本文選自國(guó)家級(jí)期刊《農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展》 ， 《農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展》雜志創(chuàng)刊于1984年，農(nóng)業(yè)部主管、農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所與中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦的國(guó)家級(jí)綜合指導(dǎo)類科技期刊，為中國(guó)農(nóng)業(yè)核心期刊。傳播農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新思想、新觀點(diǎn)、新方略，倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活、農(nóng)村生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展理念，多視角、多層次、多學(xué)科地反映食品安全與健康、資源開發(fā)與利用、環(huán)境污染與防治、農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)與農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)等熱點(diǎn)問題，直接面向農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、能源、衛(wèi)生等領(lǐng)域的科研、教學(xué)、生產(chǎn)、管理、技術(shù)推廣人員與大眾讀者。同時(shí)，《農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展》雜志將在重要版面上宣傳各地農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)成就。歡迎大家踴躍投稿，歡迎刊登廣告。曾用刊名：國(guó)外農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)。

　　摘要：隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，環(huán)境保護(hù)越來越受到世界各國(guó)的重視，都在尋求同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的有效方式。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科技成果在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，脈沖功率技術(shù)就是其中的一個(gè)例子。那么，脈沖功率技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展方向是什么、脈沖功率技術(shù)與環(huán)境工程又是怎樣結(jié)合的呢，這就是本文要論述的主要內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：環(huán)境工程領(lǐng)域,脈沖功率技術(shù),應(yīng)用

　　脈沖功率技術(shù)在我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展中有著重要的應(yīng)用，同時(shí)其應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)展，在民用部門、手工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)其的應(yīng)用技術(shù)也在不斷成熟。隨著生活水平和經(jīng)濟(jì)水平的上升，環(huán)境問題逐漸成為了眾多人關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)環(huán)境工程領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用也提出了更高的要求。

　　一、脈沖功率技術(shù)簡(jiǎn)述

　　1.脈沖功率技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展

　　在國(guó)際上對(duì)脈沖功率技術(shù)的研究是開始于二十世紀(jì)三十年代的，到六十年代，該技術(shù)就成為了一個(gè)獨(dú)立的發(fā)展學(xué)科，之后美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家都對(duì)該技術(shù)開始了深入研究。在我國(guó)，對(duì)脈沖功率的研究是開始于二十世紀(jì)七十年代末的，我國(guó)對(duì)它的研究是開始于“高功率電子束發(fā)器的研究”，“1979年北京高能物理所建成了當(dāng)時(shí)我國(guó)最大的強(qiáng)流脈沖電子束加速器閃光—I，應(yīng)用于γ射線模擬源”，隨之而來的是對(duì)脈沖功率技術(shù)研究的高潮，層出不窮的強(qiáng)流脈沖電子加速器逐漸建成，進(jìn)而為我國(guó)當(dāng)時(shí)高新技術(shù)的研究，如準(zhǔn)分子激光、集體離子加速、閃光射線照相、電磁軌道炮以及高功率微波等提供了很好的研究條件。

　　2.脈沖功率技術(shù)發(fā)展

　　（1）脈沖功率裝置

　　（2）高功率脈沖發(fā)展方向

　　當(dāng)前，高功率脈沖的主要發(fā)展方向有以下幾方面，第一，元件儲(chǔ)能密度還需要提高。隨著電容制造技術(shù)的提高以及分子工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能密度的提高提供了發(fā)展條件，同時(shí)脈沖電容器儲(chǔ)能空間也能夠得到一定提升，這就有利于緩解大體積、大重量給脈沖功率系統(tǒng)帶來的不良影響。根據(jù)不同器件電氣強(qiáng)度極限值不同，其要求的儲(chǔ)能密度也是不同的。但是，無論密度要求如何，電容的儲(chǔ)能密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電感儲(chǔ)能密度，所以，不僅在我國(guó)，在國(guó)際上對(duì)這種電感儲(chǔ)能高功率脈沖電源的研究也非常重視。第二、發(fā)展重復(fù)高功率脈沖。原來我國(guó)應(yīng)用多是單次的脈沖功率技術(shù)，這種技術(shù)主要是為我國(guó)國(guó)防科學(xué)研究提供服務(wù)，應(yīng)用范圍與社會(huì)發(fā)展的要求產(chǎn)生了不可避免的矛盾，所以，為了適應(yīng)民用、工業(yè)以及新興領(lǐng)域?qū)γ}沖功率的要求，必須要發(fā)展重復(fù)頻率高且具有平均功率的脈沖功率技術(shù)。第三、高頻、大功率開關(guān)技術(shù)的研究。開關(guān)元件的相關(guān)參數(shù)對(duì)脈沖功率系統(tǒng)的整體都存在著一定的影響，這也決定了開關(guān)元件技術(shù)是脈沖功率技術(shù)中重點(diǎn)技術(shù)之一。隨著社會(huì)科技的發(fā)展以及應(yīng)用要求的提高，同時(shí)，大功率全控型的產(chǎn)品器件被大量生產(chǎn)并且產(chǎn)品化，為開關(guān)技術(shù)的發(fā)展研究提供了可靠的器件基礎(chǔ)，為此“高重復(fù)率脈沖電源轉(zhuǎn)換開關(guān)和開關(guān)的串聯(lián)均壓技術(shù)被大量使用在脈沖電源中，并取得了較為理想的結(jié)果”。第四，脈沖電源多元化發(fā)展。脈沖功率應(yīng)用范圍的擴(kuò)展給脈沖電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求，所以在未來的研究中要加大對(duì)脈沖電源多元化的發(fā)展，比如低成本化、小型化、多樣化等。第五，脈沖功率電源超高功率輸出技術(shù)。近些年“高電壓大功率多電平逆變技術(shù)”的發(fā)展為超高功率的輸出技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。

　　二、環(huán)境工程領(lǐng)域脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用

　　1.脈沖功率技術(shù)在除塵中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)中在集塵極和放電極之間是使用直流的高壓電源，這就導(dǎo)致了在除塵中出現(xiàn)了一些問題，比如，除塵的效率受到粉塵比電阻限制比較嚴(yán)重。在高比電阻之下，粉塵的導(dǎo)電率是非常小的，所以粉塵就容易在集塵極端積聚，一旦粉塵集中太多就會(huì)很多電荷無法通過集塵極釋放，進(jìn)而也就導(dǎo)致了集塵層電勢(shì)升高而產(chǎn)生電暈，相反極離子就會(huì)被動(dòng)的進(jìn)入電暈場(chǎng)，最終會(huì)導(dǎo)致粉塵吸收率嚴(yán)重下降。而在比電阻比較小的情況下，電阻率就會(huì)比較高，負(fù)電荷和其轉(zhuǎn)帶的正電荷就會(huì)被大量釋放入集塵極，同時(shí)因?yàn)殡妶?chǎng)力的存在，就導(dǎo)致了氣流的進(jìn)入，之后這一過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行，所以說，在這種情況下，除塵效果也不是很理想。

　　那么，若脈沖功率技術(shù)應(yīng)用于除塵系統(tǒng)當(dāng)中，就會(huì)解決以上的麻煩。高壓脈沖所制造的電暈流能夠貫穿兩級(jí)之間，這樣就會(huì)使得在高比電阻情況下，積塵層被擊穿，能夠通過電荷的釋放來抑制反電暈的發(fā)生，進(jìn)而提高除塵效率。除此之外，脈沖電暈?zāi)軌蛟诜劈c(diǎn)空間之內(nèi)產(chǎn)生很多高能電子，它是一種氣體成分，能夠產(chǎn)生活性粒子，此時(shí)，除塵器除了吸塵之外還能消除粉塵攜帶的SO2以及有機(jī)物分子等，起到了凈化空氣，環(huán)境保護(hù)的作用。在相等的電壓之下，應(yīng)用脈沖功率技術(shù)中的高壓脈沖電源，能夠比直流電源的使用跟家節(jié)省能量，凈化空氣、節(jié)能環(huán)保，是該技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境保護(hù)效果，這也是該技術(shù)被大量應(yīng)用于環(huán)境工程領(lǐng)域的重要原因。

　　2.脈沖功率技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

　　由高壓脈沖電源輸出的電壓波形有著前沿比較陡，脈沖比較窄的特點(diǎn)，如果將其施加在液相內(nèi)部的非平衡電極中間，很容易引起處理對(duì)象的分子發(fā)生結(jié)構(gòu)性的改變，其中，質(zhì)量輕的電子在獲得一定的能量之后就會(huì)變成高能的自由電子，在這種高能的自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)與其他分子發(fā)生碰撞，也就會(huì)導(dǎo)致水相化學(xué)過程的發(fā)生，會(huì)產(chǎn)生水等活性的物質(zhì)，從而能夠降解污水中的各種有機(jī)物。在發(fā)生這些電化學(xué)反應(yīng)過程中，因?yàn)榉肿颖浑婋x了，電子的躍遷會(huì)產(chǎn)生很多的物理效應(yīng)，比如說超聲波的產(chǎn)生、沖擊波的產(chǎn)生等，而這些物理效應(yīng)也會(huì)有力的降解有機(jī)物。

　　首先，電子輻射作用的產(chǎn)生。在廢水中會(huì)有很多的分子和原子，而脈沖電源放電會(huì)導(dǎo)致很多等離子體產(chǎn)生，而這些等離子體中又含有高能電子，這些電子會(huì)與廢水中的分子發(fā)生碰撞，會(huì)產(chǎn)生很多活性粒子，比如過氧自由基、雙氧水、水合電子、水合氫離子等。其次，會(huì)產(chǎn)生臭氧氧化反應(yīng)。再次，紫外光線的分解作用。在脈動(dòng)電源放電過程中能夠產(chǎn)生一些紫外光線，這些紫外光線對(duì)有害物質(zhì)有分解作用。最后，能夠產(chǎn)生超聲波作用。液相的超聲波能夠產(chǎn)生很多的空化氣泡，這些氣泡能夠裂解形成高壓和局部的高溫狀態(tài)，這樣就會(huì)產(chǎn)生氫自由基，同時(shí)，超聲波還能夠分解水中所含有的溶解氧。

　　污水處理中尤其是有機(jī)污水處理中的脈沖電源的能量利用率相對(duì)來說比較高，控制起來也比較方便，還不會(huì)產(chǎn)生二次污染，比較清潔，在環(huán)保工程領(lǐng)域中的應(yīng)用具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展空間也比較廣闊。

　　三、結(jié)束語：

　　其實(shí)，脈動(dòng)功率技術(shù)是電力技術(shù)中的一部分，擁有比較強(qiáng)的高效節(jié)能作用。也正是因?yàn)槠溆兄�快放慢充的�?dú)特特性，使其成為了非平衡態(tài)等離子產(chǎn)生的有效手段之一，這也恰恰適應(yīng)了近些年社會(huì)發(fā)展的新要求，為環(huán)境保護(hù)工程做出了很多的貢獻(xiàn)，在除塵方面、廢水處理方面都有著重要的作用，推動(dòng)了破壞環(huán)境的重要因素——廢水的處理高效化實(shí)現(xiàn)。本文只是簡(jiǎn)單的從幾個(gè)方面進(jìn)行了論述，還望能夠?yàn)閷?shí)踐活動(dòng)提供幫助。

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