本文選自國家級期刊《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)境保護科研監(jiān)測所與中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護協(xié)會聯(lián)合主辦的國家級綜合指導(dǎo)類科技期刊，為中國農(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、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)濟等熱點問題，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，《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)境保護成就。歡迎大家踴躍投稿，歡迎刊登廣告。曾用刊名：國外農(nóng)業(yè)環(huán)境保護。

　　摘要：隨著國際經(jīng)濟發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變，在經(jīng)濟發(fā)展中，環(huán)境保護越來越受到世界各國的重視，都在尋求同時實現(xiàn)發(fā)展經(jīng)濟與環(huán)境保護的有效方式。同時，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)在我國高新技術(shù)發(fā)展中有著重要的應(yīng)用，同時其應(yīng)用范圍也在不斷地擴展，在民用部門、手工業(yè)、環(huán)境保護等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對其的應(yīng)用技術(shù)也在不斷成熟。隨著生活水平和經(jīng)濟水平的上升，環(huán)境問題逐漸成為了眾多人關(guān)注的焦點，對環(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)簡述

　　1.脈沖功率技術(shù)在我國的發(fā)展

　　在國際上對脈沖功率技術(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)就成為了一個獨立的發(fā)展學(xué)科，之后美國、日本、俄羅斯等國家都對該技術(shù)開始了深入研究。在我國，對脈沖功率的研究是開始于二十世紀(jì)七十年代末的，我國對它的研究是開始于“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)時我國最大的強流脈沖電子束加速器閃光—I，應(yīng)用于γ射線模擬源”，隨之而來的是對脈沖功率技術(shù)研究的高潮，層出不窮的強流脈沖電子加速器逐漸建成，進而為我國當(dāng)時高新技術(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，為儲能元件儲能密度的提高提供了發(fā)展條件，同時脈沖電容器儲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)不同器件電氣強度極限值不同，其要求的儲能密度也是不同的。但是，無論密度要求如何，電容的儲能密度要遠遠低于電感儲能密度，所以，不僅在我國，在國際上對這種電感儲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)主要是為我國國防科學(xué)研究提供服務(wù)，應(yīng)用范圍與社會發(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)中重點技術(shù)之一。隨著社會科技的發(fā)展以及應(yīng)用要求的提高，同時，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很多電荷無法通過集塵極釋放，進而也就導(dǎo)致了集塵層電勢升高而產(chǎn)生電暈，相反極離子就會被動的進入電暈場，最終會導(dǎo)致粉塵吸收率嚴(yán)重下降。而在比電阻比較小的情況下，電阻率就會比較高，負電荷和其轉(zhuǎn)帶的正電荷就會被大量釋放入集塵極，同時因為電場力的存在，就導(dǎo)致了氣流的進入，之后這一過程會重復(fù)進行，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，就會解決以上的麻煩。高壓脈沖所制造的電暈流能夠貫穿兩級之間，這樣就會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，進而提高除塵效率。除此之外，脈沖電暈?zāi)軌蛟诜劈c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，除塵器除了吸塵之外還能消除粉塵攜帶的SO2以及有機物分子等，起到了凈化空氣，環(huán)境保護的作用。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，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變成高能的自由電子，在這種高能的自由電子運動時，會與其他分子發(fā)生碰撞，也就會導(dǎo)致水相化學(xué)過程的發(fā)生，會產(chǎn)生水等活性的物質(zhì)，從而能夠降解污水中的各種有機物。在發(fā)生這些電化學(xué)反應(yīng)過程中，因為分子被電離了，電子的躍遷會產(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)也會有力的降解有機物。

　　首先，電子輻射作用的產(chǎn)生。在廢水中會有很多的分子和原子，而脈沖電源放電會導(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，這些電子會與廢水中的分子發(fā)生碰撞，會產(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，會產(chǎn)生臭氧氧化反應(yīng)。再次，紫外光線的分解作用。在脈動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)，這樣就會產(chǎn)生氫自由基，同時，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污水處理中的脈沖電源的能量利用率相對來說比較高，控制起來也比較方便，還不會產(chǎn)生二次污染，比較清潔，在環(huán)保工程領(lǐng)域中的應(yīng)用具有較強的優(yōu)勢，發(fā)展空間也比較廣闊。

　　三、結(jié)束語：

　　其實，脈動功率技術(shù)是電力技術(shù)中的一部分，擁有比較強的高效節(jié)能作用。也正是因為其有著快放慢充的獨特特性，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)了近些年社會發(fā)展的新要求，為環(huán)境保護工程做出了很多的貢獻，在除塵方面、廢水處理方面都有著重要的作用，推動了破壞環(huán)境的重要因素——廢水的處理高效化實現(xiàn)。本文只是簡單的從幾個方面進行了論述，還望能夠為實踐活動提供幫助。

　　參考文獻：

　　[1]鄭建毅,何聞.脈沖功率技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢綜述[J].機電工程.2008(04)

　　[2]嚴(yán)萍.脈沖功率技術(shù)學(xué)科發(fā)展方向?qū)ｎ}研討會在西安召開[J].高電壓技術(shù).2011(06)

　　[3]王瑩.脈沖功率技術(shù)綜述[J].電氣技術(shù).2009(04)

　　[4]王瑩.脈沖功率技術(shù)綜述(續(xù))[J].電氣技術(shù).2009(05)

　　[5]李志強,鐘輝煌,樊玉偉,舒挺,楊建華,許流榮,趙延宋.新型電感儲能脈沖功率驅(qū)動源[J].強激光與粒子束.2010(04)