<一>、電除配件的除塵效果
我國儲藏的化石燃料中煤炭儲藏量是較為豐富的，并且由于我國能源結(jié)構(gòu)的特點，使得煤炭在我國能源體系中所占的地位是不可忽視重要的，而且煤炭的地位在接下來的幾十年時間內(nèi)是不會改變。由組織預(yù)測，到2050年煤炭在我國能源一次消費比中任然要占50%以上?？梢娢覈L期處于世界上較大的煤炭消費國和生產(chǎn)國的事實不會改變。目前，我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展時期，能源消費所帶來的污染是現(xiàn)在及未來長期要面對的要問題。并且我國的長期以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，決定了煤煙型污染物(二氧化硫SO2,氮氧化物NOX、煙塵)是我國大氣污染的主要來源。當(dāng)前我國火力發(fā)電的煤炭年消耗量己將超過8億噸，每年都會有上百萬噸的粉塵排放到大氣，對人類及環(huán)境造成的危害是巨大。美國環(huán)保協(xié)會(EPA)]指出“燃燒裝置向大氣排放的污染物中，以細顆粒物(PM2.5)的威脅性較大"。近年來我國粉塵污染越發(fā)嚴重，我國大部分地區(qū)受到霧霆的影響，危害到了人們的健康。為此加大環(huán)保治理力度，進一步提高了對火電廠煙囪出口煙氣粉塵排放濃度的要求。新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223一2011)要求燃煤電廠粉塵排放濃度降不得高于3Omg/m3，地區(qū)(如北京、上海等地)的燃煤電廠煙塵排放濃度要控制在20mg/m3以下，因此，這無疑是對我國的燃煤電廠除塵能力的重大挑戰(zhàn)。
電除配件(ESP)在我國大中型火電廠的除塵方式中占主導(dǎo)地位，約占燃煤電廠以上，因此ESP正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。雖然ESP的除塵效率，但是其對PMIo(粒徑小于1即m的顆粒)的除塵效率并不高，如ESP對細顆粒物(顆粒直徑小于2.5μm的顆粒)的除塵效率只有90.6%左右。因為對細顆粒物的要求變得越發(fā)嚴格，使人們不得不對電廠現(xiàn)有的ESP進行優(yōu)化改造，使其滿足環(huán)保要求。
要想使電除配件的除塵效果滿足新頒布的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，就通過實踐和理論相結(jié)合的辦法來尋求一條可以使電除配件除塵效率提高的道路，對電除配件的改造措施大多是提高電場電壓、增大流通面積、增加電場數(shù)等，然而對電除配件內(nèi)部氣流分布的重要性的認識還是缺乏。新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺以前，我們對除塵效率的重視程度并不是很高，對ESP內(nèi)部流場的輕視還不會變成ESP除塵效果達不到標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵因素。但是頒布了新的火電廠煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的之后，對煙塵的排放變得嚴格，這時對電除塵器配件的氣流分布進行組織和調(diào)整就變成了提高電除配件除塵效率的重要要組成部分，因為，從眾多理論和實際統(tǒng)計的資料不難看出，氣流分布是電除器除塵效率的一個因素。以往的一些研究認為，電除配件內(nèi)部的氣流分布是越均勻除塵的效果就越好，但是自上個世紀(jì)九十年代以來，一些的工作者著手試驗一種新的技術(shù)，即斜氣流技術(shù)(SkewedGasFlowTechnology，簡稱SGFT>，通過工作者的研究與試驗讓人們重新認識了ESP內(nèi)部氣流分布。在斜氣流技術(shù)中氣流速度滿足以下分布:電場入口處氣流的流速應(yīng)該是上部低、下部高的分布方式，而出口則與之相反。斜氣流技術(shù)在工業(yè)電除塵設(shè)備上的應(yīng)用收到了很好的效果，并且與均勻氣流相比，采用斜氣流技術(shù)的電除配件的粉塵排放量可相應(yīng)縮減30%~60%。實際上，斜氣流分布之所以會被提出是因為工作者開始關(guān)注ESP內(nèi)部粉塵顆粒的分布情況以及其運動狀態(tài)。近十幾年來，我國的高校也對斜氣流技術(shù)進行了一些研究和試驗，但是國內(nèi)大多數(shù)都是通過理論分析、數(shù)值計算和不加粉塵顆粒的空載氣流分布試驗對斜氣流技術(shù)進行研究，而對于電除配件內(nèi)加入粉塵顆粒的氣固兩相流的數(shù)值模擬非常少。另外，那些被電除配件收集的粉塵(包括陽極板收集以及陽極板沒有收集到而掉入灰斗的粉塵)較后則是以重力沉降的方式進入集灰斗里。所以，研究ESP內(nèi)部氣流分布對粉塵顆粒重力沉降的影響對優(yōu)化ESP的結(jié)構(gòu)和提高其除塵效率是重要的。
<二>、微細顆粒物的凝并方法及其影響因素
近年來，我國大中城市霧霆天氣越來越多，這嚴重影響了城市居民的健康和生活，其中城市環(huán)境中PM2.5含量過高是導(dǎo)致霧霆天氣的主要原因。因此，如何控制PM2.5產(chǎn)生，并減少其存在，成為人們函待解決的問題。
提高對微細粒子的控制水平，除了對現(xiàn)有除塵設(shè)備進行改進外，我們還可以從微細粒子本身入手。顆粒物粒徑對除塵效率有很大影響，通常粉塵粒徑越大，除塵效率越高。粉塵的凝并現(xiàn)象很常見，粉塵本身的粘附性以及電場力的作用都可以使微細粉塵凝并成較大的顆粒。所以采用凝并方法能地提高微細粉塵的收集效率。所以研究顆粒物的凝并技術(shù)具有非常重要的意義。凝并技術(shù)是指在物理或化學(xué)作用下，分散的微細粒子互相接觸從而結(jié)合成較大的顆粒。按照機理的不同，顆粒物凝并技術(shù)可分為:熱凝并、聲凝并、電凝并、磁凝并、湍流凝并、光凝并、化學(xué)凝并等。
熱凝并，是指在沒有施加外力、周圍溫度較高的情況下顆粒物產(chǎn)生明顯的成核和凝并現(xiàn)象。一般來說，熱凝并的凝聚過程比較緩慢，所以限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。
聲凝并是指在聲場作用下，氣相和液相之間發(fā)生復(fù)雜的相互作用，聲波能加速顆粒間的相對運動，增加粒子間的碰撞幾率，從而使氣體中的微細顆粒易于凝聚成較大的顆粒，從而被捕集。聲凝并雖能加速微粒的凝并，但耗費能量太高，同時也要考慮到噪音的危害。
電凝并技術(shù)是通過提高細顆粒的荷電能力，使得荷電細顆粒以電泳方式到達飛灰顆粒表面的數(shù)量增多，從而提高顆粒間的相互碰撞，達到凝并的效果?，F(xiàn)有的顆粒物電凝并方法主要有四種:異極性荷電顆粒的庫侖凝并;異極性荷電顆粒在恒定電場中凝并;同極性荷電顆粒在交變電場中的凝并;異極性荷電顆粒在交變電場中的凝并。
化學(xué)凝并主要通過物理吸附和化學(xué)反應(yīng)共同作用來實現(xiàn)顆粒的捕集，但是要考慮到二次污染的問題。
細顆粒物的凝并方法雖然有很多，但是從耗能方面、凝并過程復(fù)雜程度以及是否有二次污染物產(chǎn)生等方面綜合考慮，電凝并是較為可行的方法。而且目前我國大部分燃煤電廠都有使用芒刺線，因此電凝并的方式適合用于振打錘改造。
在濕式電除塵中，水霧荷電也能地顆粒物的團聚。一個主要原因是霧滴荷電后靜電力增強，提高了其對顆粒物的捕集效率，與帶電霧滴結(jié)合后的顆粒，粘滯力、靜電力等增強，與其他顆粒易發(fā)生凝并，從而易于脫除?？梢?，對水霧荷電顆粒物的凝并技術(shù)進行研究，對于顆粒物脫除意義重大，是顆粒物脫除的一種非常的方法。