环

境

工

程

学

报

第 ! 卷

高气压非平衡等 离 子 体 物 理

( + !# )

等 领 域 研 究 取 得 了

令人瞩目的进展!为我国电除尘技术及设备的发展!

由多年来跟踪研仿 为 主 走 向 自 主 创 新 的 新 阶 段!提

供基础理论及方法的支持&

96电除尘技术的研究进展

从 !@CC 年以来!采用电除尘技术处理工业 烟 尘

及空气净化的工程数量成倍增加!各国企业界%学术

界对电除尘理论与技术进行了大量研究工 作& !@#*

年 X5

1

3M5等

( @ )

!!@@* 年与川慎 太 郎 等

( !* )

以 及 )**!

年王海宁等

( !! )

分 别 进 行 了 用 高 电 压 窄 脉 冲 供 电 方

法!对烟尘进行脉 冲 直 流 电 场 的 同 极 性 离 子 荷 电 凝

聚!增大了烟尘荷电量及粒径!提高了烟尘的荷电凝

聚性能!改善 了 电 除 尘 器 的 反 " 逆 $ 电 晕 问 题! 使 捕

集高比电 阻 烟 尘 的 效 率 有 所 提 高& !@@* 年 白 希 尧

等

( !) )

进行了直流 电 场 的 同 极 性 烟 尘 荷 电 凝 聚 技 术

的研究工作!提高了粉尘的荷电凝聚特性!烟尘驱进

速度可提高 ) ^D 倍!改 善 了 电 除 尘 器 的 收 尘 性 能&

!@@) 年阪本清等

( != )

采 用 间 歇 供 电 方 法 改 善 了 高 比

电阻烟尘的荷电凝 聚 性 能!解 决 了 烧 结 烟 气 的 除 尘

疑 难 问 题& !@@C 年 g5

:

5

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K0等

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和 I5

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5

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等

( !C )

!!@@+ 年 许 德 玄

( !D )

以 及 )*** 年 向 晓 东 等

( !+ )

分别进行了离子荷电机理或荷电%凝聚%收尘的三段

式电除尘器的试验研究工作& 在电除尘器前面设置

了比电除尘器体积略小的荷电区" 器 $ 凝 聚 区 " 器 $ &

对 *?*D ^!) 9 烟 尘 的 除 尘 效 率 提 高 了 =a 左 右&

)**! 年刘功智 等

( !# )

以 及 )**) 年 王 连 泽 等

( !@ )

分 别

进行了静电荷电凝 聚 除 尘 研 究!除 尘 效 率 均 提 高 了

=a& )**= 年 ,%

;

-0等

( )* )

%)**> 年 m5

95

/H-5

/ 等

( )! )

进行了离子荷电粉尘的流体动力学研究& 从上述实

验研究表明!在直 流%交 变 电 场 中 的 同 极 性%异 极 性

离子对烟尘具有荷电凝聚作用& 目前应用于电除尘

器的烟尘 预 荷 电 设 置 大 多 是 电 除 尘 器 稍 加 改 变 而

成!通常是靠增加几个变形电场来实现的!实质上是

电除尘电场的延伸& 近几十年电除尘技术在工艺上

有了改进

( )) !)= )

!并在烟尘 荷 电 凝 聚 机 理 及 方 法 上 也

进行了不少探索性的研究&

众所周知!烟尘荷电量%驱进速度与电晕电离电

场强度分别成 ! 次 方%) 次 方 函 数 关 系

( )> )

& 由 于 电

晕电离电场强度存在着临界击穿电场强度的极限值

" 板线型!"+?C H$h

Q

9$ ! 进 而 烟 尘 的 荷 电 量% 驱 进

速度也相应存在极限值& 所以目前电除尘器均采用

自动火花跟踪临界 击 穿 电 场 强 度 的 供 电 方 法!使 电

除尘器运行在现有技术的最佳临界极限值上&

<6电除尘器现存的关键问题与解决途径

从 高 气 压 非 平 衡 等 离 子 体 物 理%气 体 电 离 放 电

物理学观点来分析!目前电除尘器存在电离占空比%

输运项等 均 低 下 的 问 题& 也 是 造 成 电 除 尘 器 体 积

大%耗能高及后级 电 场 中 微 细 灰 尘 的 除 尘 效 率 低 等

问题的主要原因&

<'

96解决电离占空比低的研究途径

目前电除尘器中的计算直流高电压电晕放电电

离占空比 " 电 晕 电 离 放 电 通 道 总 体 积 h

电 除 尘 电 场

总体积$ 约为 !?# o!*

]C ( )C )

#采用强电场电离放电 方

法能 把 电 离 占 空 比 提 高 到 ) o!*

])

! 如 图 ! 所 示&

可见电除尘器的电离占空比存在着成数量级提高的

研究余地& 也预 示 存 在 大 幅 度 减 少 电 除 尘 器 体 积%

重量及能耗的研究空间& 现在的电晕放电的流光通

道中电子浓度约为 !?= o!*

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个 h

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9

=

!微 放 电 的 流 光

通道 中 电 子 浓 度 约 为 !?# o!*

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个 h

Q

9

= ( )D )

! 它 们 差

异不大& 但是它们的电离占空比的差异却高达 = 个

数量级左右& 由此 可 见!电 除 尘 器 中 的 离 子 浓 度 大

小将主要取决 于 电 离 占 空 比 的 大 小& 从 图 ! 可 见!

采用强电离放电方 法!可 解 决 目 前 电 除 尘 器 中 的 电

离占空比低下问题!也 是 解 决 电 除 尘 器 中 的 带 电 粒

子浓度低下问题的方法之一&

图 !"大气压气体电离放电主要参数的对比

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<6输运项过低

描述控制电离放电通道物理过程的电离连续性

方式是

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式中'%

%'" "$ 分别为产生 率%损 失 率!它 们 分 别 表 示

单位时间单位体积中由电 离 产 生 的 离 子)

电 子 对!由

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