高壓脈沖除塵技術用于化工除塵的探討

摘要：介紹了高壓脈沖除塵技術，分析了高壓脈沖技術用于化工除塵的可行性。

關鍵詞：化工； 除塵；高壓脈沖

現在很多化肥生產企業也采取了一些措施來清除這些粉塵。本文借鑒高壓脈沖除塵技術在其它方面的應用，為把高壓脈沖除塵技術應用到化肥工業進行探討。

1高壓脈沖除塵原理及改進措施

除了機械除塵技術，電除塵器也是一種有效的環保設備，在控制大氣污染方面起著重要的作用。常規的電除塵器由直流高壓供電形成強電場，并產生電暈放電，使粉塵或空氣中微粒在流經強電場區域時帶上電荷，再在直流高壓強電場的作用下被電極吸附，通過定期振打電極收集粉塵，從而達到除去粉塵的目的。

但是，當粉塵的比電阻較高時，電除塵器內會出現反電暈現象及過頻的火花放電，致使其無法正常工作，只能采用降低電壓運行，但因此又會導致除塵效率大大下降。

如果采用高壓脈沖供電（在稍低于起暈電壓的直流基壓上疊加高壓脈沖），就可以克服恒定直流高壓供電的缺點，使電除塵器性能大大提高。高壓脈沖供電與恒壓供電相比，粉塵的排出率可減少90%，能耗可降低80%。故這種高壓脈沖除塵技術正逐漸受到越來越大的重視。該技術在國外已實現工業應用。

作為電除塵器的高壓脈沖電源，除直流基壓外，對高壓脈沖的要求是：應具有足夠高的幅值和重復頻率，足夠小的前沿時間和脈沖寬度。另外，為進一步降低能耗，還希望電路具有能量回收功能。

為進一步提高電除塵器的效率，可以再加上一級預電離裝置，而這一預電離裝置是用高電壓快速脈沖（在納秒數量級）在電極上產生電暈放電。當粉塵或微粒通過電暈放電區時，使其帶上電荷，以便在電除塵器中被清除。

2化肥工業中高壓脈沖除塵系統的設計

化肥工業企業生產過程中會產生大量的粉塵，特別是尿素微粒等化肥粉塵，污染了空氣和環境，也影響了化肥產量，還嚴重損害了生產工人的身心健康。為此，有必要采取措施去除或降低生產環境中存在或產生的粉塵。采用高壓脈沖技術的除塵系統框圖如圖1所示，主要包括含塵空氣收集裝置、高壓脈沖電源、電暈放電裝置、吸塵裝置、排氣裝置、振打聚塵裝置等。

化肥生產裝置產生的粉塵隨空氣被含塵收集裝置收集起來，進入電暈放電裝置；高壓脈沖電源將高電壓脈沖加在電暈放電裝置的放電電極上產生電暈放電，產生大量的電子，含塵空氣經過電暈放電區（放電電極之間）時粉塵和微粒將被荷電；荷電粉塵流經吸塵裝置時，在吸塵裝置中放置有電極，將高壓脈沖電源加在電極上時，在電極之間將會形成強電場，荷電粉塵在強電場的作用下被吸向電極，從而被吸附在電極上；通過周期振打吸塵電極，粉塵掉落到聚塵袋中；荷電粉塵除去后，剩下的純凈空氣通過排氣裝置可以直接排向空中，或者送回生產裝置循環使用。在整個除塵系統中，空氣流動主要由排氣裝置中的抽風機驅動。由于空氣已除塵，空氣是清潔的，抽風機不會受到污染，可以延長壽命。化肥粉塵收集起來可以再加工生產化肥，從而降低生產損耗。

在本裝置中，排氣裝置的抽風機可以直接用三相市電供電。而高壓脈沖電源可以采用圖1所示電路。

在圖1中，CF、RF為除塵器的等效電容和等效并聯電阻（相當于集塵面積為40m2的除塵器）。開始時，C1和C2分別被充電至直流電壓（-U10）和U20。這時CF上電壓亦為（-U10），即直流基壓。閘流管Z陽極電壓為U20。耦合電容Cc上的電壓則為UC0=U20+U10。

當觸發脈沖電路M產生的觸發脈沖加到Z的柵極時，Z即導通，于是Cc經高壓二極管D4、閘流管Z及電感L1向CF放電。當CF上電壓達峰值后，電流反向，CF又經電感L2、高壓二極管D5和電感L2反向向CF放電，直到放電電流為零。在此過程中，CF上就出現了一個迭加在直流基壓上的高壓脈沖。此后雖然Z的陽極又出現了正高壓，但由于Z已恢復正向阻斷狀態，故它不會導通，直到下個觸發脈沖到來為止。

3 結論

高壓脈沖除塵技術是一種新型的除塵技術，體積小，費用低，除塵效果好。在整個裝置中，除排氣裝置的抽風機是機械轉動的以及周期振打吸塵電極外，其它部分都是靜止的，聚塵袋可以定期更換。因此，工作可靠性高。高壓除塵裝置完全可以替代老式除塵器。