静电除尘技术的新应用和发展浅析

秦威威，李秋琳

（西北工业大学，陕西 西安 710129）

静电除尘器是充分利用了静电除尘技术的一种除尘设备，其除尘效率较高，主要的工作原理是通过高压电促进电极反应，使得点晕放电，释放出自由电子和离子，使得尘粒上带有相应的电子，称为“荷电颗粒”。这些颗粒在受到电场力的作用时，就会向着集尘的方向运动，从而达到分离气体与固体的目的。静电除尘具有除尘效率高、能量耗用少、阻力小等优势，可以将大流量的气体，高温、腐蚀性气体中的粉尘加以收集清除，且具有较高的自动化性能[1]。所以，静电除尘在工业生产，比如水泥、冶炼、电站锅炉等生产中具有广泛的应用。随着科学技术的不断进步，静电除尘技术得到了快速的发展，其应用领域也在不断拓宽。

1 静电除尘器概述

随着社会经济的快速发展，越来越多的工业生产及机械使用过程中会产生大量的粉尘，这些粉尘漂浮在空气中，造成空气的严重污染，影响人们的生活健康。因此，国家要求一些工业生产中的废气与烟必须经过净化后才能排放，而静电除尘技术作为这些烟气净化的重要技术，能快速将其中的物质分层吸引和去除，在很大程度上降低了环境污染，也促进了工业生产的可持续发展。

1.1 静电除尘技术的原理

现代社会的冶金、轻工、建材、火电、化工等工业化生产中，产生的废气与废烟给环境带来了严重的污染，对其中颗粒层的处理成为降低污染的重要方式。静电除尘技术是通过利用2个曲率半径相差较大的金属阴阳极上流过的高压直流电流，使其形成一个能够电离气体与颗粒的静电场，将气体与颗粒电离后会产生大量的阴阳离子和电子，这些阴阳离子和电子在电场力的作用运动，并于分层处发生碰撞，且吸附于粉尘上；粉尘上的荷电会带着粉尘向相应的电场方向移动，再通过电极反应，将粉尘累积起来；在粉尘累积到一定程度后，采用振打阴阳极电极的方式使粉尘与阴阳极电极分离，从而达到使粉尘和气体分离的目的[2]。

1.2 静电除尘器的基本结构

通常情况下，静电除尘器系统需要具备阳极系统、阴极系统、阴阳极振打装置、保温箱、气体均布装置、灰斗、壳体及排输灰装置等。其中，阳极系统又包括极板排、振打砧及防摆等装置；阴极系统包括阴极框架、阴极吊挂、阴极砧梁系统、防摆装置；阴阳极振打装置中的振打清灰均使用顶部电磁锤振打器；变压器设置在除尘器顶部，高压电直接通过高压隔离开关、阻尼电阻后送入阴极系统；高压进线设有保护套管[3]；为了预防阴极系统中支撑绝缘子周围的温度过低，出现结露的情况而产生漏电，需要安装加热器与保温箱。

2 静电除尘技术多方面的新应用和发展

相对于国外的一些发达国家来说，我国静电除尘技术的研发和应用较晚。很早之前，国外很多发达国家在静电除尘技术方面就取得了很大的成就，并将其广泛应用在不同领域。随着我国经济的不断发展与进步，我国的静电除尘技术也得到了快速的发展，在很多领域得到了广泛的应用，并且在不断的实践之下得到了完善和提升。本节将主要介绍静电除尘技术的新应用。

2.1 在理论方面的新应用和发展

我国工业的不断发展及汽车数量的不断攀升，使得现在的粉尘问题越来越严重，粉尘给环境造成的污染不断加重。当前，我国在静电除尘技术的理论研究方面取得了很大的进步，也给予了高度的重视。静电除尘技术理论方面的新应用主要是空气间电荷行为、静电除尘的效率公式、电流体力学、粒子荷电等。经过长期的深入分析与研究，静电除尘技术在理论方面有了较多的数学模型，比如Coopem an模型、Leona-ed模型，这些模型的设计不仅考虑了静电传输的问题，也较多地考虑了紊流传质，还研究了“掺混系数”的概念及紊流掺混效率的计算公式。

2.2 基本结构上的新应用和发展

经过十几年的研究，在静电除尘技术基本结构上有了一些突破性的发现，主要体现在一些新型的静电除尘器上，比如双区电除尘器、宽间距静电除尘器、透镜式静电除尘器等。这些结构上的进步，不仅增强了静电除尘器的美观性，更提高了其操作的简便性。

2.3 在供电技术方面的新应用和发展

静电除尘技术对供电技术具有较高的要求，供电技术的好坏将对除尘器自身的运转情况产生直接的影响，所以，静电除尘器在运行过程中需要具有良好的本体结构和供电电源。静电除尘器初期采用机械整流，这是因为不具备先进的技术及供电设备，但随着电子技术的快速发展与创新，当前的静电除尘器均采用了硅整流供电方式，且使用了数字化控制方法，使得静电除尘器的除尘效率得到很大提升[4]。近年来，静电除尘技术中的供电技术得到了新的进展，逐渐采用脉冲供电技术、高频供电技术、横流供电技术等。其中，脉冲供电技术利用了晶闸管元件与整流二极管的单向导电原理，构成震荡电路，从而产生脉冲，并通过升高整流的电压构造脉冲供电装置。这种装置具有成本较低的特点，更容易获得用户的认可。

3 结束语

综上所述，水泥、冶金、火电、建材等工业生产产生的废气与废烟中的大量粉尘给我们的生活环境造成了严重的污染，为了促进工业生产的可持续发展，必须对这些废烟、废气进行科学有效的处理。为了解决这一问题，科学家们研发了静电除尘技术。静电除尘具有除尘效率高、能量耗用少、阻力小等优势，在工业生产中得到了广泛的应用，国家对该技术的发展与进步也给予了高度的重视。

参考文献：

［1］冯彦杰，金文博，王欣，等.用于静电除尘的新型三相恒流源［J］.电子器件，2018（01）：189-194.

［2］张伟，刘波，杨炳耀，等.静电除尘式防雾霾纱窗除尘试验及效率分析［J］.西安工业大学学报，2016（06）：456-460.

［3］巢永乐.静电除尘用高频高压电源谐振参数的设计［J］.日用电器，2016（06）：41-46，52.

［4］秦显显，向晓东，常玉锋，等.回流式皮带机静电除尘罩除尘效率的试验［J］.安全与环境学报，2017（01）：306-308.