靜電除塵技術(shù)的新應(yīng)用和發(fā)展淺析

秦威威，李秋琳

（西北工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710129）

靜電除塵器是充分利用了靜電除塵技術(shù)的一種除塵設(shè)備，其除塵效率較高，主要的工作原理是通過高壓電促進(jìn)電極反應(yīng)，使得點(diǎn)暈放電，釋放出自由電子和離子，使得塵粒上帶有相應(yīng)的電子，稱為“荷電顆粒”。這些顆粒在受到電場力的作用時，就會向著集塵的方向運(yùn)動，從而達(dá)到分離氣體與固體的目的。靜電除塵具有除塵效率高、能量耗用少、阻力小等優(yōu)勢，可以將大流量的氣體，高溫、腐蝕性氣體中的粉塵加以收集清除，且具有較高的自動化性能[1]。所以，靜電除塵在工業(yè)生產(chǎn)，比如水泥、冶煉、電站鍋爐等生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，靜電除塵技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。

1 靜電除塵器概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)及機(jī)械使用過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵漂浮在空氣中，造成空氣的嚴(yán)重污染，影響人們的生活健康。因此，國家要求一些工業(yè)生產(chǎn)中的廢氣與煙必須經(jīng)過凈化后才能排放，而靜電除塵技術(shù)作為這些煙氣凈化的重要技術(shù)，能快速將其中的物質(zhì)分層吸引和去除，在很大程度上降低了環(huán)境污染，也促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1.1 靜電除塵技術(shù)的原理

現(xiàn)代社會的冶金、輕工、建材、火電、化工等工業(yè)化生產(chǎn)中，產(chǎn)生的廢氣與廢煙給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染，對其中顆粒層的處理成為降低污染的重要方式。靜電除塵技術(shù)是通過利用2個曲率半徑相差較大的金屬陰陽極上流過的高壓直流電流，使其形成一個能夠電離氣體與顆粒的靜電場，將氣體與顆粒電離后會產(chǎn)生大量的陰陽離子和電子，這些陰陽離子和電子在電場力的作用運(yùn)動，并于分層處發(fā)生碰撞，且吸附于粉塵上；粉塵上的荷電會帶著粉塵向相應(yīng)的電場方向移動，再通過電極反應(yīng)，將粉塵累積起來；在粉塵累積到一定程度后，采用振打陰陽極電極的方式使粉塵與陰陽極電極分離，從而達(dá)到使粉塵和氣體分離的目的[2]。

1.2 靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)

通常情況下，靜電除塵器系統(tǒng)需要具備陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、陰陽極振打裝置、保溫箱、氣體均布裝置、灰斗、殼體及排輸灰裝置等。其中，陽極系統(tǒng)又包括極板排、振打砧及防擺等裝置；陰極系統(tǒng)包括陰極框架、陰極吊掛、陰極砧梁系統(tǒng)、防擺裝置；陰陽極振打裝置中的振打清灰均使用頂部電磁錘振打器；變壓器設(shè)置在除塵器頂部，高壓電直接通過高壓隔離開關(guān)、阻尼電阻后送入陰極系統(tǒng)；高壓進(jìn)線設(shè)有保護(hù)套管[3]；為了預(yù)防陰極系統(tǒng)中支撐絕緣子周圍的溫度過低，出現(xiàn)結(jié)露的情況而產(chǎn)生漏電，需要安裝加熱器與保溫箱。

2 靜電除塵技術(shù)多方面的新應(yīng)用和發(fā)展

相對于國外的一些發(fā)達(dá)國家來說，我國靜電除塵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用較晚。很早之前，國外很多發(fā)達(dá)國家在靜電除塵技術(shù)方面就取得了很大的成就，并將其廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國的靜電除塵技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且在不斷的實(shí)踐之下得到了完善和提升。本節(jié)將主要介紹靜電除塵技術(shù)的新應(yīng)用。

2.1 在理論方面的新應(yīng)用和發(fā)展

我國工業(yè)的不斷發(fā)展及汽車數(shù)量的不斷攀升，使得現(xiàn)在的粉塵問題越來越嚴(yán)重，粉塵給環(huán)境造成的污染不斷加重。當(dāng)前，我國在靜電除塵技術(shù)的理論研究方面取得了很大的進(jìn)步，也給予了高度的重視。靜電除塵技術(shù)理論方面的新應(yīng)用主要是空氣間電荷行為、靜電除塵的效率公式、電流體力學(xué)、粒子荷電等。經(jīng)過長期的深入分析與研究，靜電除塵技術(shù)在理論方面有了較多的數(shù)學(xué)模型，比如Coopem an模型、Leona-ed模型，這些模型的設(shè)計不僅考慮了靜電傳輸?shù)膯栴}，也較多地考慮了紊流傳質(zhì)，還研究了“摻混系數(shù)”的概念及紊流摻混效率的計算公式。

2.2 基本結(jié)構(gòu)上的新應(yīng)用和發(fā)展

經(jīng)過十幾年的研究，在靜電除塵技術(shù)基本結(jié)構(gòu)上有了一些突破性的發(fā)現(xiàn)，主要體現(xiàn)在一些新型的靜電除塵器上，比如雙區(qū)電除塵器、寬間距靜電除塵器、透鏡式靜電除塵器等。這些結(jié)構(gòu)上的進(jìn)步，不僅增強(qiáng)了靜電除塵器的美觀性，更提高了其操作的簡便性。

2.3 在供電技術(shù)方面的新應(yīng)用和發(fā)展

靜電除塵技術(shù)對供電技術(shù)具有較高的要求，供電技術(shù)的好壞將對除塵器自身的運(yùn)轉(zhuǎn)情況產(chǎn)生直接的影響，所以，靜電除塵器在運(yùn)行過程中需要具有良好的本體結(jié)構(gòu)和供電電源。靜電除塵器初期采用機(jī)械整流，這是因?yàn)椴痪邆湎冗M(jìn)的技術(shù)及供電設(shè)備，但隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展與創(chuàng)新，當(dāng)前的靜電除塵器均采用了硅整流供電方式，且使用了數(shù)字化控制方法，使得靜電除塵器的除塵效率得到很大提升[4]。近年來，靜電除塵技術(shù)中的供電技術(shù)得到了新的進(jìn)展，逐漸采用脈沖供電技術(shù)、高頻供電技術(shù)、橫流供電技術(shù)等。其中，脈沖供電技術(shù)利用了晶閘管元件與整流二極管的單向?qū)щ娫?，?gòu)成震蕩電路，從而產(chǎn)生脈沖，并通過升高整流的電壓構(gòu)造脈沖供電裝置。這種裝置具有成本較低的特點(diǎn)，更容易獲得用戶的認(rèn)可。

3 結(jié)束語

綜上所述，水泥、冶金、火電、建材等工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣與廢煙中的大量粉塵給我們的生活環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，為了促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，必須對這些廢煙、廢氣進(jìn)行科學(xué)有效的處理。為了解決這一問題，科學(xué)家們研發(fā)了靜電除塵技術(shù)。靜電除塵具有除塵效率高、能量耗用少、阻力小等優(yōu)勢，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，國家對該技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步也給予了高度的重視。

參考文獻(xiàn)：

［1］馮彥杰，金文博，王欣，等.用于靜電除塵的新型三相恒流源［J］.電子器件，2018（01）：189-194.

［2］張偉，劉波，楊炳耀，等.靜電除塵式防霧霾紗窗除塵試驗(yàn)及效率分析［J］.西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016（06）：456-460.

［3］巢永樂.靜電除塵用高頻高壓電源諧振參數(shù)的設(shè)計［J］.日用電器，2016（06）：41-46，52.

［4］秦顯顯，向曉東，常玉鋒，等.回流式皮帶機(jī)靜電除塵罩除塵效率的試驗(yàn)［J］.安全與環(huán)境學(xué)報，2017（01）：306-308.