塵技術(shù)

余熱回收低溫電除塵技術(shù)借助低溫省煤器降低排煙溫度，提高除塵效率，并對(duì)煙塵余熱進(jìn)行利用[5]。廖增安[6]在分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)電除塵在燃煤鍋爐排煙治理上的應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)大型化樣機(jī)的成功應(yīng)用，指出余熱回收低溫電除塵煙氣處理技術(shù)不僅對(duì)煙塵減排有良好作用，而且在去除SO3、提高脫硫效率、降低運(yùn)行成本、緩解石膏雨及煙囪腐蝕等方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電除塵器入口煙氣溫度較高的場(chǎng)合更加適用。

2.2 移動(dòng)電極電除塵技術(shù)

移動(dòng)電極式除塵器主要由固定電極電場(chǎng)和移動(dòng)電極電場(chǎng)組成。當(dāng)煙塵通過(guò)收集區(qū)時(shí)，會(huì)在靜電力的作用下被吸附到位于煙氣下游的移動(dòng)電極板上，并在煙塵未累積形成反電暈厚度前，被移動(dòng)清灰刷徹底清除。王秀合[7]認(rèn)為移動(dòng)電極靜電除塵器有效克服了困擾常規(guī)電除塵器對(duì)高比電阻粉塵的反電暈及振打二次揚(yáng)塵等問(wèn)題，并提供了常規(guī)固定電極除塵區(qū)與移動(dòng)電極除塵區(qū)聯(lián)合使用的除塵器除塵效率計(jì)算公式。

2.3 新型高壓電源技術(shù)

隨著三相電源、高頻電源等新型電源技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，我國(guó)電除塵技術(shù)的發(fā)展也取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。這些新型電源技術(shù)不僅能夠提高電除塵器的收塵效率，同時(shí)具備了高功率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。此外，隨著斷電振打控制、節(jié)能閉環(huán)控制以及反電暈控制等電源控制新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，電除塵技術(shù)的節(jié)能提效有了更加廣闊的發(fā)展空間[8]。

學(xué)者們對(duì)于三相電源和高頻電源技術(shù)的研究均表明了新型電源技術(shù)對(duì)于電除塵技術(shù)發(fā)展的重要性。姜雨澤等[9]認(rèn)為，相比普通電源，高頻電源的最高供電電壓將高出30%左右，最高供電電流也比普通電源高出40%以上，最多可使煙塵濃度降低40.2%；王榮華，閆克平[10]通過(guò)三相電源在300MW機(jī)組上的應(yīng)用，證實(shí)了其節(jié)電效果可達(dá)到30%～50%，同時(shí)為PM2.5的控制提出了一種新技術(shù)。張忠建[11]通過(guò)分析電除塵設(shè)備的工作機(jī)理，對(duì)電除塵器高壓電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分類，并指出基于電力MOSFET的超高頻電源具有效率高、節(jié)能效果顯著、具備自冷等優(yōu)點(diǎn)，超高頻電源將為國(guó)家節(jié)能、減排做出更大的貢獻(xiàn)。

2.4 電袋復(fù)合除塵技術(shù)

電袋復(fù)合除塵技術(shù)是在電除塵器和布袋除塵器二者的基礎(chǔ)上提出的，由我國(guó)自行研發(fā)，被認(rèn)為是最有希望取得細(xì)顆粒物高效脫除的技術(shù)。電袋復(fù)合除塵對(duì)粗顆粒粉塵和微細(xì)粉塵都有著較高的效率，而且除塵機(jī)理科學(xué)，除塵能耗低，且不受到煤種影響[12]。煙塵中的大顆粒在經(jīng)過(guò)前級(jí)電場(chǎng)時(shí)會(huì)迅速荷電，80%的大顆粒粉塵在前級(jí)電場(chǎng)被去除。剩余的微細(xì)粉塵將被濾袋表面的荷電粉塵層過(guò)濾去除。電袋復(fù)合技術(shù)不僅可以將煙塵排放質(zhì)量濃度控制在30mg/m3以下，而且電袋復(fù)合除塵器除塵成本低，運(yùn)行可靠度高，對(duì)于我國(guó)電除塵技術(shù)的發(fā)展具有重要意義[13]。

2.5 濕式電除塵技術(shù)

濕式電除塵器的是利用金屬放電線的直流高壓將其周圍氣體電離，當(dāng)粉塵經(jīng)過(guò)電離氣體時(shí)將會(huì)荷電，并在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)到集塵極，在到達(dá)集塵極表面后隨著液體膜留下而被清除[14]。

濕式電除塵器對(duì)于復(fù)合污染物的控制具有較強(qiáng)大的功能，對(duì)細(xì)微、粘性或者高比電阻粉塵有較好收集效果。濕式電除塵器由于其在復(fù)合污染物收集上的優(yōu)勢(shì)而得到了快速發(fā)展，各種新型濕式電除塵器設(shè)備相繼被研制并得到廣泛應(yīng)用，為國(guó)內(nèi)外燃煤電廠提供了實(shí)現(xiàn)低排放、控制復(fù)合污染物的可靠技術(shù)。

3 電除塵技術(shù)的發(fā)展方向

隨著近年來(lái)空氣污染程度的加劇以及社會(huì)對(duì)于空氣質(zhì)量的要求不斷提高，電除塵技術(shù)需要加快發(fā)展速度，從而為改善空氣質(zhì)量做出卓越貢獻(xiàn)。

各種電除塵新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究被推向高潮，當(dāng)前電除塵技術(shù)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）加強(qiáng)電除塵技術(shù)基礎(chǔ)理論研究；（2）深入細(xì)化研究電除塵的本體技術(shù)；（3）加快PM2.5的高效除塵技術(shù)研究；（4）研究提高煙塵的在線檢測(cè)水平；（5）開(kāi)拓電除塵應(yīng)用新領(lǐng)域。

4 結(jié)束語(yǔ)

電除塵在眾多除塵技術(shù)中占據(jù)著明顯優(yōu)勢(shì)，它是在綜合多學(xué)科的基礎(chǔ)上誕生的，在每一個(gè)方向的創(chuàng)新與改革都能促進(jìn)電除塵技術(shù)向更加節(jié)能、高效、全面的方向發(fā)展。電除塵技術(shù)具備廣闊的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。可以相信，隨著科技的不斷進(jìn)步，新型高效多用途的電除塵裝備將不斷出現(xiàn)，電除塵行業(yè)必將邁向更加成熟、更加完善和更加現(xiàn)代化的臺(tái)階。

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作者簡(jiǎn)介：夏進(jìn)文（1986-），男，湖北孝感人，助理工程師，主要專業(yè)方向：電除塵安裝。