摘　要：針對(duì)當(dāng)前我國大多數(shù)城市遭受煙塵污染較為嚴(yán)重的現(xiàn)狀，本論文對(duì)環(huán)保除塵方法展開了分析探討，首先分析介紹了當(dāng)前除塵設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析介紹了靜電除塵和陶瓷過濾除塵兩種較為環(huán)保且不會(huì)產(chǎn)生二次污染的除塵技術(shù)，詳細(xì)分析了其實(shí)現(xiàn)的基本原理與技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于進(jìn)一步提高我國環(huán)保除塵技術(shù)的研究及其應(yīng)用水平具有一定借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：除塵方法;電除塵;環(huán)保除塵

1　引言

燃煤鍋爐是我國大氣環(huán)境最主要的污染源。燃煤鍋爐排放的粉塵30%是10μm以下的粉塵，這些粉塵懸浮在大氣中，嚴(yán)重影響著大氣環(huán)境質(zhì)量。尤其是其中PM2.5以下的粉塵，在醫(yī)學(xué)上被稱為“可吸入粉塵”，對(duì)人類健康危害極大。有效治理燃煤鍋爐煙氣粉塵污染，是提高我國大氣環(huán)境質(zhì)量和人類健康水平的關(guān)鍵。

本論文主要對(duì)目前應(yīng)用較為廣泛的幾種除塵方法展開對(duì)比分析及其應(yīng)用探討，以期從中找到合理可靠有效的環(huán)保除塵方法，并加以推廣應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2　當(dāng)前除塵設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

在高溫煤(煙)氣中,目前能有效地去除塵粒的方法，有如下幾種：

(1) 高性能機(jī)械除塵器

高性能機(jī)械除塵器,如單級(jí)或多級(jí)旋風(fēng)除塵器，利用離心慣性力不同,以去除高溫氣流中塵粒。旋風(fēng)除塵器運(yùn)行成本最低，但對(duì)粒度低于5～10μm的粒子無效，因?yàn)檫@時(shí)施加到塵粒上的慣性力較低。若粒子載荷在低于0.01%～0.02%時(shí)，切線速度必須達(dá)到21～27m/s時(shí)，才能有效清除塵粒，而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足凈化后的高溫煤(煙)氣含塵濃度的要求。故一般旋風(fēng)除塵器只能作為預(yù)除塵設(shè)備，使從氣化爐出來的高溫粗煤氣含塵濃度降低到0.5%以下，再予以二次除塵。

(2) 聲波團(tuán)聚除塵器

聲波團(tuán)聚可置于旋風(fēng)除塵器前，即用一個(gè)空氣發(fā)聲器產(chǎn)生800～900Hz的高頻聲波，振幅可達(dá)157dB，塵粒在通過聲場(chǎng)時(shí)，從0.1μm～10μm的粒子均可團(tuán)聚，增加了旋風(fēng)除塵器的除塵能力。

(3) 高性能阻擋式過濾器

高性能阻擋式過濾器，又分為陶瓷過濾器、顆粒床過濾器、金屬網(wǎng)過濾器。顆粒床過濾器,除塵效率達(dá)99%以上，壓降4～8KPa，能除去10μm以上塵粒，但在高溫下運(yùn)行時(shí)，床層容易堵塞，該技術(shù)存在著磨損和壓降較大等問題。金屬網(wǎng)過濾器由特殊的金屬纖維組成，但因纖維物所承受溫度較低，不太適合高溫氣體除塵。在高溫高壓煤(煙)氣中去除塵粒的有效方法是陶瓷過濾器。研究表明，陶瓷過濾器除塵效率極佳，可達(dá)到99.9%以上，凈化后煤氣中的塵粒濃度小于5mg/Nm3，最大塵粒直徑小于5微米，并且，該技術(shù)已經(jīng)成熟，為目前最常用的高溫氣凈化技術(shù)。

3　環(huán)保除塵方法探討

3.1 靜電除塵方法

電除塵器是利用直流高壓電源產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而使懸浮塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下，將懸浮塵粒從氣體中分離出來并加以捕集的除塵裝置。

電除塵器有許多類型和結(jié)構(gòu)，但它們都是由機(jī)械本體和供電電源兩大部分組成，都是按照同樣的基本原理設(shè)計(jì)的。與直流高壓電源輸出端相連的金屬線叫電暈極(也稱陰極或放電極)，接地的金屬極板叫集塵極(也稱陽極或收塵極)。電暈極置于極板的中心，在兩個(gè)曲率半徑相差較大的電暈極和集塵極之間施加足夠高的直流電壓，兩極之間便產(chǎn)生極不均勻的強(qiáng)電場(chǎng)，電暈極附近的電場(chǎng)強(qiáng)度最高，使電暈極周圍的氣體電離，產(chǎn)生電暈放電。電壓越高，電暈放電越強(qiáng)烈。在電暈區(qū)氣體電離產(chǎn)生大量自由電子和正離子，在電暈區(qū)外(低場(chǎng)強(qiáng)區(qū))由于自由電子動(dòng)能的降低，不足以使氣體發(fā)生碰撞電離而附著在氣體分子上形成大量負(fù)離子。當(dāng)含塵氣體從除塵器下部進(jìn)氣管引入電場(chǎng)后，電暈區(qū)的正離子和電暈區(qū)外的負(fù)離子與塵粒碰撞并附著其上，實(shí)現(xiàn)了塵粒的荷電。荷電塵粒在電場(chǎng)力的作用下向電極性相反的電極運(yùn)動(dòng)，并沉積在電極表面，當(dāng)電極表面的粉塵沉積到一定厚度時(shí)，通過機(jī)械振打等手段將電極上的粉塵捕集下來，從下部灰斗排出，而凈化后的氣體從除塵器上部出氣管排出，從而達(dá)到掙化含塵氣體的目的。

綜上所述，靜電除塵器的除塵過程可概括為以下四個(gè)階段：

① 氣體的電離;

② 粉塵的荷電;

③ 荷電粉塵的沉集;

④ 清灰。

為了充分發(fā)揮靜電除塵器的除塵作用，提高其性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，必須對(duì)電暈的形成方式、氣溶膠粒子的荷電過程、荷電粒子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及粉塵在集塵極上的沉積規(guī)律等基本理論作深入的研究。

靜電除塵是世界公認(rèn)的高效除塵技術(shù)方法之一，同旋風(fēng)除塵器、袋式過濾器、顆粒層除塵器、洗滌器(濕式或文丘里式)相比較，只有電除塵器才能將電的作用力直接施加在煙氣中的塵粒上，使荷電塵粒從煙氣中分離出來，因沒有能量轉(zhuǎn)換，故耗電量也最低;同其他種類除塵器相比較，電除塵器具有如下特點(diǎn):

① 處理氣體量大，可達(dá)106m3/h;

② 處理高溫350℃與高濕40%(體積)氣體;

③ 壓力損失低，約100~30P0a，耗電量約0.1-0.8kWh(每小時(shí)處理1000m3氣體);

④ 捕集細(xì)微粉塵的除塵效率高，可達(dá)99%以上;

⑤ 日常維護(hù)費(fèi)用低，因?yàn)閭鲃?dòng)件和易耗件少，耗電量低。

盡管靜電除塵技術(shù)在環(huán)保除塵方面優(yōu)勢(shì)明顯，但目前應(yīng)用在高溫高壓下除塵，尚存在電暈穩(wěn)定性、電極壽命短、對(duì)煙氣成分敏感、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)材料穩(wěn)定性、材料的熱脹性等問題，短時(shí)間內(nèi)，仍不能工業(yè)示范。

3.2 陶瓷過濾除塵

陶瓷過濾器的除塵機(jī)理，實(shí)際上就是捕集物(陶瓷顆粒)對(duì)粉塵的捕集分離機(jī)理�？梢员硎鰹椋寒�(dāng)氣流攜帶粉塵接近這些捕集物體時(shí)，一些短程效應(yīng)如慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散對(duì)粉塵起作用，其結(jié)果就是將粉塵從氣流中分離出來，達(dá)到捕集分離的目的。這些短程效應(yīng)與粉塵同捕集物之間的相對(duì)大小和相對(duì)速度有很大的關(guān)系。每一項(xiàng)機(jī)理的數(shù)學(xué)模型都可以通過流體動(dòng)力學(xué)的基本方程建立起來，但對(duì)某些方程要求出精確解是比較困難的，目前只能在簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上作近似求解。求解兩種或兩種以上機(jī)理組合作用的數(shù)學(xué)方程精確解更為困難。幸而在大多數(shù)的情況下，僅有一種機(jī)理占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，因而便于求出若干簡(jiǎn)化假設(shè)。例如，粒徑在1μm或者1μm以上的顆粒，慣性碰撞占主導(dǎo)地位，而小于1μm以下的顆粒，則擴(kuò)散成為主要的捕集機(jī)理。

陶瓷過濾器的核心部分是以多孔陶瓷制成陶瓷過濾元件，它以剛玉砂、石英砂、礬土等高耐火性原料為骨料，配合以結(jié)合劑、改性劑等，經(jīng)過1000℃以上高溫?zé)Y(jié)而

成。目前研究較為廣泛的一種陶瓷過濾器，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部均勻分布有大量開口氣孔，具有微孔孔徑易于控制、孔隙率高、孔徑均勻等特點(diǎn)，該種結(jié)構(gòu)過濾阻力小，滲透性好，耐高溫，耐酸、堿腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)于煙塵的過濾效果極好，產(chǎn)生的二次污染極少，屬于一種非常有前途有潛力的環(huán)保式除塵方法。

4　結(jié)語

當(dāng)前，隨著人類環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，除塵工業(yè)在我國得到了飛速的發(fā)展，各種除塵設(shè)備、除塵技術(shù)都得到了廣泛的研究和應(yīng)用，本論文對(duì)于當(dāng)前環(huán)保除塵方法的探討，是對(duì)改善我國城市空氣質(zhì)量、減少煙塵污染危害的一次有益嘗試和探索，當(dāng)然，論文中所述及的環(huán)保除塵方法，在具體實(shí)現(xiàn)及其推廣應(yīng)用上還有一些技術(shù)性的細(xì)節(jié)問題，這有待于我國廣大科技技術(shù)工作人員的共同努力，因而本論文對(duì)于環(huán)保除塵方法應(yīng)用的研究探討，無論是從理論研究還是從具體實(shí)踐上來說，都是具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義的。

參考文獻(xiàn)：

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