可惜的是，在推广普及该技术的过程中，大量简单仿制，追求短期效益的行为使得玻化微珠的加工技术并未得到真正的发展，在相当长的一段时间内，电膨胀炉仅仅是在加热元件上有一些简单的改进，另外一个最大的改变也仅仅是对炉体尺寸的放大，这其实我们不愿意看到的。

但是，到了第四代，在原有第三代电炉丝加热工艺的基础上，引进景德镇陶瓷窑炉工艺，结合玻化微珠生产原理，将电阻丝换成电阻带，用含皓棉更换耐火砖，加热更直接，保温效果更好，热效率更高，制造成了高效低能耗并且生产设备长寿命周期的全新加工生产线。

到了第五代，引进热能回收再利用的热风管理系统，结合第四代玻化微珠生产原理，反复试验，反复改进，全新设计制作了由天然气作为热源的玻化微珠生产线，可调节膨胀温度上限再次提高，对矿砂的膨胀性能依赖进一步降低，之前的技术对矿砂的品味有一定要求，只能膨胀高品位矿砂，而现在的工艺技术完全可以加工普通矿砂，使得现有矿山中原本不可用的矿资源变成了可用资源，可使矿山的可开采量和开采寿命大幅提高，上天梯现有矿山资源经过多年开采，高品位可开采矿石资源日渐枯竭，估计只占到全部可采矿储量的10%，剩余资源中有很大一部分为次级矿石（俗称废石或尾矿），不适用现有玻化微珠工艺设备的生产质量要求，而第五代工艺设备的出现，预计可提高矿山开采寿命30-50年。同时加大了除尘系统、自动化控制等附属系统，为满足节能环保进行大投入，还开创性的使用了低氮燃烧机技术，使得颗粒物排放指标大幅降低，只有不到15mg/m3，远远低于国家排放标准，自此，玻化微珠又开启了一个新的时代，产能大幅提高，人工成本大幅减少，质量稳定性也迅猛提升。

如今，环保形势日益严峻，各级政府都把绿色、蓝天工作摆在了首位，对于珍珠岩行业而言，最重要的环保问题便是灰、尘。布袋除尘已经成为珍珠岩加工行业的主要环保措施，布袋除尘技术的工作原理如下：

⑴ 重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，在重力作用下沉降下来，这和沉降室的作用完全相同。
⑵ 筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时，粉尘在气流通过时即被阻留下来，此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时，这种作用就比较显著起来。
⑶ 惯性力作用——气流通过滤料时，可绕纤维而过，而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下，仍按原方向运动，遂与滤料相撞而被捕获。
⑷ 热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下)，随气流运动，非常接近于气流流线，能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后，便改变原来的运动方向，这就增加了粉尘与纤维的接触机会，使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细，空隙率越小、其捕获率就越高，所以越有利于除尘。

袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99％以上，而且其效率比高。

让我们来了解一下传统的珍珠岩膨胀炉的工艺，如下图示：

1-预热炉，2-斗式提升机，3-膨胀炉，4-水冷系统，5-蜗式旋风分离器，6-除尘器

工艺流程大致为：原砂—预热炉—斗式提升机-珍珠岩膨胀炉—水冷系统—蜗牛旋风分离器—风送系统—称量包装

膨胀炉膨胀机理：立式膨胀炉高度在9-12米，燃烧室在炉体下部，燃烧火嘴在膨胀炉的底部，向上喷火，炉内燃烧，通过调整天然气流量和助燃空气的流量，相应的调节炉内温度。天然气从炉体底部向上喷射燃烧，形成高温上升气流，预热后的矿砂在炉体中下部通过下砂口进入炉膛，与热气流接触，矿砂颗粒受热膨胀。在矿砂进入炉腔初期，上升气流的浮力小于矿砂自身重力，向下落体：下落过程中受热开始膨胀，体积成倍增大，导致向上的受力面积加大，当浮力超过自身重量时，膨胀珍珠岩开始随气流上升，并继续受热膨胀，随热气流升至烟道后， 经水冷箱引入旋风分离器，完成产品与热气流的分离，分离出的成品经送风机吹送至成品料仓 。

再来看看闭孔珍珠岩加工工艺，如下图：

玻化微珠加工工艺预热以及辅助系统并无太大区别，但摒弃了火焰下部直烧的传统膨胀方式，采取间接电加热的方式，加热元件采用电阻丝（或电阻带），安置在炉壁夹层之间，加热元件先加热炉内中心管（一般为不锈钢），不锈钢管受热至1000度左右，通过热辐射使得膨胀炉内温度成一定梯度分布，一般将炉体从上至下分为6到7个温区，每个温区由不同的电控柜控制温度，并大胆的使用了顶部下料，通过给料器（也称布料器），沿炉内壁自由落体至炉体底部，使得矿砂在下落过程中以渐进方式受热，矿砂降落至3-4温区时，完成膨胀过程，此时的膨胀珍珠岩为开孔珍珠岩形态，颗粒为蜂窝孔状，落入第5温区后，膨胀珍珠岩表面部分开始熔融、液化、后在表面张力的作用下开始收缩并连为一体，并在颗粒表面形成玻璃质外壳，将蜂窝孔封闭，紧接着跌落出膨胀主炉体，与外界冷空接触迅速冷却成型，被抽风机抽入料仓。

膨胀主炉内部结构示意图如下：

玻化微珠的加工工艺经过不断进步，技术也不断在革新，从1996年开始，刘鹏教授开创先河，开始了研发新型保温材料新课题，五年磨一剑，球形闭孔膨胀珍珠岩研制项目作为由信阳师范学院承担的“河南省97重大科技攻关项目”，于1999年11月通过了河南省科技厅组织的鉴定，2000年，以刘鹏教授为首联合卢先春，陈世富两位专家，研制确立了以硅碳棒为加热元件的电加热加工工艺路线，2001年，再次由刘鹏教授等三位专家攻关，与信阳本土企业合作，安装调试了年产5000吨闭孔珍珠岩生产线（属于河南省2000年科技攻关项目），正式开启了玻化微珠元年，又有了王志新专家，付桂元专家的加入，在内蒙赤峰等地开始推广该闭孔技术，随后迅速的向全国铺开。

如今，膨胀珍珠岩分成了两大类，一类是传统的开孔膨胀珍珠岩，另一类为闭孔膨胀珍珠岩（即玻化微珠）。而闭孔珍珠岩凭借其特殊的结构，强度得到大幅提升，吸水率也大幅下降，成为了许多下游应用领域的新宠。如今开孔珍珠岩主要应用在建筑型材，板材，园艺，深冷保温，食品助滤剂，烟花炮竹等行业，而闭孔珍珠岩在保温砂浆，轻质砂浆，特种砂浆，特种填料等领域中有着很好的需求。销售价格方面，开孔珍珠岩因为堆积密度小，一般在50-80公斤/立方，所以通常以体积为单位销售（包），售价一般在9-12元/100升；闭孔珍珠岩因堆积密度较大，一般在90-300公斤/立方，通常以重量为单位销售，售价一般在1500-2000元/吨。

近年来，随着经济的迅速发展，以原煤为燃料的锅炉增加很多，燃煤锅炉排放的大气污染物对周围环境造成很大危害，然而减少或降低燃煤锅炉排放污染物的主要途径是与锅炉相配套的各类消烟除尘器，而除尘器的性能和效率是决定一台锅炉对周围环境造成危害程度的关键所在。除尘器可分为两大类：①干式除尘器：包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。②湿式除尘器：包括又喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等。目前常见的运用最多的是旋风分离器、静电除尘器与布袋除尘器。

下面对各种除尘器做简要介绍：

1. 重力除尘

利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘靠本身的重力(重力) 从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。重力降尘室的工作原理如下图所示：含尘气体从一侧以水平方向的均匀速度V进入沉降室，尘粒以沉降速度V沉下降，运行t时间后，使尘粒沉降于室底。净化后的气体，从另一侧出口排出。

2. 惯性除尘

惯性除尘器也叫惰性除尘器。它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离气流而被分离出来，得到净化的气体在急剧改变方向后排出。下图几种常见的惯性除尘器。这种除尘器结构简单，阻力较小(10-80毫米水柱)，净化效率较低(40-80％)，多用于多段净化时的第一段，净化中的浓缩设备或与其它净化设备配合使用。惯性除尘器以百叶式的最常用。（它适用于净化含有非粘性、非纤维性粉尘的空气，通常与其它种除尘器联合使用组成机组。

3.旋风分离器

工作原理:：旋风除尘器的工作原理如下图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于5~10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较低（80~160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。

4. 布袋除尘技术

工作原理：⑴ 重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，在重力作用下沉降下来，这和沉降室的作用完全相同。⑵ 筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时，粉尘在气流通过时即被阻留下来，此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时，这种作用就比较显著起来。⑶ 惯性力作用——气流通过滤料时，可绕纤维而过，而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下，仍按原方向运动，遂与滤料相撞而被捕获。⑷ 热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下)，随气流运动，非常接近于气流流线，能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后，便改变原来的运动方向，这就增加了粉尘与纤维的接触机会，使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细，空隙率越小、其捕获率就越高，所以越有利于除尘。袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99％以上，而且其效率比高。

5. 静电除尘

工作原理：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。根据目前国内常见的电除尘器型式可概略地分为以下几类：按气流方向分为立式和卧式，按沉淀极极型式分为板式和管式，按沉淀极板上粉尘的清除方法分为干式湿式等。1-阳极；2-阴极；3-阴极上架4-阳极上部支架；5-绝缘支座；6-石英绝缘管；7-阴极悬吊管；8-阴极支撑架；9-顶板；10-阴极振打装置；11-阳极振打装置；12-阴极下架；13-阳极吊锤；14-外壳15-进口第一块分布板；16-进口第二块分布板17-出口分布板；18-排灰装置

电除尘器的优点

⑴ 净化效率高，能够普及0.01微米以上的细粒粉尘。在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。⑵ 阻力损失小，一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。⑶ 允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250℃，其他类型还有达到350~400℃或者更高的。⑷ 处理气体范围量大。⑸ 可以完全实现操作自动控制。

电除尘器的缺点

⑴ 设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。⑵ 对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。⑶ 受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。⑷ 一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。⑸ 目前在某些企业实用效果达不到设计要求。

6. 高温陶瓷除尘器：

对于燃煤联合循环发电系统（IGCC），发展既能满足燃气轮机要求同时又能满足环境保护要求的高温燃气净化系统是非常重要的，它是燃煤联合循环发电技术真正商用化的最关键技术之一。高温陶瓷过滤器，目前被普遍认为是最有前途的高温除尘设备。陶瓷过滤器对高温燃气中的粉尘进行过滤于用砂砾层（颗粒层除尘器）或纤维层（布袋除尘器）对气体净化都基于同一过滤理论。陶瓷过滤器的过滤元件目前普遍采用高密度材料，制成的陶瓷过滤元件主要有棒式、管事、交叉流式三种。下图为一种交叉流式陶瓷过滤器元件，它由薄的多空陶瓷板组成，通过烧结形成带有通道的肋状整体。含尘气体从短通道端进入过滤器，然后在每个通道过滤后进入通道较长的清洁气体端，清洁气体通道的一端封死是清洁气体流入清洁气体汇集箱，短通道内所捕集的尘粒通过反向脉冲气流定期清除。

7. 下面以水膜除尘器为例介绍一种湿式除尘器：

利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化，这类净化设备叫做水膜除尘器。包括冲击水膜、惰性（百叶）水膜和离心水膜除尘器等多种。含尘气体由简体下部顺切向引入，旋转上升，尘粒受离心力作用而被分离，抛向筒体内壁，被简体内壁流动的水膜层所吸附，随水流到底部锥体，经排尘口卸出。水膜层的形成是由布置在筒体的上部几个喷嘴、将水顺切向喷至器壁。这样，在简体内壁始终覆盖一层旋转向下流动的很薄水膜，达到提高除尘效果的目的。这种湿式除尘器结构简单，金属耗量小，耗水量小。其缺点是高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象。

以上介绍的是工程中几种常见的除尘设备，实际中应选用哪一种应根据各自的优缺点及实际情况决定。目前大型电站大多使用静电除尘器或布袋除尘器。