静电除尘器的研究与应用新进展
摘要：静电除尘器新技术在火电、冶金、建材、轻工、化工等工业中的广泛应用，使这些工业生产活动中排放的烟气排放达到国家相关废气的环保排放标准。本文介绍了静电除尘的基本原理和静电除尘器的结构，以及静电除尘器的一些最新的技术应用。
关键词：静电除尘；基本原理；结构；新技术应用
1.静电除尘的基本原理
静电除尘是利用高压直流电源产生的强电场使气体电离，产生电晕放电，进而使悬浮尘粒荷电，并在电场力的作用下，将悬浮尘粒从气体中分离，并加以捕捉的除尘装置[1]。静电除尘的优点：除尘效率高；设备阻力小，总的能耗低；处理烟气量大；耐高温、能捕集腐蚀性大、黏附性强的气溶胶颗粒。静电除尘的缺点：一次性投资和钢材消耗极大；占地面积和占空体积大；安装和运行要求较高；易受工况条件的影响。
2.静电除尘器的结构
静电除尘器主要由电极、本体及电气系统组成。放电极和集尘极,多数情况下使用钢材制造。放电极一般采用框架固定,并用重物拉直,也有直接用重锤悬吊固定的,均需使用绝缘套管支持。放电极制造材料要求有很好的机械强度并能够防止腐蚀,具有良好的电气性能,能够做到低起晕电压,高击穿电压;且放电极应容易清灰。集尘极也要求有较好的电气性能,使得电场强度和电流密度分布均匀,要求有良好的机械强度和振打性能并能有效防止二次扬尘。现在集尘极多有不同形状的沟槽,既提供了极板的强度,又能有效抑制二次扬尘,还提高了电气性能和振打性能[1]。
2.静电除尘器的新应用及进展
2.1电-袋除尘器
电-袋除尘器是针对现役电除尘器粉尘浓度高、除尘效率低，满足不了国家排放标准的要求，而提出的一种新的改造方案。该方案保留原电除尘器的第一或第一、第二电场、外壳、灰斗及除灰系统，拆除原电除尘器的第二或第三、第四电场，并在其中设置滤袋。这种电-袋复合型除尘器前电后袋，即发挥了电除尘器可将烟气中80%～90%的粉尘收集，使进入滤袋的浓度大大降低，同时，滤袋的阻力降低、清灰周期加长，从而延长了布袋的寿命。又发挥了布袋除尘器对煤
种不敏感，微细粉尘收集效率高（99.9%）等优点，能确保达到新排放标准[2]。电-袋复合型除尘器是通过电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型高效除尘器。
电-袋复合型除尘器的工作过程是：含尘烟气进入除尘器后，烟气中的粉尘大约80～90%在电除尘器内被收集下来，剩余10～20％的细粉尘随烟气由水平流动折向电场下部，然后从下向上运动，进入布袋收尘室。含尘烟气通过滤袋外表面，粉尘被阻留在滤袋的外表面，干净气体从滤袋的内腔进入上部净气室，然后经引风机由烟囱排向大气[3]。
2.2湿式静电除尘器
湿式静电除尘器对于颗粒物特别是亚微米颗粒具有很好的脱除效果，且可脱除酸雾等多种污染物，多年来受到国内外研究团队的广泛重视。国内外各学者针对如何高效脱除污染物方面开展了大量研究，主要集中于如何通过优化除尘器结构和电极形式提高颗粒物脱除效率等方面。此外，湿式静电除尘器因常用来处理酸雾等，运行环境恶劣，材料是否具有良好耐蚀性和润湿性成为影响除尘器安全性和运行可靠性的关键因素，因此材料选择与处理也是目前的研究热点[4]。
2.3移动电极型除尘器
指采用可移动的收尘极板和旋转的刷子来构成移动电极电场。粉尘在被收集到收尘极板上尚未达到形成反电晕的厚度时，就随移动电极一起转移到没有烟气通过的灰斗内，被旋转的刷子彻底清除，收尘极板仍保持清洁状态。由于清灰是在无烟气流通的灰斗内进行，消除了因清灰造成的二次飞扬。提高了使用寿命，扩展了应用范围，提高了收尘效率。通过变频实现无级调速,达到集尘极移动速度、旋转电刷角速度的不同配比，以适应煤种以烟气、工况条件等系统参数的变化[5]。
2.4凝聚型除尘器 双极静电凝聚技术是近年提出的一种利用不同极性放电导致粉尘颗粒荷不同电荷、进而在湍流输运和静电力共同作用下凝聚变大的技术。该技术的应用，不仅可提高除尘器的除尘效率、降低本体积及制造成本，尤其能减少微小颗粒的排放，从而降低微小颗粒的危害[6]。
2.5高频高压电源改造
高频高压电源是新一代的电除尘器供电电源，其供给电除尘器电场的是频率
为几十kHz的高频电流。它不仅具有重量轻、体积小、结构紧凑、三相负载对称、功率因数和效率高的特点，更具有优越的性能。大量的工程实例证明，基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面，具有非常显著的效果；而高频电源工作在纯直流方式下，可以大大提高荷电性能，提高除尘效率[7]。
3.总结
近几年来，我国不断加大对环保的投入，对环境质量的要求也越来越高。随着环保标准的不断严格，针对静电除尘器设备投资大、运行耗能量高等特点，还需对静电除尘器进行降低成本、降低能耗等相关技术进行改造，进一步提高静电除尘器的除尘效率，同时降低运行过程中的能耗。
参考文献
[1]靳文学. 静电除尘器原理、运行及检修[J]. 大众标准化. 2008(S2)
[2]李更祥,高明峰. 燃煤电厂电袋除尘器及其应用[J]. 华电技术,2013.
[3]孙超凡,于兴鲁,钱炜,楼波,龙新峰. 电袋复合除尘技术研发现状及展望[J]. 广东电力,2013.
[4]刘媛,闫骏,井鹏,等.湿式静电除尘技术研究及应用[J].环境科学与技术,2014.
[5]王秀合等. 移动电极静电除尘器结构设计改进[J]. 工业安全与环保,2013.
[6]王学根,林少平等.火电厂烟气除尘中粉尘荷电凝聚技术研究与进展[J].能源与环境,2013.
[7]廖谷然. 72KV/1.0A静电除尘用高频高压电源的设计与实现[D].太原:太原理工大学.2013
静电除尘器的研究与应用新进展
摘要：静电除尘器新技术在火电、冶金、建材、轻工、化工等工业中的广泛应用，使这些工业生产活动中排放的烟气排放达到国家相关废气的环保排放标准。本文介绍了静电除尘的基本原理和静电除尘器的结构，以及静电除尘器的一些最新的技术应用。
关键词：静电除尘；基本原理；结构；新技术应用
1.静电除尘的基本原理
静电除尘是利用高压直流电源产生的强电场使气体电离，产生电晕放电，进而使悬浮尘粒荷电，并在电场力的作用下，将悬浮尘粒从气体中分离，并加以捕捉的除尘装置[1]。静电除尘的优点：除尘效率高；设备阻力小，总的能耗低；处理烟气量大；耐高温、能捕集腐蚀性大、黏附性强的气溶胶颗粒。静电除尘的缺点：一次性投资和钢材消耗极大；占地面积和占空体积大；安装和运行要求较高；易受工况条件的影响。
2.静电除尘器的结构
静电除尘器主要由电极、本体及电气系统组成。放电极和集尘极,多数情况下使用钢材制造。放电极一般采用框架固定,并用重物拉直,也有直接用重锤悬吊固定的,均需使用绝缘套管支持。放电极制造材料要求有很好的机械强度并能够防止腐蚀,具有良好的电气性能,能够做到低起晕电压,高击穿电压;且放电极应容易清灰。集尘极也要求有较好的电气性能,使得电场强度和电流密度分布均匀,要求有良好的机械强度和振打性能并能有效防止二次扬尘。现在集尘极多有不同形状的沟槽,既提供了极板的强度,又能有效抑制二次扬尘,还提高了电气性能和振打性能[1]。
2.静电除尘器的新应用及进展
2.1电-袋除尘器
电-袋除尘器是针对现役电除尘器粉尘浓度高、除尘效率低，满足不了国家排放标准的要求，而提出的一种新的改造方案。该方案保留原电除尘器的第一或第一、第二电场、外壳、灰斗及除灰系统，拆除原电除尘器的第二或第三、第四电场，并在其中设置滤袋。这种电-袋复合型除尘器前电后袋，即发挥了电除尘器可将烟气中80%～90%的粉尘收集，使进入滤袋的浓度大大降低，同时，滤袋的阻力降低、清灰周期加长，从而延长了布袋的寿命。又发挥了布袋除尘器对煤
种不敏感，微细粉尘收集效率高（99.9%）等优点，能确保达到新排放标准[2]。电-袋复合型除尘器是通过电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型高效除尘器。
电-袋复合型除尘器的工作过程是：含尘烟气进入除尘器后，烟气中的粉尘大约80～90%在电除尘器内被收集下来，剩余10～20％的细粉尘随烟气由水平流动折向电场下部，然后从下向上运动，进入布袋收尘室。含尘烟气通过滤袋外表面，粉尘被阻留在滤袋的外表面，干净气体从滤袋的内腔进入上部净气室，然后经引风机由烟囱排向大气[3]。
2.2湿式静电除尘器
湿式静电除尘器对于颗粒物特别是亚微米颗粒具有很好的脱除效果，且可脱除酸雾等多种污染物，多年来受到国内外研究团队的广泛重视。国内外各学者针对如何高效脱除污染物方面开展了大量研究，主要集中于如何通过优化除尘器结构和电极形式提高颗粒物脱除效率等方面。此外，湿式静电除尘器因常用来处理酸雾等，运行环境恶劣，材料是否具有良好耐蚀性和润湿性成为影响除尘器安全性和运行可靠性的关键因素，因此材料选择与处理也是目前的研究热点[4]。
2.3移动电极型除尘器
指采用可移动的收尘极板和旋转的刷子来构成移动电极电场。粉尘在被收集到收尘极板上尚未达到形成反电晕的厚度时，就随移动电极一起转移到没有烟气通过的灰斗内，被旋转的刷子彻底清除，收尘极板仍保持清洁状态。由于清灰是在无烟气流通的灰斗内进行，消除了因清灰造成的二次飞扬。提高了使用寿命，扩展了应用范围，提高了收尘效率。通过变频实现无级调速,达到集尘极移动速度、旋转电刷角速度的不同配比，以适应煤种以烟气、工况条件等系统参数的变化[5]。
2.4凝聚型除尘器 双极静电凝聚技术是近年提出的一种利用不同极性放电导致粉尘颗粒荷不同电荷、进而在湍流输运和静电力共同作用下凝聚变大的技术。该技术的应用，不仅可提高除尘器的除尘效率、降低本体积及制造成本，尤其能减少微小颗粒的排放，从而降低微小颗粒的危害[6]。
2.5高频高压电源改造
高频高压电源是新一代的电除尘器供电电源，其供给电除尘器电场的是频率
为几十kHz的高频电流。它不仅具有重量轻、体积小、结构紧凑、三相负载对称、功率因数和效率高的特点，更具有优越的性能。大量的工程实例证明，基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面，具有非常显著的效果；而高频电源工作在纯直流方式下，可以大大提高荷电性能，提高除尘效率[7]。
3.总结
近几年来，我国不断加大对环保的投入，对环境质量的要求也越来越高。随着环保标准的不断严格，针对静电除尘器设备投资大、运行耗能量高等特点，还需对静电除尘器进行降低成本、降低能耗等相关技术进行改造，进一步提高静电除尘器的除尘效率，同时降低运行过程中的能耗。
参考文献
[1]靳文学. 静电除尘器原理、运行及检修[J]. 大众标准化. 2008(S2)
[2]李更祥,高明峰. 燃煤电厂电袋除尘器及其应用[J]. 华电技术,2013.
[3]孙超凡,于兴鲁,钱炜,楼波,龙新峰. 电袋复合除尘技术研发现状及展望[J]. 广东电力,2013.
[4]刘媛,闫骏,井鹏,等.湿式静电除尘技术研究及应用[J].环境科学与技术,2014.
[5]王秀合等. 移动电极静电除尘器结构设计改进[J]. 工业安全与环保,2013.
[6]王学根,林少平等.火电厂烟气除尘中粉尘荷电凝聚技术研究与进展[J].能源与环境,2013.
[7]廖谷然. 72KV/1.0A静电除尘用高频高压电源的设计与实现[D].太原:太原理工大学.2013