随着工业的发展,工业粉波士顿污染的治理已成为亟待解决的问题。常用的除尘设备有沉降除尘、惯性除尘、旋风除尘、水膜除尘、布袋降尘及电除尘。
电除尘器是利用电晕放电,使粉尘带了电荷,在静电引力的作用下,被集尘极所捕集,从而达到空气净化的目的。由于它的除尘效率高,万期 对其它除尘器难以捕集的极微细、而且又对人体危害很大的微颗粒飘尘捕集力特别强,它捕集粉尘的颗粒度范围很宽,从0.01~100微米范围,除尘效率可达到99.5%以上,并且压力损失小,一般只损失20~40毫米水柱,故其电耗比沉降除尘以外其它所有的除尘器都低。此外,温度、温度对它的正常运行影响小,维护管理方便,使其成为当代的先进除尘手段,**上,从20艺纪20年代发展起来的常规电除尘,其输出的高压电源,是采用工频220伏(或380伏)通过铁芯变压器把电压升高至几万伏,再经过整流器变成脉动直流。
这种供电电源的特点:一是脉动直流,二是硬特性。它所沿用的学术观点是美国学者科特雷尔和怀特等人观点,他们的基本观点:一是“脉动直流比稳定直流肯定优越”。二是“电源工作**佳点是在火花始发点以上某一处”。美国学者怀特先生曾经介绍:“科特雷尔曾经试验过,从不滤波整流机组取得的脉动直流电压和整流器加上滤波电容器而取得的稳定直流电压,证明了脉动电压比较优越。”因此,迄今为止,国内外常规电除尘器,通常都是使用未滤波的脉动电源。在这一基础上,怀特先生等人又进一步提了电除尘器在运行中“**佳火花率”的概念,他指出:“当输入电除尘的功率上升到开始发生火花的某一点以上一直到**大点为止,除尘效率都是提高的,此后,随着再增加输入功率和火花率的进一步增加,除尘效率则下降。”所以,后来常规静电除尘器设立火花自动跟踪,自动抑制系统,把电除尘器的高压电源调整在“**佳火花率”的工作状态。在电除尘领域中,目前国内外基本沿用这种观点进行电除尘器设计及处理其有关的工艺问题。
我们从1979年开始采用新的思路研究一种新型的高压静电除尘器——晶体管高压电除尘器。利用晶体管振蒎电路理产生高压静电,用于除尘技术。这种电源属于软特性电源,并且电压波形属“稳定直流”。经过20年来的实践、研究、总结和分析,认为怀特先生等人在常规电除尘的条件下,提出的脉动直流比稳定直流优越是无可非议的。这种观点是在宏观的综合值来考虑的。如果从微观的瞬态观点来看,高压静电除尘设备是利用高压电晕放电特性,实际上是电晕极与集洼极之间气体发生局部击穿,这样在两极间存在着大量电离子,使粉尘荷电。荷了电的粉尘在电场力的作用下趋向集波士顿极,起到了除尘的作用,并且当电源电压处于火花始发点以下的临界处时,效率**高。当电原电压一旦达到火花放电时,两极之间气体全路击穿,这时候电离子由一极跃驰到另一极,不能在两极之间的空间存在,粉尘就荷不上电。此时尽管消耗了巨大的电能,但对除尘并不起作用。气体全击穿不仅仅指肉眼明显看到见的火花放电。而且也包含着肉眼看不见的脉动电压达到全击穿那部分。因为这种电源的输出电压波形是平行于时间轴线的一条直线。有可能把这条直线平移至火花放电线以下的临界处,它在整个周期内都处于**状态。我们有理由得出与常规相反的结论:“稳定直流比脉动直流以优越”。现在问题在于稳定直流能不能维持在火花始发点以下临界处?常规电除尘器的脉动电源即使经过滤波电容器成为稳定直流,也不可能处于火花始发点以下的临界处。因为电源工作条件不可能时时处于理想状态之中,周围的温度、湿度、粉尘浓度、市电波动等等无时无刻都在发生变化,造成火花始发点不可能一点都不变。 其输出电压不随负载加重(火花放电时,相当于负载加重而迭落。不具备适应这种环境的能力。因为它的输出电压受到负载轻或重的变化,能够自动调节电压升高或降低,很大程序上改善了放电状态。由于工作条件不稳定而造成两极间将进入全击穿时,相当负载加重,这时输出电压自动迭落,有效地抵制了火花放电的发生。所以我们认为“稳定”是**的前提。确切地说,这个“稳定”应该是“准稳定”,因为它将随着负载的变化经而变化,并非**稳定,而且在它的上面还有幅值不大的纹波。电源的“软特性”则是维持**的可能。
我们通过对同1旋窑单场除尘器本体,分别测试出软稳电源及脉动电源供电的除尘效果,证明前者比后者明显高。 常规电除尘器捕集高比电阻物质,将产生“反电晕”现象,使得除尘成为不可能,然而“软稳”电除尘器能极大限度抑制“反电晕现象”从而拓宽了捕集高比电阻范围。由于“软稳”电除尘器在整个运行过程中,都处于无火花放电状态之中,它有可能用于易燃易爆的粉尘埔集,常规电除尘则不能。
这种电除尘技术经过20年来的推广使用,已在**20多个省、市、自治区,500多个厂家使用了近1500多台,取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。该项技术先后获得省部级科技进步级,1988年分别获得北京**发明展览会银奖和**星火计划成果展览会金奖。