高温除尘技术一直是能源与环境领域研究的热点。热电子发射式静电除尘技术以高温烟气为能源加热逸出功较低的复合材料使其发射出热电子，粉尘碰到电子后变成荷电粒子，在电场力的作用下被捕集。国内东南大学和南京师范大学将热电子发射材料与传统的静电除尘器结合起来，提出了无电晕式的热电子发射式高温静电除尘技术，并进行了高温条件下阴极放电与除尘性能的。钨酸盐或氧化钨酸盐的熔点低于La23或钨的熔点，迁移率对蒸发率的补偿较为合理、稳定，镧元素可以源源不断地到达材料表面，使材料保持稳定的发射性能5.镧钨材料的XRD图是材料的光学显微镜分析照片。从图中可知钨晶粒尺寸约为1~2pm，钨晶界上均分布着稀土第二相。材料在加热工作时，镧元素可以沿晶界快速迁移至表层的活性层，以补充活性层中的镧蒸发造成的损失，进而保证了材料的稳定发射。

　　镧钨材料的金相组织材料在真空中的发射性能逸出功是衡量发射特性的一个重要参量。测量镧钨材料真空条件中，在1250、300、350、400、450和1500°C温度下的lgl-/U曲线，通过肖特基直线外延法求出零场发射电流密度。，如所示。将零场发射电流密度带入A=k71n，其中k为波尔兹曼常数，T为温度，计算得到镧钨材料的有效逸出功为2.88eV，比钨材料降低了约1.65eV，表明所制备的镧钨复合材料比纯钨的热电子发射性能大大改善了，这对于高温静电除尘非常有利。

　　温度1400t型号La04温度丨300 S号La04温度1 450型号La0a4温度1型号La04温度1 4材料在高温常压下的发射特性的试验为了考察制备的镧钨阴极的实用性，自行设计、安装了静态试验台，不锈钢材料制成圆筒状，外壁接地，作为荷电区的阳极，将制备的镧钨阴极悬吊在圆筒的中心。当改变阴极和阳极上加载的负高压，以温度/t I他锯及试验工况时，镧钨阴极发射电流可通过仪表测出，除以阴极面积即可得到发射电流密度，通过这一参数来反应镧钨材料的阴极放电特性。

　　4.1温度与电压对发射电流密度的影响通过试验，得到镧钨材料的发射电流密度与温度，电压的关系如所示。

　　由图可以发现，发射电流密度随阴-阳极间电压的增大而增加，这是因为随着阴-阳极间加载的电压增大，场强不断增大，外部强电场压低了势垒的高度，使势垒的最高点降低，并使势垒的宽度变窄，有利于电子的逸出。

　　温度与电压对发射电流密度的影响曲线从图中还可以看出，温度对镧钨阴极的发射电流密度有明显的影响，这也正是镧钨阴极热电子发射式静电除尘器较之传统的电晕式静电除尘器的显著特点之一。当温度高于1000C左右时，发射电流密度随温度的升高而迅速增大。因此，对于高温>800C）烟气的除尘，基于热电子发射的无电晕静电除尘器比传统静电除尘器更具有优势。

　　4.2环境气氛对发射电流密度的影响至显示的是不同温度下环境气氛对镧钨材料发射特性的影响。

　　从图中可以看出，当温度相对较低时，发射电流密度的大小关系是：N2气氛>C2气氛>空气气氛下。这主要是气体分子对电子吸附的难易程度造成的。N2不能吸附电子，因此，在发射阴极和阳极之间，自由电子较多，离子的迁移率较大，因而发射电流密度也较高。C2分子被高能量的电子撞击后，离解为一氧化碳及一个氧原子。通过电子吸附于氧原子上就形成了负离子，因此电流密度比N2气氛较高；空气气氛中因为存在对自由电子有很大亲和力的氧气分子存在，有效地捕捉了自由电子，从而降低了离子迁移率，使发射电流密度较低113.然而，随着温度的升高，环境气氛对材料的发射特性影响也越小，当温度1100°c时，环境气氛对发射电流密度几乎没有影响。

　　800c温度下环境气氛对发射电流的影响900C温度下环境气氛对发射电流的影响1100C温度下环境气氛对发射电流的影响°C温度下环境气氛对发射电流的影响4.3荷电区离子密度尘粒的荷电是静电除尘的关键步骤，离子密度N.是影响尘粒荷电的重要因素之一，根据公式N=/ekE可计算出运用镧钨材料阴极的静电除尘器荷电区离子密度4.其中，一荷电区电流密度，A/m2；由。

　　传统静电除尘器的尘粒荷电广泛采用的是高压直流电晕，有，含尘高温气流首先通过荷电区，粉尘捕捉阴极发射出的自由电子后变成负离子，然后流经收尘区，在电场力的作用下被阳极捕捉而除去。除尘器的设计参数如表2所示。

　　荷电区离子密度随温度、电压的变换关系曲线Fig. 0镧钨阴极高温静电除尘器结构简图Fig.表2热电子发射式高温静电除尘系统装置的主要设计参数Table极间距/mm电场长度/mm气流速度烟气含尘浓度气体流量（104）工作温度电压/V除尘效率荷电区收尘区荷电区收尘区1显示的是荷电区温度为900°C，荷电区电压为1200V，除尘区电压为6000V时，烟气流速与除尘效率的关系。由图可知，随着流速的增大，除尘效率降低。这一结论和传统静电除尘器的是一致的。这是因为提高流速，粉尘颗粒在荷电区的停留时间变短，粉尘颗粒尤其是细小的粉尘颗粒荷电量减少，使其在除尘区的驱进速度减小，使其更难除去；同时，流速变大使得粉尘颗粒在除尘区停留时间变短，使得除尘效率降低。

　　在烟气流速为1m/s，荷电区温度为900尘区电压为6000V的工况下，荷电区电压与除尘效率的关系如2所示。荷电区电压的增大提高了荷电区的离子密度，使得粉尘荷电量增加，从而提高了除尘效率。从图中可知当电压小于800V时，除尘效率迅速增加，而大于800V后，除尘效率增加的比较缓慢。

　　荷电区电压/V 2荷电区电压与除尘效率的关系在烟气流速为1m/s，荷电区温度为900电区电压1200V，除尘区电压为6000V的工况下，除尘效率随着粉尘粒径的变化如3所示。由图可知，当粒径较小时（粒径<10pm）时，除尘效率随着粉尘粒径的增大而增大很快，当粒径较大时，除尘效率随粒径的变化缓慢；当粉尘粒径为5pm，除尘效率达99%以上3除尘效率随粉尘粒径的变化曲线6结论制备的镧钨材料由La2WO6和W组成，其真空下1250~1500C的有效逸出功为2.88eV常压下镧钨阴极发射电流密度随阴-阳极间电压的增大以及温度的升高而增大，当温度高于1000C左右时，发射电流密度随温度的升高而迅速增大。

　　镧钨阴极的热电子发射高温静电除尘器荷电区离子密度可达1015~1016个/m3以上，比传统电晕式静电除尘器的离子密度要高两个数量级以上，但是荷电区需要加载的电压却低得多（1000~1200V）。

　　镧钨阴极的热电子发射高温静电除尘器的除尘效率随着烟气流速、粉尘粒径的变化规律与传统的电晕式静电除尘器基本一致，这是由于二者的收尘原理和收尘区结构没有区别；提高荷电区电压，阴极热电子发射电流密度增大，提高了荷电区的离子密度，使得粉尘荷电量增加，在电场中的驱进速度变大，从而提高了除尘效率。致谢：南京师范大学代维敏和董黎莹对本文的撰写给予了很大帮助，在此表示感谢。