我國全面系統地對電除塵器技術(shù)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)始于上個(gè)世紀60年代。在1980年以前，我國在國際電除塵器領(lǐng)域還處于非常落后的地位。改革開(kāi)放以來(lái)，我國國民經(jīng)濟持續不斷地高速增長(cháng)，環(huán)境保護對國民經(jīng)濟的可持續發(fā)展顯得愈來(lái)愈重要。受市場(chǎng)經(jīng)濟下的利益驅動(dòng)，國內許多大、中型環(huán)保產(chǎn)業(yè)對電除塵器進(jìn)行技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)方面的投入不斷加大，電除塵器的應用得到了長(cháng)足的發(fā)展。國家更是將高效電除塵器技術(shù)列入“七五”國家攻關(guān)項目。通過(guò)對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和合理借鑒，到上世紀90年代末，我國電除塵器技術(shù)水平基本上趕上國際同期先進(jìn)水平。

進(jìn)入21世紀以后，我國把“大力推進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，加強環(huán)境科學(xué)研究，積極發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)”作為經(jīng)濟發(fā)展的重要相關(guān)政策，環(huán)保產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步得到重視。隨著(zhù)國家對污染控制要求的不斷提高，對粉塵排放的要求也大幅提高。GB13223-2003《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準》(2004-01-01開(kāi)始實(shí)施)規定新建電廠(chǎng)大氣污染物的排放濃度控制在50mg/m3(標準狀況，下同)以下，而舊標準GB13223-91要求粉塵排放濃度小于150mg/m3。電除塵器作為控制大氣污染、解決環(huán)保與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾的主要設備之一，其應用技術(shù)進(jìn)一步得到飛速發(fā)展。目前，電除塵器已廣泛應用于火力發(fā)電、鋼鐵、有色冶金、化工、建材、機械、電子等眾多行業(yè)。我國作為世界電除塵器大國立足于國際舞臺，不僅在數量上，而且在技術(shù)水平上都已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。電除塵器技術(shù)從設備本體到計算機控制的高低壓電源，以及絕緣配件、振打裝置、極板極線(xiàn)等已全部實(shí)現國產(chǎn)化，并且已有部分產(chǎn)品出口到30多個(gè)國家和地區。

在1980年以前，我國電除塵器的規模絕大多數都在100m2以下，而其行業(yè)占有量為有色冶金行業(yè)32%，鋼鐵行業(yè)30%，建材行業(yè)18%，電力行業(yè)8%，化工行業(yè)5%，輕工行業(yè)4%，其他行業(yè)3%。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，尤其是電力、建材水泥行業(yè)的發(fā)展達到空前水平，到上世紀90年代中期，電除塵器行業(yè)占有量的格局已改變?yōu)椋弘娏π袠I(yè)72%，建材水泥行業(yè)17%，鋼鐵行業(yè)5%，有色冶金行業(yè)3%，其他行業(yè)3%。目前火力發(fā)電行業(yè)的電除塵器用量已占全國總量的75%以上，648m2的電除塵器已在1000MW的火電廠(chǎng)中成功運行。在化工行業(yè)，由于受?chē)H硫磺價(jià)格的影響，從上世紀90年代中期采用硫磺制酸工藝取代硫鐵礦制酸工藝的企業(yè)急劇上升，使得電除塵器的行業(yè)占有量也隨之大幅下降，直到近兩年才有觸底反彈的跡象。

新型電除塵器技術(shù)

1　電-袋混合除塵技術(shù)

目前，火力發(fā)電已成為電除塵器應用的最大行業(yè)。在以河南高密煤和內蒙古準葛爾煤為原料的火電企業(yè)，其尾氣排放濃度經(jīng)常發(fā)生難以達標的情況。原因是該煤種燃燒后的煙氣中飛塵比電阻比較高且粉塵顆粒比較細，增加了電除塵器的捕集難度而眾所周知，電除塵器的除塵效率受粉塵性狀的影響比較敏感。部分企業(yè)轉而采用袋式除塵器取代電除塵器。但是袋式除塵器占地面積大、不能處理高溫煙氣，制約了它在更大工業(yè)規模上的應用。因此電-袋混合除塵技術(shù)應運而生。電-袋混合除塵技術(shù)是將電除塵器與袋式除塵器進(jìn)行有機地組合布置，采用袋式除塵器改善電除塵器性能的組合式裝置。這種新組合式裝置綜合了傳統的電除塵和袋式除塵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。電除塵器作為捕集煙氣粉塵的前道工序，發(fā)揮除塵效率高、能處理高溫的大煙氣量占地面積小、工藝上阻力小等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)前級電場(chǎng)將煙氣中的大部分粉塵先除掉；而剩下的比電阻比較高、顆粒比較細而難以捕集的粉塵將進(jìn)入袋式除塵器，此時(shí)粉塵的含量已大大降低，使得袋式除塵器的氣布比增大，因此袋式除塵器的尺寸可以設計得比較小。綜合而言，電-袋混合除塵技術(shù)實(shí)現了用比較小的經(jīng)濟投入得到滿(mǎn)足高標準排放要求的環(huán)境社會(huì )效益。目前該技術(shù)已在上海浦東和金山水泥廠(chǎng)得到成功應用。

2 高頻高壓電源技術(shù)

傳統電除塵器的供電電源是采用可控硅控制的高壓硅整流(T/R)設備，將工業(yè)交流電轉換成高壓直流電給電除塵器供電。它的基本工作頻率即為電網(wǎng)頻率(50Hz或60Hz)，其產(chǎn)生的峰值電壓比平均電壓高約25%，容易在電除塵器的電場(chǎng)中觸發(fā)電火花，導致電除塵器的運行效率降低。高頻高壓開(kāi)關(guān)電源是一個(gè)與供電電源線(xiàn)路頻率無(wú)關(guān)的可變脈動(dòng)電源，為電除塵器提供一個(gè)接近于從純直流方式到脈動(dòng)幅度很大的各種電壓波形，其恒流特性可以迅速地熄滅火花并快速恢復電場(chǎng)能量，因而可以針對特定的工況提供最合適的電壓波形來(lái)提高電除塵器的除塵效率。采用高頻高壓開(kāi)關(guān)電源可以大幅度提高電除塵器捕集中、低比電阻粉塵的效率，很好地消除高比電阻粉塵的反電暈現象。而且相對于常規的可控硅電源其控制電路，高頻高壓開(kāi)關(guān)電源的操作更為簡(jiǎn)單、可靠。

高頻高壓開(kāi)關(guān)電源對配電系統而言是穩定性高的負載，便于計算機集中監控，電源轉換效率高，質(zhì)量輕、體積小，箱內用油少，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。武漢國測數字技術(shù)有限公司研制的高頻高壓開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)通過(guò)湖北省科技廳組織的技術(shù)鑒定。福建龍凈環(huán)保股份有限公司開(kāi)發(fā)的高頻高壓開(kāi)關(guān)電源也已通過(guò)了福建省中檢所的各項檢測，并投入工業(yè)試運行。

3 聲波清灰技術(shù)

當電除塵器中的極板、極線(xiàn)積灰達到一定厚度時(shí)必須清除。若清灰效果不理想，則會(huì )降低電場(chǎng)強度和捕塵能力，影響除塵效率，嚴重情況時(shí)甚至會(huì )影響電除塵器的正常運行。聲波清灰是通過(guò)氣聲轉換裝置，將氣流的機械能轉換成聲能，以聲波的方式傳播至積塵的表面，使積塵產(chǎn)生周期性振蕩，克服灰塵之間及其與極板、極線(xiàn)間的附著(zhù)力，脫離極板、極線(xiàn)表面，從而達到清灰的目的。

相對于傳統機械振打的清灰方式而言，聲波清灰是靠媒質(zhì)傳遞能量的非接觸清灰方式，能夠有效地改善電除塵器極板、極線(xiàn)的清灰效果，使極板、極線(xiàn)的表面保持相對清潔，保證電場(chǎng)內荷電粉塵的有效捕集，減少粉塵的二次飛揚，從而提高電除塵器的除塵效率，同時(shí)又不會(huì )對電場(chǎng)中極板極線(xiàn)造成損壞。采用聲波清灰的技術(shù)可以有效地節省人力、物力，降低設備的維護和檢修的費用。目前由實(shí)驗室研發(fā)的聲波清灰技術(shù)成功地應用于首鋼燒結機頭電除塵器和酒鋼燒結廠(chǎng)#3電除塵器，其中后者采用聲波清灰器作為惟一的清灰方式。

4　等離子體氣體凈化技術(shù)

傳統的煙氣凈化是針對氣體中含有的有害物質(zhì)的性質(zhì)不同，分別采用多種化學(xué)、生物、物理技術(shù)及其組合進(jìn)行控制，而不是采用一種簡(jiǎn)單又經(jīng)濟的單一技術(shù)對煙氣中的多種污染物同時(shí)治理。而等離子體氣體凈化技術(shù)能同時(shí)除塵、脫硫、脫硝和凈化其他有害氣體，低溫的等離子體可以有效地產(chǎn)生高能電子、離子、自由基等多種分子激發(fā)態(tài)，煙氣中的粉塵在放電等離子體中荷電、捕集；煙氣中的有害成分如NOx、SO2、H2S、HCl、二噁英、重金屬(Hg)等在等離子體中被氧化，通過(guò)中和劑或吸收劑加以吸收，從而達到凈化。

等離子體氣體凈化技術(shù)應用于電除塵器甚至能除去0.041μm以上的粉塵微粒，粉塵排放濃度可以控制在5mg/m3(標準狀況)以下。目前，等離子體氣體凈化技術(shù)的主要核心技術(shù)已經(jīng)基本解決，小型號的產(chǎn)品已經(jīng)得到工業(yè)運用。

電除塵器技術(shù)的最新發(fā)展

隨著(zhù)人們在追求經(jīng)濟增長(cháng)的同時(shí)對環(huán)境保護的意識也日益加強，電除塵器新技術(shù)的研發(fā)也真正地進(jìn)入了嶄新的時(shí)期。當前國內電除塵器技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)主要是以下幾個(gè)方面。

1　泛比電阻電除塵器技術(shù)

泛比電阻電除塵器技術(shù)是在常規電除塵器的陰極框架上添加輔助電極，陽(yáng)極采用輕型極板，板面平行于氣流且在垂直于氣流方向上交錯布置。一方面提高工作電壓，增強粉塵的荷電效果；另一方面減小收塵輔助極與陽(yáng)極的間距，提高平均收塵電場(chǎng)強度。這種結構形式能有效地抑制粉塵的二次飛揚，提高對低比電阻粉塵和微細粉塵的適應性，滿(mǎn)足日益嚴格的環(huán)保要求。

2　移動(dòng)電極電除塵器技術(shù)

移動(dòng)電極電除塵器技術(shù)是采用可移動(dòng)的收塵極板和可旋轉的刷子來(lái)構成移動(dòng)電極電場(chǎng)。粉塵在被收集到收塵極板上尚未達到形成反電暈的厚度時(shí)，就隨移動(dòng)電極一起轉移到?jīng)]有煙氣通過(guò)的灰斗內，被旋轉的刷子徹底清除，收塵極板仍保持清潔狀態(tài)。由于清灰是在無(wú)煙氣流通的灰斗內進(jìn)行，消除了因清灰造成的二次飛揚。

3　薄膜電除塵器技術(shù)

薄膜電除塵器技術(shù)是用纖維薄膜來(lái)代替金屬收塵極，使濕式電除塵器在處理高比電阻微細粉塵時(shí)達到高除塵效率，且解決了濕式電除塵器在潮濕環(huán)境中金屬極板被腐蝕的難題。纖維薄膜是以玻璃纖維、塑料等抗腐蝕、絕緣材料為添加劑，制成可導電的薄膜收塵極板。其工作原理是：在纖維薄膜收塵極板上噴灑液體，利用薄膜上毛細管的作用原理將收塵極表面被收集的粉塵不斷被沖洗干凈。這種設備不但制造成本低、除塵效率高，而且由于所需的沖洗水量?jì)H為采用金屬收塵極板時(shí)的1/60，減少了二次污水，使其運行成本也大大降低。

4　層流電凝聚技術(shù)

傳統的電除塵理念認為，氣體中粉塵微粒在電場(chǎng)中的驅進(jìn)速度越高除塵效率就越高，因而在設計工藝參數時(shí)盡可能選取使煙氣呈紊流狀態(tài)的流速。層流電凝聚技術(shù)采用呈層流狀態(tài)的煙氣流速，其收塵效率與收塵極板面積成正比，收集于收塵極板上的粉塵不會(huì )因為煙氣的流通而返混到煙氣中，且其中的微細粉塵顆粒也會(huì )相互碰撞、濃縮凝聚“長(cháng)大”，進(jìn)一步減少二次飛揚的程度，故收塵效率大大提高。

在具體結構上，傳統電除塵器的設計是盡量采用大的極間距以求得高的驅進(jìn)速度。而層流電凝聚技術(shù)采用比較小的極間距(100mm)，且極板表面平整光潔，使氣流保持層流狀態(tài)，提高除塵效率。

隨著(zhù)國家對污染控制要求的不斷提高，特別是對粉塵排放濃度的控制越來(lái)越嚴格，進(jìn)一步促進(jìn)了電除塵器技術(shù)的不斷發(fā)展。各種電除塵新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究方興未艾，正逐步深入到更高的除塵機理的研究層面。傳統的除塵理論是將粉塵的收集過(guò)程當作一個(gè)穩態(tài)過(guò)程來(lái)看待的，但實(shí)際上收塵過(guò)程卻是非穩態(tài)的，目前已有科研人員開(kāi)始研究電除塵的非穩態(tài)理論和技術(shù)。雖然迄今為止尚未有人研究出粉塵荷電與工作電壓、粉塵比電阻特性，以及粉塵厚度之間的定量關(guān)系，但有理由相信在不久的將來(lái)，一旦在除塵理論上的研究有所突破，必將給電除塵器行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)質(zhì)的飛躍。