短極距靜電除塵器在工商業(yè)廢氣處理中的應(yīng)用

短極距靜電除塵器在工商業(yè)廢氣處理中的應(yīng)用佛山市科藍(lán)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰居冉耜悏酆閮?nèi)容摘要：電除塵技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)應(yīng)用了近50年。本文簡(jiǎn)要介紹的靜電除塵的原理，并著重介紹了短極距電除塵的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用情況。短極距電除塵主要特點(diǎn)除了保持電除塵除塵效率高、阻力小和能耗低的特點(diǎn)外，比起傳統(tǒng)電除塵還有體積小、模塊化結(jié)構(gòu)、能夠根據(jù)煙氣量和除塵率的要求靈活組裝，其發(fā)展模式也與傳統(tǒng)電除塵截然不同。短極距電除塵已被廣泛應(yīng)用于印染、PVC人造革、PVC手套、PVC墻紙等工業(yè)行業(yè)的廢氣治理以及餐飲業(yè)的油煙治理領(lǐng)域。本文就短極距電除塵器的技術(shù)、發(fā)展?fàn)顩r、在工業(yè)(商)業(yè)應(yīng)用情況、存在問(wèn)題以及發(fā)展前景作了初步的探討。關(guān)鍵詞：電除塵、靜電除塵原理、短極距、工業(yè)廢氣、VOCs、餐飲油煙一、概述電除塵技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)應(yīng)用了近50年，改革開(kāi)放后中國(guó)經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展，作為主要的發(fā)電方式，中國(guó)煤電行業(yè)規(guī)模世界第一，煤電業(yè)的大規(guī)模發(fā)展也帶動(dòng)電除塵行業(yè)的發(fā)展。目前無(wú)論從技術(shù)層面、企業(yè)的實(shí)力還是市場(chǎng)規(guī)?？?，中國(guó)已經(jīng)是電除塵大國(guó)了。2012年，十八大首次明確提出建設(shè)美麗中國(guó)，“把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，融入經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)各方面和全過(guò)程，努力建設(shè)美麗中國(guó)，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展?！彪S著經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)高速發(fā)展，各行各業(yè)的污染問(wèn)題，除了煤電、建材、燃煤鍋爐等電除塵使用的傳統(tǒng)領(lǐng)域，還有一些適合使用電除塵技術(shù)，但是傳統(tǒng)電除塵的結(jié)構(gòu)和配置不適應(yīng)的領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括印染、PVC人造革、PVC手套、PVC墻紙等工業(yè)行業(yè)的廢氣治理以及餐飲業(yè)的油煙治理。短極距電除塵（有些領(lǐng)域叫靜電式油煙凈化器，工業(yè)靜電式煙霧凈化-回收設(shè)備）以其體積小，凈化效率高，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。正在這些行業(yè)里發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。二、短極距電除塵的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)1、電除塵的原理靜電除塵技術(shù)是目前最有效的除塵方式之一。其原理是利用陰極在高壓電場(chǎng)中發(fā)射出來(lái)的電子，以及由電子碰撞空氣分子而產(chǎn)生的負(fù)離子來(lái)捕捉煙塵粒子，使其帶電，再利用電場(chǎng)力（庫(kù)侖力）的作用，使帶電粒子被陽(yáng)極所吸附，以達(dá)到除塵的目的。由于電子的直徑非常小，其粒徑比煙塵粒子的粒徑要小很多數(shù)量級(jí)，而且電場(chǎng)中電子的密度很高（可達(dá)到1億/cm3的數(shù)量級(jí)），可以說(shuō)無(wú)所不在。處在電場(chǎng)中的煙塵粒子很容易被電子（即荷電）捕捉。煙塵粒子在電場(chǎng)中的荷電是遵循包括電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電等機(jī)理的必然現(xiàn)象，而不是簡(jiǎn)單的偶爾碰撞引起的。帶電粒子在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力（庫(kù)侖力）的作用，其結(jié)果是煙塵粒子被推向電場(chǎng)的陽(yáng)極并吸附到陽(yáng)極上。因此，靜電除油煙的效率非常高，而且特適用于捕捉粒徑較小、重量較輕的煙塵粒子。靜電除塵設(shè)備的高壓電能主要用來(lái)發(fā)射電子和推動(dòng)煙塵粒子，與空氣分子不產(chǎn)生機(jī)械力作用，因而靜電場(chǎng)的能耗不大，電除塵的阻力也較小，無(wú)需使用較大壓力的風(fēng)機(jī)，在相同凈化效能的前提下，電除塵的總能耗比其他的除煙方式要小。傳統(tǒng)電除塵主要用于煤電廠、建材、燃煤鍋爐等行業(yè)的煙塵凈化，煙塵的收集物主要是固體物質(zhì)。近年來(lái)電除塵的發(fā)展方向是向?qū)挊O距，高電壓方向發(fā)展，而電源則是向高頻電源方向發(fā)展。根據(jù)多依奇公式，電除塵的除塵效率，：η=1-exp(-ωAL)=1-e式中

e——自然底數(shù)（常數(shù)），e=2.71828…η——除塵效率，%；ω——驅(qū)進(jìn)速度，m／s；A——收塵極的收塵面積，m2；L——設(shè)備處理風(fēng)量，m3／s。從公式可以看出，在設(shè)備體積相同的前提下，極距越寬，所能容納的陽(yáng)極面積就越少，從這個(gè)角度看，凈化效率應(yīng)該降低。但是，如果極距提高的同時(shí)，高壓電源的供電電壓相應(yīng)提高，而高壓電流不但不減少，甚至還提高，這就相應(yīng)提升了電場(chǎng)強(qiáng)度和高電壓能量，從而提升了電場(chǎng)的驅(qū)進(jìn)速度ω，從這個(gè)角度看，除塵效率會(huì)提高。綜合兩個(gè)方面的因素，電除塵的除塵效率在本體體積不變、極距增加的情況下，除塵效率至少不會(huì)降低，而由于極距的增加減少了鋼材的投入，降低了投資成本。因此寬極距成為傳統(tǒng)電除塵的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。2、短極距電除塵短極距電除塵是電除塵行業(yè)近十年出現(xiàn)的一個(gè)新的發(fā)展方向。傳統(tǒng)電除塵的同性極距一般在20cm以上，而短極距電除塵是指同性極距在10cm以內(nèi)的靜電除塵設(shè)備。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高壓供電以及應(yīng)用行業(yè)與傳統(tǒng)的電除塵有較大的區(qū)別。短極距電除塵的電源電壓也較低，一般在20KV以下。基于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，短極距電除塵采取完全不同的發(fā)展思路。對(duì)于一些收集物為液體，或者收集物雖然為固體，但是總收集量很少，或者收集物比重較輕，不適合用振打的清灰方式的煙塵。短極目前短極距除塵器主要應(yīng)用在幾個(gè)領(lǐng)域，第一是餐飲業(yè)的油煙凈化，這個(gè)行業(yè)屬于新的行業(yè)，目前90%以上的產(chǎn)品是短極距電除塵，行業(yè)叫“靜電式油煙凈化器”。行業(yè)正在迅速發(fā)展，少數(shù)有實(shí)力的廠商具備一定的實(shí)力，推動(dòng)著產(chǎn)品技術(shù)和市場(chǎng)的良性發(fā)展。第二個(gè)領(lǐng)域是一些輕工的行業(yè)，在布匹的定型，人造革、地板革、壁紙的發(fā)泡，PVC乳膠手套的烘焙過(guò)程中產(chǎn)生的各種有機(jī)廢氣。這些廢氣含有各種有機(jī)的揮發(fā)物即VOCs，煙氣的溫度較高且可燃燒。利用短極距電除塵凈化這些煙氣必須依據(jù)煙氣的性質(zhì)在設(shè)備上加裝特殊部件。首先是溫度的控制，上述工藝過(guò)程的可揮發(fā)性有機(jī)污染物都是相對(duì)高溫的，溫度在攝氏100-180度之間，在這個(gè)溫度下，電除塵對(duì)氣態(tài)污染物是無(wú)能為力的，必須對(duì)煙塵（煙霧）進(jìn)行降溫，降到什么溫度取決于煙氣的成分和物理性質(zhì)，當(dāng)溫度下降到適合的時(shí)候，煙霧會(huì)冷凝成粒徑較大的霧狀，這時(shí)靜電式油煙凈化器便能高效的回收凈化這些污染物，降溫的另一個(gè)目的是防止回收下來(lái)的污染物再次揮發(fā)成氣態(tài)污染物脫離靜電式油煙凈化器。其次是解決消防問(wèn)題?？蓳]發(fā)性有機(jī)煙氣一般是可燃的，靜電式油煙凈化器在高壓控制上不能采用傳統(tǒng)電除塵的火花率控制模式，而是盡量減少火花的出現(xiàn)，壓低火花的能量；避免靜電油煙凈化器機(jī)體內(nèi)收集物的積累。此外，加裝消防防控裝置。由于上述有機(jī)揮發(fā)物的煙塵濃度較高，一般在每立方米幾百到一千毫克。靜電式油煙凈化器屬于物理的除塵方式，回收物的化學(xué)性質(zhì)不會(huì)被靜電式油煙凈化器改變，因此回收物的利用價(jià)值較高，通常能使業(yè)主在一兩年內(nèi)收回設(shè)備的投資。這為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。第三是隧道PM2.5的控制，截至2006年底，中國(guó)各種交通隧道的數(shù)量達(dá)到4000多條，累計(jì)長(zhǎng)度達(dá)到160多公里。隧道里PM2.5的控制越來(lái)越被重視，凈化這些大風(fēng)量，低濃度空氣污染最有效的方法首選短極距靜電除塵器。隨著國(guó)家大氣污染整治力度的加強(qiáng)，以及對(duì)PM2.5治理要求的提高。短極距電除塵在該行業(yè)的應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊。隧道空氣凈化用的電場(chǎng)群四、治理效果及存在問(wèn)題短極距電除塵在發(fā)展也存在一些問(wèn)題。在餐飲行業(yè)，受業(yè)主實(shí)力（包括經(jīng)濟(jì)和人力資源的實(shí)力）的影響，更重要的是業(yè)主對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視度不夠，設(shè)備的后期維護(hù)和保養(yǎng)往往做得不夠到位。導(dǎo)致設(shè)備的使用效果大打折扣。很多業(yè)主依然抱著應(yīng)付環(huán)保管理部門(mén)監(jiān)督的態(tài)度，對(duì)設(shè)備的要求只限于低價(jià)和包過(guò)關(guān)的層面。而一些地區(qū)（包括國(guó)內(nèi)部分一線城市）的地方保護(hù)主義依然十分嚴(yán)重，相關(guān)管理部門(mén)設(shè)置一些人為障礙限制外地品牌的使用，這些都嚴(yán)重影響了行業(yè)的健康發(fā)展。短極距電除塵在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用是一個(gè)新的領(lǐng)域，有實(shí)力的廠商致力于技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。但是國(guó)內(nèi)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到位，市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多假冒偽劣的產(chǎn)品，在損害業(yè)主利益的同時(shí)也妨礙了行業(yè)的健康發(fā)展。五、未來(lái)的發(fā)展短極距電除塵未來(lái)的發(fā)展主要在幾個(gè)方面：電場(chǎng)的改良：短極距電場(chǎng)的改良方向應(yīng)該是更輕巧，更低成本，同時(shí)更適合大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)。圓筒（陽(yáng)極）自動(dòng)加工設(shè)備清灰技術(shù)的創(chuàng)新：自動(dòng)清洗裝置將成為高端產(chǎn)品的配置。在大面積電場(chǎng)的清洗中，最大問(wèn)題就是清洗效果和水量之間的矛盾。國(guó)內(nèi)已有廠商在開(kāi)發(fā)機(jī)器人掃描自動(dòng)清洗裝置，借助機(jī)器手的精確掃描功能，利用高壓超細(xì)水柱束清洗蜂巢電場(chǎng)，對(duì)上述矛盾是個(gè)較好的解決方案。機(jī)器手自動(dòng)掃描清洗裝置電源的發(fā)展：傳統(tǒng)電除塵的電源已經(jīng)向高頻微機(jī)控制的智能電源方向發(fā)展，短極距電除塵電源的發(fā)展方向同樣是高頻智能化電源，短極距電除塵的應(yīng)用場(chǎng)合決定了用戶對(duì)產(chǎn)品價(jià)格的敏感度較高，如何解決高性能和低成本的矛盾是擺在行業(yè)前的一道難題。行業(yè)內(nèi)具實(shí)力的廠商在這方面已經(jīng)持續(xù)投入研究多年，并已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，利用其規(guī)模優(yōu)勢(shì)把成本控制在合理的區(qū)間。短極距電除塵專用數(shù)字高頻高壓電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化：短極距電除塵的產(chǎn)品化運(yùn)作模式（區(qū)別于傳統(tǒng)電除塵行業(yè)的工程化運(yùn)作模式）為設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了可行的機(jī)會(huì)，在較大規(guī)模的產(chǎn)品化生產(chǎn)中，借助其他行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈和成熟的工藝，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在提升產(chǎn)品性能、外觀和可靠性的同時(shí)，控制產(chǎn)品的成本。例如電源的線路板采用高速自動(dòng)貼片工藝，設(shè)