高壓脈沖除塵技術(shù)用于化工除塵的探討

摘要：介紹了高壓脈沖除塵技術(shù)，分析了高壓脈沖技術(shù)用于化工除塵的可行性。

關(guān)鍵詞：化工； 除塵；高壓脈沖

現(xiàn)在很多化肥生產(chǎn)企業(yè)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(shù)在其它方面的應(yīng)用，為把高壓脈沖除塵技術(shù)應(yīng)用到化肥工業(yè)進(jìn)行探討。

1高壓脈沖除塵原理及改進(jìn)措施

除了機(jī)械除塵技術(shù)，電除塵器也是一種有效的環(huán)保設(shè)備，在控制大氣污染方面起著重要的作用。常規(guī)的電除塵器由直流高壓供電形成強(qiáng)電場(chǎng)，并產(chǎn)生電暈放電，使粉塵或空氣中微粒在流經(jīng)強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)帶上電荷，再在直流高壓強(qiáng)電場(chǎng)的作用下被電極吸附，通過定期振打電極收集粉塵，從而達(dá)到除去粉塵的目的。

但是，當(dāng)粉塵的比電阻較高時(shí)，電除塵器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)反電暈現(xiàn)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(yùn)行，但因此又會(huì)導(dǎo)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(diǎn)，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(shù)正逐漸受到越來越大的重視。該技術(shù)在國外已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

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

為進(jìn)一步提高電除塵器的效率，可以再加上一級(jí)預(yù)電離裝置，而這一預(yù)電離裝置是用高電壓快速脈沖（在納秒數(shù)量級(jí)）在電極上產(chǎn)生電暈放電。當(dāng)粉塵或微粒通過電暈放電區(qū)時(shí)，使其帶上電荷，以便在電除塵器中被清除。

2化肥工業(yè)中高壓脈沖除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

化肥工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)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(huán)境，也影響了化肥產(chǎn)量，還嚴(yán)重?fù)p害了生產(chǎn)工人的身心健康。為此，有必要采取措施去除或降低生產(chǎn)環(huán)境中存在或產(chǎn)生的粉塵。采用高壓脈沖技術(shù)的除塵系統(tǒng)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(chǎn)裝置產(chǎn)生的粉塵隨空氣被含塵收集裝置收集起來，進(jìn)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(chǎn)生電暈放電，產(chǎn)生大量的電子，含塵空氣經(jīng)過電暈放電區(qū)（放電電極之間）時(shí)粉塵和微粒將被荷電；荷電粉塵流經(jīng)吸塵裝置時(shí)，在吸塵裝置中放置有電極，將高壓脈沖電源加在電極上時(shí)，在電極之間將會(huì)形成強(qiáng)電場(chǎng)，荷電粉塵在強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎn)裝置循環(huán)使用。在整個(gè)除塵系統(tǒng)中，空氣流動(dòng)主要由排氣裝置中的抽風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于空氣已除塵，空氣是清潔的，抽風(fēng)機(jī)不會(huì)受到污染，可以延長(zhǎng)壽命。化肥粉塵收集起來可以再加工生產(chǎn)化肥，從而降低生產(chǎn)損耗。

在本裝置中，排氣裝置的抽風(fēng)機(jī)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(lián)電阻（相當(dāng)于集塵面積為40m2的除塵器）。開始時(shí)，C1和C2分別被充電至直流電壓（-U10）和U20。這時(shí)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(dāng)觸發(fā)脈沖電路M產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖加到Z的柵極時(shí)，Z即導(dǎo)通，于是Cc經(jīng)高壓二極管D4、閘流管Z及電感L1向CF放電。當(dāng)CF上電壓達(dá)峰值后，電流反向，CF又經(jīng)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(xiàn)了一個(gè)迭加在直流基壓上的高壓脈沖。此后雖然Z的陽極又出現(xiàn)了正高壓，但由于Z已恢復(fù)正向阻斷狀態(tài)，故它不會(huì)導(dǎo)通，直到下個(gè)觸發(fā)脈沖到來為止。

3 結(jié)論

高壓脈沖除塵技術(shù)是一種新型的除塵技術(shù)，體積小，費(fèi)用低，除塵效果好。在整個(gè)裝置中，除排氣裝置的抽風(fēng)機(jī)是機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)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。