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CN106039928B - 紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置及方法 - Google Patents

紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置及方法，包括声波发生器、抛物球面障板、凝聚舱、雾化器、振打除尘装置、透声板、滤网、引风机、可伸缩板、灰斗。本发明基于曲面反射原理聚焦声波，以提高指定区域的声压级，并且在凝聚仓内形成多个驻波声场，以增大细微颗粒物在凝聚舱内的相对碰撞几率。本发明还通过透声板将凝聚舱隔成N型通道，增加了烟气通道的长度，使得细微颗粒物在声场下的作用时间增加，进一步增加了颗粒物发生碰撞的几率。因此，本发明通过多重方法提高微细颗粒物之间的相互碰撞几率，能有效引发团聚，达到脱出气流中微细颗粒物数量的目的。

Description

紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置及方法
技术领域
本发明涉及污染控制设备制造的技术领域，特别涉及一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置及方法
背景技术
化学燃烧能源系统排放到大气中的污染物日益增多，以PM2.5为代表的悬浮细颗粒富含有毒物质且在大气中停留时间长、输送距离远，不仅降低了大气能见度，影响交通、环境和气候，而且粒径小于PM10的颗粒物可通过鼻和嘴进入人体呼吸道，其中更细的为PM2.5能够进入人体肺泡甚至血液循环系统，直接导致心血管病等疾病，对人体健康有短期和长期累积的严重危害。
细微颗粒物在一般的声凝聚技术环境下凝聚效率不高，而且一般的声凝聚方法往往需要结合外置的传统除尘装置才能达到部分脱除气流中细微颗粒物的目的。若要提高提高细微颗粒物的脱除效率，可以通过增大声压级方法来实现，但增加了整个系统的能耗，不利于节能和推广。外置传统除尘装置的方式不仅增加了成本，而且增大了整个系统的体积，不利于系统的安装及布置。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过声凝聚脱除气流中细微颗粒物的装置与方法，本方法能有效脱除化学燃烧排放气体中的PM2.5，降低对环境的污染。本发明通过声场和滤网的联合作用，可高效脱除气流中的PM2.5。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，包括声波发生器、中空的凝聚舱、雾化器、透声板、引风机和滤网，所述的凝聚舱内平行的设有多块透声板，每块透声板的其中一端直接连接凝聚舱的内壁，另一端通过滤网连接凝聚舱的相对另一侧内壁，相邻的两块滤网分别连接相对的两侧内壁，凝聚舱与透声板平行的两侧分别对称装有至少一个声波发生器，声波发生器朝向凝聚舱内，凝聚舱在沿透声板所形成的通道两端分别设有烟气入口和烟气出口。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，还包括抛物球面障板，所述的抛物球面障板为半球状弧面，弧面朝向凝聚仓内设置，所述的声波发生器设置在抛物球面障板的焦点处。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，还包括振打除尘装置，所述的振打除尘装置设置于透声板与凝聚舱相连的一端。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，还包括灰斗，所述的灰斗设置于凝聚舱下方，凝聚舱下壁的其中一边上设有铰链，相对的另一边上设有卡扣，以在除灰时打开下壁将灰尘倾倒入灰斗中。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，还包括伸缩板，所述的伸缩板设置于凝聚舱的一个侧壁上，且安装伸缩板的侧壁垂直于凝聚舱安装有声波发生器的其中一个侧壁，并使声波发生器能沿声波发射方向移动。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，烟气入口处装有雾化器。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，烟气出口装有引风机。
一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排方法，采用如权利要求1-7任一所述的装置，包括以下步骤：
步骤1：开启声波发生器，使声波经过抛物球面障板反射，并沿抛物球面障板的中心轴方向聚束，使得抛物球面障板所指范围内声场强度增强，开启雾化器；
步骤2：烟气从烟气入口进入凝聚舱后，根据声波波长，通过伸缩板改变凝聚舱的横向距离，使得两侧声波发生器之间的距离为半波长的整数倍，在凝聚舱中形成驻波；
步骤3：烟气经雾化后流经由透声板和滤网形成的通道，并在声场中团聚成较大颗粒物，大颗粒物经滤网从气流中脱除；
步骤4：含尘气流经过多次团聚和过滤后，从烟气出口排出。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排方法，烟气从烟气入口进入凝聚舱后，通过调整引风机的运行功率来控制烟气流速。
所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排方法，振打装置定时振打除去附着在透声板和滤网上的颗粒物，振打落下的颗粒物在打开凝聚舱下壁后通过灰斗收集。
本发明的技术效果在于，
1)细微颗粒物在凝聚舱内通过多个驻波声场，增大了颗粒物相互碰撞的几率，提高了团聚效果。凝聚舱入口端部装有雾化器，烟气通入凝聚舱时雾化器工作，产生的水雾与气流中细微颗粒物在声场的作用下团聚成较大颗粒，由于水雾的作用使得颗粒物的附着力增强，从而增加了细微颗粒物的团聚几率，进一步提高了团聚效果。
2)声波发生器通过抛物球面障板中心轴的连接杆固定在抛物球面障板的焦点处，声波经过抛物球面障板反射，沿抛物球面障板的中心轴方向聚束，这样在不增加功率的情况下，抛物球面障板所指范围内声场强度增加。
3)本方法采用可调制声波发生器，即频率可调、声压可调。通过监测凝聚舱内含尘气流的特征，以及颗粒物凝聚效果，实时调整声波发生器产生凝聚效果最优的声波。因此，本发明适应不同流速、不同粒径分布、不同颗粒物类型的细微颗粒物脱除。
4)凝聚舱通过透声板隔成连续的N型通道，在体积不变的情况下，增加了烟气通道的长度，使得颗粒物在声场下的作用时间增长，进一步增加了颗粒物相互碰撞的几率。采用N型通道凝聚舱，可以减小装置的体积，使整个系统结构更为紧凑。
5)凝聚舱采用高流速设计，并且流速可调，使装置在提高处理烟气流量的同时减小所需声功率。
6)每块透声板上都有滤网，烟气每通过一个竖直通道都要经过一个滤网的过滤，滤网可以滤除PM5及以上的颗粒物。本方法采用内置滤网的方法去除团聚后的大颗粒物，因此，通过凝聚舱处理后的含尘气流无需再通过传统除尘装置处理，可以直接排放。这样不仅减小了整个系统的体积，而且降低了成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为声波发生器、2为抛物球面障板、3为凝聚舱、4为雾化器、5为振打除尘装置、6为透声板、7为引风机、8为可伸缩板、9为灰斗、10为滤网。
具体实施方式
参见图1，本实施例包括声波发生器、中空的凝聚舱、雾化器、透声板、引风机、滤网，所述的凝聚舱内平行的设有多块透声板，每块透声板的其中一端直接连接凝聚舱的内壁，另一端通过滤网连接凝聚舱的相对另一侧内壁，相邻的两块滤网分别连接相对的两侧内壁，凝聚舱与透声板平行的两侧分别对称装有至少一个声波发生器，声波发生器朝向凝聚舱内，凝聚舱在沿透声板所形成的通道两端分别设有烟气入口和烟气出口。
为了提高声场强度，本实施例还包括抛物球面障板，所述的抛物球面障板为半球状弧面，弧面朝向凝聚仓内设置，所述的声波发生器设置在抛物球面障板的焦点处。声波经过抛物球面障板反射，沿抛物球面障板的中心轴方向聚束，这样在不增加功率的情况下，抛物球面障板所指范围内声场强度增加。
为了减小透声板集灰和滤网集灰对凝聚舱声场产生影响，本实施例还包括振打除尘装置，所述的振打除尘装置设置于透声板与凝聚舱相连的一端。
为了便于处理脱下的灰尘，本实施例还包括灰斗，所述的灰斗设置于凝聚舱下方，凝聚舱下壁的其中一边上设有铰链，相对的另一边上设有卡扣，以在除灰时打开下壁将灰尘倾倒入灰斗中。
为了调整凝聚舱的横向距离以适应声波波长、达到在凝聚舱中形成驻波目的，本实施例还包括伸缩板，所述的伸缩板设置于凝聚舱的一个侧壁上，且安装伸缩板的侧壁垂直于凝聚舱安装有声波发生器的其中一个侧壁，并使声波发生器能沿声波发射方向移动。
为了改善除尘效果，烟气入口处装有雾化器。
为了调整烟气流速，烟气出口装有引风机。
本实施例采用的方法，包括以下步骤：
步骤1：开启声波发生器，使声波经过抛物球面障板反射，并沿抛物球面障板的中心轴方向聚束，使得抛物球面障板所指范围内声场强度增强，开启雾化器；
步骤2：烟气从烟气入口进入凝聚舱后，根据声波波长，通过伸缩板改变凝聚舱的横向距离，使得两侧声波发生器之间的距离为半波长的整数倍，在凝聚舱中形成驻波；
步骤3：烟气经雾化后流经由透声板和滤网形成的通道，并在声场中团聚成较大颗粒物，大颗粒物经滤网从气流中脱除；
步骤4：含尘气流经过多次团聚和过滤后，从烟气出口排出。
其中烟气从烟气入口进入凝聚舱后，通过调整引风机的运行功率来控制烟气流速。
在经过一段时间后，振打装置定时振打除去附着在透声板和滤网上的颗粒物，振打落下的颗粒物在打开凝聚舱下壁后通过灰斗收集。

Claims (6)

1.一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，包括声波发生器(1)、中空的凝聚舱(3)、雾化器(4)、透声板(6)、引风机(7)和滤网(10)，所述的凝聚舱内平行的设有多块透声板(6)，每块透声板(6)的其中一端直接连接凝聚舱的内壁，另一端通过滤网(10)连接凝聚舱的相对另一侧内壁，相邻的两块滤网(10)分别连接相对的两侧内壁，凝聚舱与透声板(6)平行的两侧分别对称装有至少一个声波发生器，声波发生器朝向凝聚舱(3)内，凝聚舱(3)在沿透声板(6)所形成的通道两端分别设有烟气入口和烟气出口；
还包括伸缩板(8)，所述的伸缩板(8)设置于凝聚舱的一个侧壁上，且安装伸缩板(8)的侧壁垂直于凝聚舱安装有声波发生器(1)的其中一个侧壁，并使声波发生器(1)能沿声波发射方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，还包括抛物球面障板(2)，所述的抛物球面障板(2)为半球状弧面，弧面朝向凝聚仓内设置，所述的声波发生器(1)设置在抛物球面障板(2)的焦点处。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，还包括振打除尘装置(5)，所述的振打除尘装置(5)设置于透声板与凝聚舱相连的一端。
4.根据权利要求3所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，还包括灰斗(9)，所述的灰斗设置于凝聚舱下方，凝聚舱下壁的其中一边上设有铰链，相对的另一边上设有卡扣，以在除灰时打开下壁将灰尘倾倒入灰斗中。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，烟气入口处装有雾化器(4)。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑型高流速滤网声凝聚细微颗粒物减排装置，其特征在于，烟气出口装有引风机(7)。
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