電除塵技術的發展與研究現狀

摘 要：文章概述了電除塵技術的發展歷史，詳細介紹了電除塵技術的研究現狀，并對電除塵的多種新技術進行了闡述，在此基礎上對電除塵技術的未來進行了展望。通過文章的分析，希望可以對電除塵技術的發展獻計獻策。

關鍵詞：電除塵；發展歷史；研究現狀；展望

1 電除塵技術的發展歷史

1.1 電除塵技術的起源

電除塵于1824年由德國萊經錫市的一位數學教師霍菲爾德（M.Hoheled）提出的，他證明電火花可使瓶內的煙霧消散[1]。1883年，從事靜電研究工作的英國物理學家濃洛奇爵士（SirOHverLodge）在《自然》雜志的一篇論文中提出靜電可以用來凈化被煙氣污染的空氣[2]。1907年，美國加利福尼亞大學教授成功研制出了工業電除塵裝置[3]，此后電除塵器逐漸被用于各個工業領域，并隨之得到了快速發展。

1.2 我國電除塵技術發展過程與現狀

我國于1936年首次使用電除塵器，安裝在本溪水泥廠。1954年我國自行設計制造的第一臺電除塵器問世[1]。20世紀70年代，我國自主研發了多種規格的系列產品，如脫離原立式ESP和棒帷式ESP，使我國電除塵技術向前邁了一大步[4]。之后，我國電除塵技術進入高速發展階段。20世紀80年代，我國第一個電除塵試驗臺誕生，這標志著政府已經開始大力支持我國電除塵技術的發展。

隨著我國立式ESP、旋轉電極ESP、移動式ESP、透鏡式ESP、屋頂ESP的相繼問世，國際電除塵行業的學者開始關注我國電除塵技術。近年來，我國不僅在電除塵自主研發上有較快的發展速度，而且一直緊跟國際先進技術，取得了令世人矚目的成績。

2 電除塵技術現狀

2.1 余熱回收低溫電除塵技術

余熱回收低溫電除塵技術借助低溫省煤器降低排煙溫度，提高除塵效率，并對煙塵余熱進行利用[5]。廖增安[6]在分析了當前國內電除塵在燃煤鍋爐排煙治理上的應用現狀的基礎上，通過大型化樣機的成功應用，指出余熱回收低溫電除塵煙氣處理技術不僅對煙塵減排有良好作用，而且在去除SO3、提高脫硫效率、降低運行成本、緩解石膏雨及煙囪腐蝕等方面具有顯著的優點，對電除塵器入口煙氣溫度較高的場合更加適用。

2.2 移動電極電除塵技術

移動電極式除塵器主要由固定電極電場和移動電極電場組成。當煙塵通過收集區時，會在靜電力的作用下被吸附到位于煙氣下游的移動電極板上，并在煙塵未累積形成反電暈厚度前，被移動清灰刷徹底清除。王秀合[7]認為移動電極靜電除塵器有效克服了困擾常規電除塵器對高比電阻粉塵的反電暈及振打二次揚塵等問題，并提供了常規固定電極除塵區與移動電極除塵區聯合使用的除塵器除塵效率計算公式。

2.3 新型高壓電源技術

隨著三相電源、高頻電源等新型電源技術的成功開發，我國電除塵技術的發展也取得了相當大的進步。這些新型電源技術不僅能夠提高電除塵器的收塵效率，同時具備了高功率、節能環保等優點。此外，隨著斷電振打控制、節能閉環控制以及反電暈控制等電源控制新技術的出現和應用，電除塵技術的節能提效有了更加廣闊的發展空間[8]。

學者們對于三相電源和高頻電源技術的研究均表明了新型電源技術對于電除塵技術發展的重要性。姜雨澤等[9]認為，相比普通電源，高頻電源的最高供電電壓將高出30%左右，最高供電電流也比普通電源高出40%以上，最多可使煙塵濃度降低40.2%；王榮華，閆克平[10]通過三相電源在300MW機組上的應用，證實了其節電效果可達到30%～50%，同時為PM2.5的控制提出了一種新技術。張忠建[11]通過分析電除塵設備的工作機理，對電除塵器高壓電源拓撲結構進行了分類，并指出基于電力MOSFET的超高頻電源具有效率高、節能效果顯著、具備自冷等優點，超高頻電源將為國家節能、減排做出更大的貢獻。

2.4 電袋復合除塵技術

電袋復合除塵技術是在電除塵器和布袋除塵器二者的基礎上提出的，由我國自行研發，被認為是最有希望取得細顆粒物高效脫除的技術。電袋復合除塵對粗顆粒粉塵和微細粉塵都有著較高的效率，而且除塵機理科學，除塵能耗低，且不受到煤種影響[12]。煙塵中的大顆粒在經過前級電場時會迅速荷電，80%的大顆粒粉塵在前級電場被去除。剩余的微細粉塵將被濾袋表面的荷電粉塵層過濾去除。電袋復合技術不僅可以將煙塵排放質量濃度控制在30mg/m3以下，而且電袋復合除塵器除塵成本低，運行可靠度高，對于我國電除塵技術的發展具有重要意義[13]。

2.5 濕式電除塵技術

濕式電除塵器的是利用金屬放電線的直流高壓將其周圍氣體電離，當粉塵經過電離氣體時將會荷電，并在電場力作用下移動到集塵極，在到達集塵極表面后隨著液體膜留下而被清除[14]。

濕式電除塵器對于復合污染物的控制具有較強大的功能，對細微、粘性或者高比電阻粉塵有較好收集效果。濕式電除塵器由于其在復合污染物收集上的優勢而得到了快速發展，各種新型濕式電除塵器設備相繼被研制并得到廣泛應用，為國內外燃煤電廠提供了實現低排放、控制復合污染物的可靠技術。

3 電除塵技術的發展方向

隨著近年來空氣污染程度的加劇以及社會對于空氣質量的要求不斷提高，電除塵技術需要加快發展速度，從而為改善空氣質量做出卓越貢獻。

各種電除塵新技術的開發和研究被推向高潮，當前電除塵技術的發展方向主要體現在以下幾個方面：（1）加強電除塵技術基礎理論研究；（2）深入細化研究電除塵的本體技術；（3）加快PM2.5的高效除塵技術研究；（4）研究提高煙塵的在線檢測水平；（5）開拓電除塵應用新領域。

4 結束語

電除塵在眾多除塵技術中占據著明顯優勢，它是在綜合多學科的基礎上誕生的，在每一個方向的創新與改革都能促進電除塵技術向更加節能、高效、全面的方向發展。電除塵技術具備廣闊的研究開發價值和應用前景。可以相信，隨著科技的不斷進步，新型高效多用途的電除塵裝備將不斷出現，電除塵行業必將邁向更加成熟、更加完善和更加現代化的臺階。

參考文獻

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[10]王榮華，閆克平.利用三相電源改造電除塵器實現節能和減排[C].2008中國環境科學學會學術年會優秀論文集（上卷），2008.

[11]張忠建，電除塵器高壓電源發展過程分析[C].第15屆電除塵學術會議論文集，2013.

[12]聶孝峰，李東陽，郭斌.燃煤電廠電袋復合除塵器技術優勢[J].電力科技與環保，2013，29（1）：24-27.

[13]劉連波，許世森.燃煤電廠新型靜電布袋復合除塵器的開發與氣流分布試驗研究[J].中國電力，2005，38（12）：51-53.

[14]趙琴霞，陳招妹，周超炯，等.濕式電除塵技術及其在電廠的應用前景探討[J].電力科技與環保，2012，28（4）：24-26.

作者簡介：夏進文（1986-），男，湖北孝感人，助理工程師，主要專業方向：電除塵安裝。