电除尘技术的发展与研究现状

摘 要：文章概述了电除尘技术的发展历史，详细介绍了电除尘技术的研究现状，并對电除尘的多种新技术进行了阐述，在此基础上对电除尘技术的未来进行了展望。通过文章的分析，希望可以对电除尘技术的发展献计献策。

关键词：电除尘；发展历史；研究现状；展望

1 电除尘技术的发展历史

1.1 电除尘技术的起源

电除尘于1824年由德国莱经锡市的一位数学教师霍菲尔德（M.Hoheled）提出的，他证明电火花可使瓶内的烟雾消散[1]。1883年，从事静电研究工作的英国物理学家浓洛奇爵士（SirOHverLodge）在《自然》杂志的一篇论文中提出静电可以用来净化被烟气污染的空气[2]。1907年，美国加利福尼亚大学教授成功研制出了工业电除尘装置[3]，此后电除尘器逐渐被用于各个工业领域，并随之得到了快速发展。

1.2 我国电除尘技术发展过程与现状

我国于1936年首次使用电除尘器，安装在本溪水泥厂。1954年我国自行设计制造的第一台电除尘器问世[1]。20世纪70年代，我国自主研发了多种规格的系列产品，如脱离原立式ESP和棒帷式ESP，使我国电除尘技术向前迈了一大步[4]。之后，我国电除尘技术进入高速发展阶段。20世纪80年代，我国第一个电除尘试验台诞生，这标志着政府已经开始大力支持我国电除尘技术的发展。

随着我国立式ESP、旋转电极ESP、移动式ESP、透镜式ESP、屋顶ESP的相继问世，国际电除尘行业的学者开始关注我国电除尘技术。近年来，我国不仅在电除尘自主研发上有较快的发展速度，而且一直紧跟国际先进技术，取得了令世人瞩目的成绩。

2 电除尘技术现状

2.1 余热回收低温电除尘技术

余热回收低温电除尘技术借助低温省煤器降低排烟温度，提高除尘效率，并对烟尘余热进行利用[5]。廖增安[6]在分析了当前国内电除尘在燃煤锅炉排烟治理上的应用现状的基础上，通过大型化样机的成功应用，指出余热回收低温电除尘烟气处理技术不仅对烟尘减排有良好作用，而且在去除SO3、提高脱硫效率、降低运行成本、缓解石膏雨及烟囱腐蚀等方面具有显著的优点，对电除尘器入口烟气温度较高的场合更加适用。

2.2 移动电极电除尘技术

移动电极式除尘器主要由固定电极电场和移动电极电场组成。当烟尘通过收集区时，会在静电力的作用下被吸附到位于烟气下游的移动电极板上，并在烟尘未累积形成反电晕厚度前，被移动清灰刷彻底清除。王秀合[7]认为移动电极静电除尘器有效克服了困扰常规电除尘器对高比电阻粉尘的反电晕及振打二次扬尘等问题，并提供了常规固定电极除尘区与移动电极除尘区联合使用的除尘器除尘效率计算公式。

2.3 新型高压电源技术

随着三相电源、高频电源等新型电源技术的成功开发，我国电除尘技术的发展也取得了相当大的进步。这些新型电源技术不仅能够提高电除尘器的收尘效率，同时具备了高功率、节能环保等优点。此外，随着断电振打控制、节能闭环控制以及反电晕控制等电源控制新技术的出现和应用，电除尘技术的节能提效有了更加广阔的发展空间[8]。

学者们对于三相电源和高频电源技术的研究均表明了新型电源技术对于电除尘技术发展的重要性。姜雨泽等[9]认为，相比普通电源，高频电源的最高供电电压将高出30%左右，最高供电电流也比普通电源高出40%以上，最多可使烟尘浓度降低40.2%；王荣华，闫克平[10]通过三相电源在300MW机组上的应用，证实了其节电效果可达到30%～50%，同时为PM2.5的控制提出了一种新技术。张忠建[11]通过分析电除尘设备的工作机理，对电除尘器高压电源拓扑结构进行了分类，并指出基于电力MOSFET的超高频电源具有效率高、节能效果显著、具备自冷等优点，超高频电源将为国家节能、减排做出更大的贡献。

2.4 电袋复合除尘技术

电袋复合除尘技术是在电除尘器和布袋除尘器二者的基础上提出的，由我国自行研发，被认为是最有希望取得细颗粒物高效脱除的技术。电袋复合除尘对粗颗粒粉尘和微细粉尘都有着较高的效率，而且除尘机理科学，除尘能耗低，且不受到煤种影响[12]。烟尘中的大颗粒在经过前级电场时会迅速荷电，80%的大颗粒粉尘在前级电场被去除。剩余的微细粉尘将被滤袋表面的荷电粉尘层过滤去除。电袋复合技术不仅可以将烟尘排放质量浓度控制在30mg/m3以下，而且电袋复合除尘器除尘成本低，运行可靠度高，对于我国电除尘技术的发展具有重要意义[13]。

2.5 湿式电除尘技术

湿式电除尘器的是利用金属放电线的直流高压将其周围气体电离，当粉尘经过电离气体时将会荷电，并在电场力作用下移动到集尘极，在到达集尘极表面后随着液体膜留下而被清除[14]。

湿式电除尘器对于复合污染物的控制具有较强大的功能，对细微、粘性或者高比电阻粉尘有较好收集效果。湿式电除尘器由于其在复合污染物收集上的优势而得到了快速发展，各种新型湿式电除尘器设备相继被研制并得到广泛应用，为国内外燃煤电厂提供了实现低排放、控制复合污染物的可靠技术。

3 电除尘技术的发展方向

随着近年来空气污染程度的加剧以及社会对于空气质量的要求不断提高，电除尘技术需要加快发展速度，从而为改善空气质量做出卓越贡献。

各种电除尘新技术的开发和研究被推向高潮，当前电除尘技术的发展方向主要体现在以下几个方面：（1）加强电除尘技术基础理论研究；（2）深入细化研究电除尘的本体技术；（3）加快PM2.5的高效除尘技术研究；（4）研究提高烟尘的在线检测水平；（5）开拓电除尘应用新领域。

4 结束语

电除尘在众多除尘技术中占据着明显优势，它是在综合多学科的基础上诞生的，在每一个方向的创新与改革都能促进电除尘技术向更加节能、高效、全面的方向发展。电除尘技术具备广阔的研究开发价值和应用前景。可以相信，随着科技的不断进步，新型高效多用途的电除尘装备将不断出现，电除尘行业必将迈向更加成熟、更加完善和更加现代化的台阶。

参考文献

[1]解廣润，陈慈萤.高压静电除尘[M].北京：水利电力出版社，1993（6）：1-10.

[2]Marian Sarna.Influence of Dust Re-entrainment and Skew Gas-Flaw Technology On ESP Efficiency[J].ISESP Proceedings of the International Conference on Electrostatic Precipitation，2001（5）：16-19.

[3][美]H.J.White，王成汉译.工业电收尘[M].冶金工业出版社，1984.

[4]刘卫平，黎在时.我国电除尘技术发展的简略回顾[C].中国环保产业协会电除尘委员会成立15周年纪念文集，2001.

[5]Andreas Back.Enhancing ESP Efficiency for High Resistivity Fly Ashby Reducing the Flue Gas Temperature[C].11th International Conference on Electrostatic Precipitation，2008（082）：406-411.

[6]廖增安.燃煤电厂余热利用低低温电除尘技术研究与开发[C].第十五届中国电除尘学术会议论文集，2013.

[7]王秀合，移动电极电除尘器除尘效率的计算[J].电力科技与环保，2012，28（4）：18-19.

[8]中国环境保护产业协会电除尘委员会.燃煤电厂电除尘器选型设计指导书[M].北京：中国电力出版社，2013.

[9]姜雨泽，韩乃民，王新美.燃煤电厂电除尘采用高频电源供电的实验研究[J].环境工程学报，2010，4（9）：2069-2072.

[10]王荣华，闫克平.利用三相电源改造电除尘器实现节能和减排[C].2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷），2008.

[11]张忠建，电除尘器高压电源发展过程分析[C].第15届电除尘学术会议论文集，2013.

[12]聂孝峰，李东阳，郭斌.燃煤电厂电袋复合除尘器技术优势[J].电力科技与环保，2013，29（1）：24-27.

[13]刘连波，许世森.燃煤电厂新型静电布袋复合除尘器的开发与气流分布试验研究[J].中国电力，2005，38（12）：51-53.

[14]赵琴霞，陈招妹，周超炯，等.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景探讨[J].电力科技与环保，2012，28（4）：24-26.

作者简介：夏进文（1986-），男，湖北孝感人，助理工程师，主要专业方向：电除尘安装。