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摘要：静电除尘当前已广泛应用于我国的工业生产，并取得了很大的经济和社会效益，今后静电除尘在防治大气污染方面所起的作用将越来越大，将是火电厂、冶炼厂等大型工厂的主要治污手段之一。静电除尘技术的应用清洁了空气，大大改善了我们的生活环境。鉴于此，本文主要分析浅谈静电除尘技术的研究进展。
关键词：静电除尘；技术；发展
1、静电除尘的工作原理
静电除尘是含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线（又称电晕极）和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电，气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷带以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，再利用冲击和振动的方法落尘，从而实现废气的净化。在落尘时，由于粉尘颗粒大小不同，若冲击力太大会引起灰尘二次飞扬；若冲击力太小，则下落尘粉少，除尘效果不理想。因此，冲击和振动的量级、方式是非常关键的。静电除尘过程可分为电晕放电、离子荷电、尘粒沉集、清灰等。
2、静电除尘技术的阶段性研究
静电除尘器因具有除尘效率高、运行阻力小、处理烟气量大和耗能少等诸多优点而备受人们的关注，并迅速占领了除尘市场。随着经济的持续高速发展以及环保标准的提高，各国在电除尘器应用技术和装置设备等方面进行了深入研究，取得了一定成果。
2.1、宽极距静电除尘器
早在1977年，美国的Cooperman（库珀曼）利用梯度关系式研究了宽极距对粉尘气流的影响，对宽极距有利于提高除尘效率作了充分的理论解释。1980年，H.Hoegh-Petersn在原有设备上将通道加宽一倍，采用400mm间距，并保持电场强度不变。实验研究表明，宽间距技术既可以降低电耗，又能提高除尘效率，宽间距对粉尘驱进速度的改善系数为1.05~1.40，同时，它对高比电阻的飞灰的处理具有明显的优越性。我国学者自80年代以后也陆续对宽间距静电除尘器进行了相关研究。
其自身的高效、低阻、低耗材等优点已得到普遍认可。但与此同时，宽极距静电除尘器的电流密度低、粉尘荷电慢且不充分，整流设备费用较高，供电设备投资的幅度也过大，收尘面积也相应有所减少。因此，在实际生产中也受到一定制约，需要针对不同工况，通过经济技术综合比较确定最佳间距。
2.2、移动电极ESP（MEEP—ESP）
移动电极技术成功地解决了沉积在收尘极板上的高比电阻微细粉尘用振打方式难清除这一难题。其基本原理是，将收尘极板做成可以上下移动的形式，再用旋转的刷子在下部灰斗内侧刷掉被捕集的粉尘，始终保持收尘极板表面相对清洁，且清灰在非气流区进行，从而有效防止反电晕的形成和粉尘振打二次飞扬的发生，确保高效除尘。
（1）凝聚技术
近年来出现的凝聚技术是除去烟气中微细粒子、改善除尘性能的有效措施。该技术的主要思想是在除尘器前面边长5m的进口烟道处安装凝聚器，该凝聚器是高速烟气进入除尘器前的预处理装置。凝聚器包括一组正负极相间的平行通道，当烟气和灰尘通过时，分别获得正电荷或者负电荷，不同通道的烟气进入除尘器时混合在一起，气体中荷正电的细粒子与从相邻负极性通道流出的荷负电的粗粒子混合，同时，荷负电的细粒子与荷正电的粗粒子混合，从而减少细粒子的数量，形成粒径大于10微米的较易除去的灰尘粒子，提高除尘效率。
（2）电袋复合除尘器
结合其它除尘机理以提高除尘性能的联合除尘方法有很大的优势，它能克服单一除尘器运行时的不利因素，做到扬长避短，优势互补。最常见的是电除尘器与其它除尘方式组合成的复合ESP，其中，电袋复合除尘器是最有效的一种。
20世纪80年代后期，美国加利福尼亚州帕罗奥图电力研究所开发了COHPAC电袋，主要作为对ESP的一种改进手段。其方案是在原有ESP的下游加一台袋除尘器，能保持排尘浓度小于10mg/Nm3。我国一家环保公司于2002年在上海浦东水泥厂，将一条日产1000t的回转窑窑尾所配70m2ESP改造成串联式电袋，处理烟气量为240000m3/h，保留了原除尘器的第一电场（阳极侧部振打技术），把第二、三电场改为布袋除尘（长袋低压脉冲技术），该电袋于2003年4月2日投运，排放浓度长期稳定在30mg/Nm3以下。
3、静电除尘技术的发展
3.1、加强静电除尘技术基础理论研究
静电除尘理论落后于应用实践。早在1982年美国学者怀特就明确指出：“电除尘技术还远远没有被充分认识，还有许多现象不可理解，不可预计，实践还只能依靠经验。”除尘过程是一个复杂的物理过程，该过程在三维空间中同时相互作用，涉及许多科学领域。如应用物理、化学、机械、电子学、流体力学等。还有许多基础的理论尚未被人们了解，今后除尘理论主要研究方向有：（1）电除尘收集理论研究。如除尘效率理论公式，驱进速度计算，粒子荷电行为等。目前仅就单一因素或假设简化的条件进行研究，尚未能阐明集尘的全部过程。例如，在假设条件下的驱进速度的计算结果和实际值相差几倍甚至十几倍，且不能判明误差症结之所在。因此，这方面值得研究。（2）针对某一类新除尘技术理论研究。如离心脉冲静电分离技术，研究其分离机理，速度分布，浓度分布，颗粒运动规律，设计优化理论等。（3）电除尘设计参数与烟尘性质之间关系定量研究。对于不同烟尘性质、粉尘性质、板线本配置、电场强度、电场速度等的选择，尚无定量的方法，缺乏针对性的令人信服的依据等。
3.2、研究开发新型高效静电除尘器
（1）开发高流速电除尘器
常规电除尘器，电场风速为1m/s左右。电除尘效率高，阻力小，但造价高。如果电除尘器在维持原有效率的同时能大幅度提高电场风速（提高4～6m/s以），即采用所谓高流速电除尘器，则有可能在大大减少其体积和造价，一定是很有吸引力。
（2）电除尘器本体结构完善创新
继续开发一些新型结构电除尘器，克服缺点和不足，使其尽快推广应用。如房式、透镜电极、横向电极、移动电极、轻质电除尘器、超高压宽间距除尘器等。
3.3、研究提高供电水平
提高电除尘器的效率，也可以通过提高供电水平来实现，这是一种经济简便的方法。提高供电水平，从以下四个方面进行研究。（1）进一步开发脉冲供电技术。主要研究脉冲供电与本体匹配关系、控制方式、脉冲供电参数优化等。（2）利用最新微机实现ESP管理现代化。（3）研究采用变极性代电技术来提高防尘效率。（4）进一步开发中高频电源供电，使其实用化。
总之，需要进一步深化除尘理论基础，发明新型高效的静电除尘器，研究降低高比电阻粉尘反电晕的有效措施和研制防腐导电涂层对收尘极板表面改进技术，并积极探索出切实可行的粉尘强制收集技术，这对烟气粉尘净化领域实现节能减排具有重要意义。
参考文献
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