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摘要：高电压技术作为一种通过施加高压电场形成诸多自由电子及活性物质，可以降低各种环境污染物。本文通过对高压放电中脱硫、除尘等技术介绍，重点探究高电压环境工程应用研究关键技术，具体如下。
关键词：高电压环境工程;关键技术;展望
在社会快速发展及工业化水平不断提升的环境下，给人们赖以生存的生态环境带来严重影响，威胁人们今后生存，环境保护和治理成为促进社会发展的重要方式。要想实现生态环境保护和改善，需要加强高效低能技术研发，如高压放电技术。在高压放电技术作用下，可以释放大量高能电子，形成带电粒子和活性物质，适用于电厂生产中，实现颗粒荷电和物质氧化还原等。因为放电结构比较繁琐，因此高压放电技术可以运用在各个场所中，并且还可以和其他技术联合应用，如针板技术、线板技术等。将高压放电技术应用到大气污染治理工程中，可以实现对水源、食品的杀菌处理，给人们提供安全、放心的食物，降低对环境的影响，实现社会和生态环境的和谐发展。
一、高电压的基本概述
在诸多传输系统中，设备之间存在一定传输距离，在周围环境电磁干扰的情况下，将会给信号传输带来直接影响。为了降低干扰影响，保证信号传输顺利进行，通常采取双绞线等方式，在对干扰及传输距离没有过高要求的情况下应用，但是针对长距离或者高电压干扰环境下将无法获取理想应用效果，甚至埋下诸多安全隐患，如大功率电源设备启动暂停、各种电弧关闭等，给电信号带来影响;输出功率过高，环境温度变大等，影响电缆应用期限[1]。为了降低影响，不但要保证接地合理，同时还要缩短输入和输出之间距离，通过采用高電压技术，降低干扰带来的影响，保证信号可以在高电压干扰环境下顺利传递。
二、高电压环境工程应用研究关键技术
1. 脱硫脱酸技术
1.1高压放电气相脱硫脱硝
从气相角度来说，在高能电子的作用下，高压放电可以引发较为繁杂的化学反应，其中包含了自由基反应、离子分子反应等。通过在上述反应作用下，高压放电可以转变二氧化硫及碳氧化物形态，从而达到脱硫脱酸的目的。在Veldhuizen E V 等介绍中已经明确表示出气相中脱硫脱酸反应机理。在二氧化硫脱除过程中，产生的反应物有四种，且每个分子气相氧化能耗比较大，大约是40 eV。而碳氧化物脱除一般是在自由基以及热化学反应下进行，通过逆向反应，有效减少转化功率，增加能耗。高压放电气相脱硫脱硝流程见图1：
1.2 高压放电异相脱硫脱硝
在早期低温等离子体脱硫探究中，包含了诸多气相反应内容。在上个世纪八十年代末，Paur H就已经发现电子束辐射法中脱硫率将会随着烟气水蒸气含量增多而发生变化，在此过程中，发现有两种反应机理。在气相反应中，NH3与 SO2的热化学反应远远大于自由基反应。在反应过程中，如果在没有NH3的情况下，SO2浓度仅为20%左右，受到高压放电影响出现脱硫脱酸现象，随之将其添加到NH3中，脱硫率将会达到99%左右[2]。气相放电给SO2气相氧化及吸收热化学反应都没有起到促进效果，但是可以让氧化液形成亚硫酸钠。AC/DC 电源氧化效率是直流电源的1.7倍，是空气氧化含量的2.8倍。AC/DC 电源应用在氧化液过程中，溶液中有两种形式，一个是喷雾，另一个是降膜。前者是在空压机及水泵的作用下，把亚硫酸铵容易进行喷雾处理，后者则是在水泵的作用下让溶液自己溢流而下，防止空压机造成的额外消耗。
2. 电除尘
在雾霾中，含有大量的SO2、NOx等，雾霾颗粒分布呈现出均匀状态，粒径比较小，以细粒粒物为主。PM2.5 一般产生于人为因素，如发电、石油生产等过程中将会释放大量烟尘，在城市交通发展中，交通工具将会产生大量汽车尾气。电除尘器工作原理在于通过电晕放电形成诸多离子，实现对粒子荷电，让带电粒子在电场力驱动下朝着集尘板方向移动，把微粒行气流中分离出来。电除尘因为自身具备较强的除尘功能，因此成为一种烟气除尘的主要设备。
2.1电除尘应用
在西方发达国家中，大部分燃煤电厂都采取电除尘设备，出口排放质量浓度通常控制在25mg/m3左右。现阶段，西欧等国家采取电除尘器以后，平均排放质量浓度控制在10mg/m3左右。在我国，为了实现环境治理，也广泛采用电除尘设备，即便一些国家煤中灰分高，比电阻大，影响电除尘设备应用效果，但是这些国家依旧采用电除尘设备进行环境治理。由于我国在电除尘设备应用上，应用时间比较短，但是其发展效率比较快速[3]。从目前情况来说，我国电除尘设备在加工、生产等方面均领先于国际水平，煤炭电厂是我国电除尘设备应用第一大户，70%以上的电除尘设备均应用于机组燃煤锅炉生产中。电除尘设备结构图见图2：
2.2电除尘理论依据
在传统电除尘设备设计过程中，主要是参考Deutsch 公式进行：
其中， 表示的总除尘效率;A表示的收尘极板面积;qv表示的烟气体积流量; 表示的颗粒物驱进速度。
在电除尘过程中，所有颗粒物都要均匀分布在荷电中，所有颗粒都要具备相同的驱动速度。在实际过程中，各个粒径的颗粒物在驱动速度上大不相同，所以，Deutsch公式已经无法满足各级除尘效率计算要求。在电除尘过程中，需要根据分级除尘效率公式进行计算：
其中，r表示的是颗粒物空气动力学半径; （r）表示的颗粒物分级除尘效率; （r）、 （r）表示的和颗粒物粒径相关的修整系数;Ea表示的平均电厂强度;Ep表示的峰值电厂强度;S表示比收尘面积。
3. 水处理
随着工业化发展效率的加快，有机废水数量增多。常规意义上的水体灭菌工艺将会面临“三致”性消毒副产物、现场设备繁琐等问题，不鞥有效提出有机废水处理西欧熬了。通过把高压脉冲水处理技术应用其中，通过对有机废水处理，实现水体消毒，应用范畴广泛，且不会造成水体污染，能量应用率比较高。当前，在对高压脉冲技术探究过程中，主要集中于脉冲电源及感应器设计为主。
3.1水下高压放电
水下高压放电主要是在尖端电极不均匀电厂作用下形成，可以在溶液中融入一些气体，促军局部放电，增加活性物质数量。液相放电可以实现水体杀菌处理，利用棒——棒式电极结构，有效提升灭菌率。通过应用水下高压放电，对处理大肠杆菌等微生物有着灭菌效果，有效的降低大肠杆菌细菌密度，将其所需能量值控制在 10 J/mL左右[4]。
3.2脉冲电场液相杀菌消毒
和传统灭菌工艺进行比较，脉冲电场在液态失误灭菌上有着明显效果，可以降低食品营养物的破坏，更易于食物保存。通过对脉冲电场液相杀菌消毒探究得知，其在脉冲电场强度、注入能量密度等方面有着较强性能。常规灭菌所需的脉冲电场强度控制在2～9 MV/m，脉冲宽度设定为1～10 μs。在电场强度设定在0.17 MV/m 的情况下，经过12000个脉冲处理，大肠杆菌细菌密度将随之降低，在实现杀菌消毒的情况下，还能保证食品质量，满足人们需求。
四、结束语
总而言之，高压放电技术凭借自身可以产生高电压等特点，得到了环境工程的广泛应用，可以实现对污染物氧化处理，采取气相脱硝等方式，提高注入功率密度和优化联合工艺。在高压放电处理废水过程中，通过应用液下放电技术，达到液相杀菌，在空气中放电也能实现大面积流量高效灭菌，在保证室内环境的同时，降低环境影响。
参考文献：
[1]郎兴康，李长胜.基于单色LED的电压传感器及其温度漂移补偿[J].激光杂志，2019（08）：26-28.
[2]郭历谋，罗博，麦瑞坤.基于电场耦合式的电动汽车无线充电技术电压优化方法[J/OL].电工技术学报：1-10.
[3]王珍凤.高电压环境下snubber电源控制系统设计[J].皖西学院学报，2016，32（05）：59-62.
[4]杨路.高电压环境下大功率电源设备信号传输系统[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2016，26（03）：59-63+90.
关键词：高电压环境工程;关键技术;展望
在社会快速发展及工业化水平不断提升的环境下，给人们赖以生存的生态环境带来严重影响，威胁人们今后生存，环境保护和治理成为促进社会发展的重要方式。要想实现生态环境保护和改善，需要加强高效低能技术研发，如高压放电技术。在高压放电技术作用下，可以释放大量高能电子，形成带电粒子和活性物质，适用于电厂生产中，实现颗粒荷电和物质氧化还原等。因为放电结构比较繁琐，因此高压放电技术可以运用在各个场所中，并且还可以和其他技术联合应用，如针板技术、线板技术等。将高压放电技术应用到大气污染治理工程中，可以实现对水源、食品的杀菌处理，给人们提供安全、放心的食物，降低对环境的影响，实现社会和生态环境的和谐发展。
一、高电压的基本概述
在诸多传输系统中，设备之间存在一定传输距离，在周围环境电磁干扰的情况下，将会给信号传输带来直接影响。为了降低干扰影响，保证信号传输顺利进行，通常采取双绞线等方式，在对干扰及传输距离没有过高要求的情况下应用，但是针对长距离或者高电压干扰环境下将无法获取理想应用效果，甚至埋下诸多安全隐患，如大功率电源设备启动暂停、各种电弧关闭等，给电信号带来影响;输出功率过高，环境温度变大等，影响电缆应用期限[1]。为了降低影响，不但要保证接地合理，同时还要缩短输入和输出之间距离，通过采用高電压技术，降低干扰带来的影响，保证信号可以在高电压干扰环境下顺利传递。
二、高电压环境工程应用研究关键技术
1. 脱硫脱酸技术
1.1高压放电气相脱硫脱硝
从气相角度来说，在高能电子的作用下，高压放电可以引发较为繁杂的化学反应，其中包含了自由基反应、离子分子反应等。通过在上述反应作用下，高压放电可以转变二氧化硫及碳氧化物形态，从而达到脱硫脱酸的目的。在Veldhuizen E V 等介绍中已经明确表示出气相中脱硫脱酸反应机理。在二氧化硫脱除过程中，产生的反应物有四种，且每个分子气相氧化能耗比较大，大约是40 eV。而碳氧化物脱除一般是在自由基以及热化学反应下进行，通过逆向反应，有效减少转化功率，增加能耗。高压放电气相脱硫脱硝流程见图1：
1.2 高压放电异相脱硫脱硝
在早期低温等离子体脱硫探究中，包含了诸多气相反应内容。在上个世纪八十年代末，Paur H就已经发现电子束辐射法中脱硫率将会随着烟气水蒸气含量增多而发生变化，在此过程中，发现有两种反应机理。在气相反应中，NH3与 SO2的热化学反应远远大于自由基反应。在反应过程中，如果在没有NH3的情况下，SO2浓度仅为20%左右，受到高压放电影响出现脱硫脱酸现象，随之将其添加到NH3中，脱硫率将会达到99%左右[2]。气相放电给SO2气相氧化及吸收热化学反应都没有起到促进效果，但是可以让氧化液形成亚硫酸钠。AC/DC 电源氧化效率是直流电源的1.7倍，是空气氧化含量的2.8倍。AC/DC 电源应用在氧化液过程中，溶液中有两种形式，一个是喷雾，另一个是降膜。前者是在空压机及水泵的作用下，把亚硫酸铵容易进行喷雾处理，后者则是在水泵的作用下让溶液自己溢流而下，防止空压机造成的额外消耗。
2. 电除尘
在雾霾中，含有大量的SO2、NOx等，雾霾颗粒分布呈现出均匀状态，粒径比较小，以细粒粒物为主。PM2.5 一般产生于人为因素，如发电、石油生产等过程中将会释放大量烟尘，在城市交通发展中，交通工具将会产生大量汽车尾气。电除尘器工作原理在于通过电晕放电形成诸多离子，实现对粒子荷电，让带电粒子在电场力驱动下朝着集尘板方向移动，把微粒行气流中分离出来。电除尘因为自身具备较强的除尘功能，因此成为一种烟气除尘的主要设备。
2.1电除尘应用
在西方发达国家中，大部分燃煤电厂都采取电除尘设备，出口排放质量浓度通常控制在25mg/m3左右。现阶段，西欧等国家采取电除尘器以后，平均排放质量浓度控制在10mg/m3左右。在我国，为了实现环境治理，也广泛采用电除尘设备，即便一些国家煤中灰分高，比电阻大，影响电除尘设备应用效果，但是这些国家依旧采用电除尘设备进行环境治理。由于我国在电除尘设备应用上，应用时间比较短，但是其发展效率比较快速[3]。从目前情况来说，我国电除尘设备在加工、生产等方面均领先于国际水平，煤炭电厂是我国电除尘设备应用第一大户，70%以上的电除尘设备均应用于机组燃煤锅炉生产中。电除尘设备结构图见图2：
2.2电除尘理论依据
在传统电除尘设备设计过程中，主要是参考Deutsch 公式进行：
其中， 表示的总除尘效率;A表示的收尘极板面积;qv表示的烟气体积流量; 表示的颗粒物驱进速度。
在电除尘过程中，所有颗粒物都要均匀分布在荷电中，所有颗粒都要具备相同的驱动速度。在实际过程中，各个粒径的颗粒物在驱动速度上大不相同，所以，Deutsch公式已经无法满足各级除尘效率计算要求。在电除尘过程中，需要根据分级除尘效率公式进行计算：
其中，r表示的是颗粒物空气动力学半径; （r）表示的颗粒物分级除尘效率; （r）、 （r）表示的和颗粒物粒径相关的修整系数;Ea表示的平均电厂强度;Ep表示的峰值电厂强度;S表示比收尘面积。
3. 水处理
随着工业化发展效率的加快，有机废水数量增多。常规意义上的水体灭菌工艺将会面临“三致”性消毒副产物、现场设备繁琐等问题，不鞥有效提出有机废水处理西欧熬了。通过把高压脉冲水处理技术应用其中，通过对有机废水处理，实现水体消毒，应用范畴广泛，且不会造成水体污染，能量应用率比较高。当前，在对高压脉冲技术探究过程中，主要集中于脉冲电源及感应器设计为主。
3.1水下高压放电
水下高压放电主要是在尖端电极不均匀电厂作用下形成，可以在溶液中融入一些气体，促军局部放电，增加活性物质数量。液相放电可以实现水体杀菌处理，利用棒——棒式电极结构，有效提升灭菌率。通过应用水下高压放电，对处理大肠杆菌等微生物有着灭菌效果，有效的降低大肠杆菌细菌密度，将其所需能量值控制在 10 J/mL左右[4]。
3.2脉冲电场液相杀菌消毒
和传统灭菌工艺进行比较，脉冲电场在液态失误灭菌上有着明显效果，可以降低食品营养物的破坏，更易于食物保存。通过对脉冲电场液相杀菌消毒探究得知，其在脉冲电场强度、注入能量密度等方面有着较强性能。常规灭菌所需的脉冲电场强度控制在2～9 MV/m，脉冲宽度设定为1～10 μs。在电场强度设定在0.17 MV/m 的情况下，经过12000个脉冲处理，大肠杆菌细菌密度将随之降低，在实现杀菌消毒的情况下，还能保证食品质量，满足人们需求。
四、结束语
总而言之，高压放电技术凭借自身可以产生高电压等特点，得到了环境工程的广泛应用，可以实现对污染物氧化处理，采取气相脱硝等方式，提高注入功率密度和优化联合工艺。在高压放电处理废水过程中，通过应用液下放电技术，达到液相杀菌，在空气中放电也能实现大面积流量高效灭菌，在保证室内环境的同时，降低环境影响。
参考文献：
[1]郎兴康，李长胜.基于单色LED的电压传感器及其温度漂移补偿[J].激光杂志，2019（08）：26-28.
[2]郭历谋，罗博，麦瑞坤.基于电场耦合式的电动汽车无线充电技术电压优化方法[J/OL].电工技术学报：1-10.
[3]王珍凤.高电压环境下snubber电源控制系统设计[J].皖西学院学报，2016，32（05）：59-62.
[4]杨路.高电压环境下大功率电源设备信号传输系统[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2016，26（03）：59-63+90.