CN106076053A - 基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，封闭耦合腔(5)均通过长度可调短管(8)与共振团聚室(7)耦合连接，封闭耦合腔(5)通过指数型号筒(4)与电‑气调制发音头(3)连接，电‑气调制发音头(3)连接有一个信号发生器与功率放大器(20)；封闭耦合腔(5)上设有一个排气口(9)；共振团聚室(7)内设有弯曲薄壁管道(6)。将封闭耦合腔与共振团聚室通过长度调节短管耦合，通过调节短管长度，使共振团聚室的共振频率等于烟气中颗粒物的最优团聚频率。在声波作用下，弯曲薄壁管道内烟气中的颗粒振动产生相对速度，相互碰撞并团聚成较大粒径的团聚体而沉降或者被常规除尘设备消除。本发明占用空间小，能耗低，操作简单，具有良好的拓展性和除尘效率高。

Description

基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统

技术领域

本发明涉及一套烟气中脱除悬浮细颗粒的装置和方法，属于污染控制设备中的锅炉设备除尘技术领域。

背景技术

近年来我国很多城市尤其是华北地区，灰霾天气出现的频率越来愈高、污染越来越重，颗粒物已经成为各大城市的主要污染物，同时也是室内空气的重要污染物。悬浮细颗粒物尤其是PM2.5(空气动力学直径小于2.5微米的细悬浮颗粒)的排放是大气环境污染中颗粒物的主要来源。细颗粒通常富集有害物质，对人体健康和环境容易造成严重危害。

目前工业上常使用的除尘设备主要机械分离器、旋风除尘器等，结构简单，运行和维护比较方便，应用较为广泛，具有较高的总除尘效率，但对微米、亚微米级的颗粒脱除效率却很低，袋式除尘器对细颗粒的脱除效率较高，但运行时压降较大，而且需里经常更换滤料，运行成本较高。

一般的声波团聚方法在较低声强和频率下对悬浮细颗粒的团聚效率较低，仅有40％左右。一般的声波团聚方法作用时间为3-8秒，由于典型的烟道流速较高为10米每秒以上，导致共振团聚室尺寸太大不能满足工业现场需求。

在现有专利中检索，得到相关中国专利及文献如下：

1，专利号：02276809.2，立体颗粒流除尘器

2，专利号：03132195.X，旋转流化床反吹颗粒层除尘器

3，专利号：200510032204，烟道式烟尘除尘净化装置

4，专利号：01130066.3，凝聚式静电除尘方法及装置

5，专利号：99106814.9，一种超声震荡除尘方法及装置

6，专利号：200710132690.6，声波与外加种子颗粒联合作用脱除微颗粒物的装置和方法

7，专利号：96105749.1，抽气型除尘方法与除尘装置

8，专利号：91102104.6，磁化吸附高效除尘器

上述检索到的有关颗粒脱除的专利中，都不能高效地脱除可吸入悬浮细颗粒，依据其中声波团聚相关装置的原理分析可判断高减排流量条件下设备的体积较大。其中第六个专利是采用外加种子颗粒的声波团聚脱除微细颗粒物，容易造成外加的种子颗粒与悬浮细颗粒吸附到管道壁面，清除较为不便，易对装置造成腐蚀，且装置内声强高于160dB时极易造成声场内出现湍流，使刚形成的团聚体破碎，很难保证长期稳定可靠的工作。第八个专利对于高效收集弱磁性的颗粒物，以及清除和解磁附着在面上被收集的颗粒还是存在很大的问题。

常规声波团聚除尘系统普遍由电声源驱动等截面管道组成的共振团聚室，在共振团聚室内形成简单的驻波或行波。一方面，在工业应用中，共振团聚室截面很大，为了达到比较理想的脱除效果，需要提供很高的声功率输入，使得系统的能耗和运行成本较高，难以被实际的工业应用接受。另一方面，在烟气流量较大的情况下等截面管道将占用较大的场地空间，系统不够紧凑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低、运行成本较低、结构紧凑、占用场地空间小的对燃煤电厂、供暖的排烟、大型柴油机的尾气和其他含尘气流中的悬浮细颗粒进行脱除的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，封闭耦合腔均通过长度可调短管与共振团聚室耦合连接，所述的封闭耦合腔通过指数型号筒与电-气调制发音头连接，所述的电-气调制发音头连接有一个信号发生器与功率放大器；所述的封闭耦合腔上设有一个排气口；所述的共振团聚室内设有至少一个弯曲薄壁管道。

二个封闭耦合腔均通过长度可调短管与共振团聚室耦合连接。

空气压缩机通过压力罐、高压气体输送管路与所述的电-气调制发音头相连。

二个所述的封闭耦合腔均通过所述的长度可调短管与所述的共振团聚室耦合连接；空气压缩机通过压力罐、高压气体输送管路与每个所述的电-气调制发音头相连；所述的弯曲薄壁管道的两端分别设有进气口和出气口，所述的弯曲薄壁管道上设有若干个传声器，所述的传声器与声强与频率测试PC机通信连接；所述的进气口上设有进口处颗粒浓度测试装置，所述的出气口上设有出口处颗粒浓度测试装置，所述的声强与频率测试PC机和所述的出口处颗粒浓度测试装置与颗粒浓度显示PC机通信连接；所述的长度可调短管和所述的压力罐均与长度可调短管的长度与压力罐流量的控制器通信连接。

所述的出气口连接有旋风除尘器。

所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统包括可消除可听阈强声波的消声劈尖。

所述的出气口处设有引风机。

所述的出气口处设有阀门。

所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统还包括承载共振团聚室主要部分的具有孔状消声材料集装箱以及高压气体的输送管路。

所述的弯曲薄壁管道的壁厚为2㎜～4㎜。

采用上述技术方案的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其技术特点为：

(1)激发声源的工作频率的确定：电-气调制发音头由信号发生器与功率放大器产生1000Hz至2000Hz放大了的信号驱动，将高压气体调制成强度不低于150dB的中低频声波；

(2)共振团聚室共振频率的确定：封闭耦合腔与共振团聚室之间通过可调长度的短管耦合，调节长度可调短管的长度改变共振团聚室(可类比为亥姆赫兹共振腔)的共振频率，该共振频率的平方和长度可调短管的横截面积与长度可调短管的长度的比值成正比。本发明选用等截面积的长度可调短管，通过调节长度可调短管的长度即可调节共振团聚室的共振频率。

(3)含尘烟气被送入共振团聚室内弯曲薄壁管道内，弯曲薄壁管道的总长度为含尘烟气进出弯曲薄壁管道的长度差，根据含尘烟气的流量，确定弯曲薄壁管道的截面积和总长度，并尽量选用内壁光滑的弯曲薄壁管道，同时保证含尘烟气在弯曲薄壁管道内被低频强声波作用的时间达到预定的时间要求(3～10秒)。

(4)悬浮细颗粒的去除效率的确定：在含尘烟气进气口处进行颗粒浓度的测量、经过声波团聚处理之后，在出气口处对处理后的含尘烟气进行颗粒浓度的测试，通过两者的比值确定悬浮细颗粒的去除效率，并决定是否调整声场；

(5)将空气压缩机产生的高压气体，输入到可以调节高压气力流量的压力罐，再供给调制电-气调制发音头，经过调制将高压气体调制成低频强声波，通过指数型号筒向封闭耦合腔内辐射声波；含尘烟气经进气口输入到内置于共振团聚室的弯曲薄壁管道；封闭耦合腔与共振团聚室通过长度可调短管耦合，通过调节长度可调短管的长度以控制影响共振团聚室的共振频率；通过激发共振团聚室产生共振强声波，利用由此产生的高能量密度的声波使弯曲薄壁管道中的悬浮细颗粒相对运动，可提高悬浮颗粒相互碰撞的概率，颗粒碰撞后很可能会粘结形成更大粒径的颗粒，在较短时间范围内，颗粒平均粒径会显著增大，可通过重力沉降或者常规除尘设备，将含尘烟气中的大颗粒、团聚体消除。

本发明引入内共振腔结构对声波团聚系统结构进行重新设计，在声源与共振团聚室之间增加封闭耦合腔和长度可调短管这两个声学部件，将封闭耦合腔、长度可调短管、共振团聚室的串联形成一种共振频率可调的声学共振结构，令其共振频率与颗粒物最优作用频率和声源的辐射频率相等，则共振团聚室达到共振状态时，内部形成理想频率的高声强声场(150dB以上)，最终实现提高团聚减排效率和降低能耗的目的。本发明中，空气压缩机与压力罐、输送管道相配合，为电-气调制发音头提供压力可控的高压功率气流；发音头通过法兰与指数型号筒相连接，并向封闭耦合腔内辐射强声波；封闭耦合腔与共振团聚室通过长度可调短管相耦合；含尘烟气进气口与内置于共振团聚室的弯曲薄壁管道相连接；若干传声器分别置于弯曲薄壁管道各处，进、出气口处分别布放颗粒测试装置，用于实现声场和颗粒物脱除效果的监测；弯曲薄壁管道的出口端与旋风式除尘器等常规设备相连接，将处理后的气流排出。

本发明基于强声技术，采用强声波激发与封闭耦合腔相连接的共振腔共振，获得频率可调的声压级较高、较为稳定的声场。利用高能量密度声场使置于共振腔内弯曲薄壁管道内的悬浮细颗粒振动，相对运动，缩小减排系统的体积和提高悬浮颗粒相互碰撞的概率。颗粒碰撞后很可能会粘结形成更大粒径的颗粒，在较短时间范围内，颗粒粒径增大显著，通过重力沉降，或者被常规除尘设备消除从而达到控制PM2.5排放的目的。

本发明在稳定可调的中低频声源作用下，激发共振团聚室共振，产生可穿透弯曲薄壁管道的强声波，有效地脱除烟道内粒径小于2.5μm的传统除尘设备难以脱除的微米、亚微米颗粒。

本发明的共振腔式声团聚悬浮细颗粒的理论及计算过程如下：

(1)共振团聚室共振频率的确定

封闭耦合腔V_a通过横截面积为S₀，长度为l的短管与共振团聚室V_b耦合，封闭耦合腔一端管口的声阻抗为：

$Z_0\left(\mathrm{\ω}\right)\≈{\mathrm{i\ρ}}_g{c}_0^2\frac{1-{\mathrm{\ω}}^2{U}_{b}l/S_0{c}_0^2}{{\mathrm{\ωV}}_b}---\left(1\right)$

求共振室的声吸收功率的过程中，当ω＝ω_R时，吸收能量达到极大，共振频率满足方程

$\mathrm{Im}\[Z_0\left({\mathrm{\ω}}_R\right)-{\mathrm{i\ρ}}_g{\mathrm{\ω}}_R{\stackrel{\‾}{G}}_a\left({\mathrm{\ω}}_R\right)/S_0\]=0---\left(2\right)$

为了方便，设壁面均为刚性，得到近似解

${\mathrm{\ω}}_R^2\≈\frac{S_0{c}_0^2}{V\[l+\mathrm{\ϵ}\left({\mathrm{\ω}}_R^2\right)\]}---\left(3\right)$

其中为激发频率为共振频率时的修正项。

(2)由声波引起的同向移动团聚机理频率核函数

颗粒间相对激励幅值和相位表示为：

$u_{sij}{e}^{{\mathrm{j\φ}}_{s21}}=u_0\left(x\right)(H_{ij}+G_{ij})---\left(4\right)$

其中H_ij为声波激励函数，G_ij为互散射作用函数

考虑颗粒间的散射作用得到同向移动团聚相对速度为：

$u_{ij}^{Or}=\frac{2}{\mathrm{\π}}\frac{u_0\mathrm{\ω}|{\mathrm{\τ}}_i-{\mathrm{\τ}}_j|}{\sqrt{(1+{\left({\mathrm{\ω\τ}}_i\right)}^2)(1+{\left({\mathrm{\ω\τ}}_j\right)}^2)}}\sqrt{\frac{(H_{ij}+G_{ij}){(H_{ij}+G_{ij})}^{*}}{H_{ij}{H}_{ij}^{*}}}---\left(5\right)$

其中u₀为声波波速幅值，τ_i为颗粒的弛豫时间，ω为角频率

当考虑颗粒间散射互作用时，得到同向移动相互作用凝聚核函数为：

对于多分散的颗粒介质，同向移动相互作用下的相对速度为正，表明声波夹带不同粒径的颗粒的能力不同，为颗粒团聚创造了条件。为本发明中含多种粒径的悬浮细颗粒介质的声波团聚提供了理论依据。

(3)由声波引起的互辐射团聚机理频率核函数

$u_{ij}^{Hyh}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{u}_0^2{d}_i^2{d}_j^2(1-3{\cos }^2\mathrm{\θ})}{512{\mathrm{\π}}^2{r}^4\mathrm{\μ}}(d_i{g}_{jir}+d_j{g}_{ijr})---\left(7\right)$

其中μ为空气粘性系数，g_ijr为颗粒i、j间径向互辐射流体力学作用函数互辐射凝聚机理的凝聚核函数：

$K_{ij}^{Hyh}=\frac{\sqrt{3}{\mathrm{\ρ}}_0{u}_0^2{d}_i^2{d}_j^2{(d_i+d_j)}^2}{2304{\mathrm{\π\μr}}^4}(d_i{g}_{jir}+d_j{g}_{ijr})---\left(8\right)$

对于单分散的颗粒介质，互辐射相互作用下的相对速度为正，原入射波和散射波的非线性效应引起的相邻颗粒间的相互作用使颗粒相互会聚，为单粒径悬浮细颗粒的团聚创造了条件。为本发明中含单分散的颗粒介质的声波团聚提供了理论依据。

(4)由重力沉降引起的团聚核函数

由于非气体颗粒介质密度远远大于空气介质的密度，即ρ_P>>ρ_g，得到重力沉降相对速度为：

$u_{ij}^{Gr}\≈\frac{{\mathrm{\ρ}}_{P}g(d_i^2-d_j^2)}{18\mathrm{\μ}}---\left(9\right)$

其中g为重力加速度。

重力沉降引起的团聚核函数

$K_{ij}^{Gr}=\frac{{\mathrm{\π\ρ}}_{P}g{(d_i+d_j)}^2(d_i^2-d_j^2)}{72\mathrm{\μ}}---\left(10\right)$

对于同密度的悬浮细颗粒介质，粒径较大的颗粒与粒径较小的颗粒间存在不同的沉降速度，而产生相对速度，重力沉降也是颗粒团聚的依据之一。同时重力沉降团聚也是无声波作用时主要的团聚依据。

故总的团聚核函数可以表示为：

$K_{ij}=K_{ij}^{Or}+K_{ji}^{Hyh}+K_{ij}^{Gr}---\left(11\right)$

同向移动、互辐射、重力沉降团聚核函数互不影响，故总的团聚核函数为三者线性叠加之和。总的团聚核函数可以在理论上支持本发明。

本发明的有益效果是：在外加强声波的激发下，共振团聚室发生共振，共振频率可调以达到符合最优的团聚效果，结合后续常规除尘器，有效地脱除具有复杂粒径分布的含尘烟气中的悬浮细颗粒。在相同的声功率输入条件下，共振状态共振团聚室内的声强最高，由于团聚作用随声强而增加，在其内部形成频率等于最优作用频率的强声场。结果使得共振腔式声团聚系统不仅具有更好的减排效果，而且具有较低的能耗。声场和颗粒物特性监测子系统和声强、频率等调节子系统以及反馈控制过程的引入使得减排系统具备一定的自适应性，能够适用于更加宽广的污染源对象以及排放颗粒物动态变化的情况。同时，采用基于内共振腔的分离式结构可使驱动电-气调制发音头的高压功率气流不进入共振团聚室，实现功率气流与烟气的有效隔离，避免功率气流对烟气特性的影响，避免共振团聚室内湍流的出现以免生成的团聚体破碎。通过测试，本发明的装置可使含尘烟气中的悬浮细颗粒脱除率达到70％-80％以上，质量浓度的脱除率达到80％以上。本系统适用于场地受限且有大规模含尘烟气净化需要的场合。

综上所述，本发明是一种能耗低、运行成本较低、结构紧凑、占用场地空间小的对燃煤电厂、供暖的排烟、大型柴油机的尾气和其他含尘气流中的悬浮细颗粒进行脱除的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构改进示意图。

图3是本发明的具体示意图。

图4是本发明的总体应用结构示意图。

图中：1-空气压缩机1、2-压力罐2、3-电-气调制发音头3、4-指数型号筒4、5-封闭耦合腔5、6-弯曲薄壁管道6、7-共振团聚室7、8-长度可调短管8、9-排气口9、10-含尘烟气进气口10、11-进口处颗粒浓度测试装置11、12-传声器12、13-颗粒浓度显示PC机13、14-长度可调短管的长度与压力罐流量的控制器14、15-声强与频率测试PC机15、16-高压气体输送管路16、17-出口处颗粒浓度测试装置17、18-出气口18、19-旋风除尘器19、20-信号发生器与功率放大器20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，一个封闭耦合腔5均通过长度可调短管8与共振团聚室7耦合连接，封闭耦合腔5通过指数型号筒4与电-气调制发音头3连接，电-气调制发音头3连接有一个信号发生器与功率放大器20；封闭耦合腔5上设有一个口径较小的排气口9；共振团聚室7内设有一个弯曲薄壁管道6。弯曲薄壁管道6的壁厚为2㎜～4mm。

参见图2，一个封闭耦合腔5均通过长度可调短管8与共振团聚室7耦合连接，封闭耦合腔5通过指数型号筒4与电-气调制发音头3连接；封闭耦合腔5上设有一个口径较小的排气口9；共振团聚室7内设有至少一个弯曲薄壁管道6。弯曲薄壁管道6的壁厚为4㎜。

参见图3，封闭耦合腔5均通过长度可调短管8与共振团聚室7耦合连接。封闭耦合腔5通过指数型号筒4与电-气调制发音头3连接，电-气调制发音头3均连接有一个信号发生器与功率放大器20。封闭耦合腔5上设有一个口径较小的排气口9，以保证封闭耦合腔5内气压平衡。共振团聚室7内设有至少一个弯曲薄壁管道6。

参见图4，本发明的整个系统分为声源、封闭耦合腔体、含尘烟气流通管路、系统测试装置、反馈控制台。

具体连接方式如下：二个封闭耦合腔5均通过长度可调短管8与共振团聚室7耦合连接。每个封闭耦合腔5通过指数型号筒4与电-气调制发音头3连接，每个电-气调制发音头3均连接有一个信号发生器与功率放大器20。每个封闭耦合腔5上设有一个口径较小的排气口9，以保证封闭耦合腔5内气压平衡。空气压缩机1通过压力罐2、高压气体输送管路16与每个电-气调制发音头3相连，各接口处用密封套封闭防止高压空气泄漏；共振团聚室7内设有至少一个弯曲薄壁管道6，弯曲薄壁管道6的两端分别设有进气口10和出气口18。出气口18连接有旋风除尘器19。弯曲薄壁管道6上设有若干个传声器12，传声器12与声强与频率测试PC机15通信连接。进气口10上设有进口处颗粒浓度测试装置11，出气口18上设有出口处颗粒浓度测试装置17，声强与频率测试PC机15和出口处颗粒浓度测试装置17与颗粒浓度显示PC机13通信连接。长度可调短管8和压力罐2均与长度可调短管的长度与压力罐流量的控制器14通信连接。弯曲薄壁管道6的壁厚为2㎜～4㎜。

空气压缩机1通过压力罐2、高压气体输送管路16与电-气调制发音头3相连，电-气调制发音头3通过指数型号筒4向封闭耦合腔5辐射声波组成声源系统。由封闭耦合腔5、末端排气口9与可调长度短管8构成封闭耦合腔体，封闭耦合腔5与共振团聚室7利用长度可调短管8耦合组成共振腔。由进气口10、弯曲薄壁管道6、出气口18和旋风除尘器19组成的含尘烟气流通管路。由进口处颗粒浓度测试装置11、出口处颗粒浓度测试装置17和置于弯曲薄壁管道6内的若干传声器12组成系统测试装置。由颗粒浓度显示PC机13、声强与频率测试PC机15、长度可调短管的长度与压力罐流量的控制器14三部分组成反馈控制台。

封闭耦合腔5内的长度可调短管8确定后，计算出共振团聚室7的共振频率，通过电-气调制发音头3将高压气体调制成低频强声波，利用指数型号筒4向封闭耦合腔5内辐射，激发共振团聚室7共振。

进一步地，本发明包括可消除可听阈强声波的消声劈尖。出气口18处添加引风机。出气口18处添加阀门以强制增加作用时间。还可包括承载共振团聚室7等主要部分的具有孔状消声材料集装箱以及高压气体的输送管路。

参见图4，封闭耦合腔5、长度可调短管8、共振团聚室7的串联形成一种内共振腔结构，内共振腔的共振频率由长度可调短管8的长度的调节而改变，电-气调制发音头3通过与其连接的指数型号筒4向封闭耦合腔5中辐射声波，令电-气调制发音头3所发出声波频率与颗粒物最佳作用频率和内共振腔的共振频率相等，则声波经过长度可调短管8激发共振团聚室7达到共振状态，在共振团聚室7内部形成特定频率的强声场。在相同的声功率输入条件下，共振状态共振团聚室7内的声强最高，由于团聚作用随声强而增加，共振腔式声团聚系统具有更好的减排效果和较低的能耗。同时，采用内共振腔结构可使驱动电-气调制发音头3的功率气流不进入共振团聚室7，实现功率气流与烟气的有效隔离，避免共振团聚室7内湍流的出现以免生成的团聚体破碎。

空气压缩机1产生的高压气体进入压力罐2，在进入电-气调制发音头3之前高压功率气流的压力可调，进而调节电-气调制发音头3产生声波的强度。电-气调制发音头3产生声波的频率可由信号发生器与功率放大器20调节。通过改变封闭耦合腔5和共振团聚室7之间的长度可调短管8的长度调节共振团聚室7的共振频率，令其等于所产生声波的频率。通过进口处颗粒浓度测试装置11和出口处颗粒浓度测试装置17测量烟气中的颗粒物特性，输入声团聚悬浮细颗粒理论计算得到最佳声波频率和强度。通过前述调节过程，使系统中的声强和频率等于最佳值。由进口处颗粒浓度测试装置11和出口处颗粒浓度测试装置17测量团聚效果，若不满足要求则重复“测量-计算-调节”过程。最终通过反馈控制实现在颗粒物特性变化条件下最优的减排效果。

含尘烟气进入置于共振团聚室7内的弯曲薄壁管道6中，当电-气调制发音头3和指数型号筒4产生的声波通过封闭耦合腔5和长度可调短管8使共振团聚室7达到共振状态时，共振团聚室7内强声波通过壁面进入弯曲薄壁管道6中，对烟气中的颗粒物施加作用，使不同尺寸颗粒物之间相对运动并互相碰撞和团聚成较大粒径的团聚体，进而在下游沉降或被常规除尘设备消除。

在共振团聚室7两侧分别连接内共振腔结构，两侧的电-气调制发音头3分别通过与其连接的指数型号筒4向封闭耦合腔5中辐射声波，经过两侧的长度可调短管8同时激发共振团聚室7达到共振状态。在共振团聚室7内声强一定的条件下，通过组合激励的方式使得单个电-气调制发音头3的强度下降，考虑到电-气调制发音头3在较低强度下具有较高的换能效率，组合激励进一步降低了整个系统的能耗。

参见图4，本系统的具体运行过程如下：

1、将空气压缩机1加载产生的高压气体通过可调节的压力罐2与高压气体输送管路16输入电-气调制发音头3，信号发生器与功率放大器20向电-气调制发音头3提供放大了的电信号；电-气调制发音头3将高压气体调制成低频强声波；

2、与电-气调制发音头3相匹配的指数型号筒4作为声波辐射器，最大限度地将电-气调制发音头3输出的强声波向封闭耦合腔5内辐射；

3、含尘烟气被送入弯曲薄壁管道6内，通过弯曲薄壁管道6使烟气在共振团聚室7内的作用时间达到预定的时间要求3～10s；

4、通过调节与共振团聚室7相连的长度可调短管8的长度控制共振团聚室7的共振频率；

5、将空气压缩机1产生的高压气体经过压力罐2的调节，使高压气体可调，实现声强可调；

6、通过进口处颗粒浓度测试装置11和出口处颗粒浓度测试装置17测量共振团聚室7内团聚效果，并通过(3)步骤调节作用时间,或者(4)步骤调节共振频率，或者(5)步骤调节输入压力以调节声强，使团聚效果达到最优；

7、经过共振团聚室7的含尘烟气通过重力沉降或者其他常规除尘器例如旋风除尘器19，将含尘烟气中的大颗粒、团聚体消除。

利用本发明可以取得很好的效果。由于使用封闭耦合腔5与共振团聚室7耦合的方法，调节共振团聚室7的共振频率，能获得较高声强(150dB以上)，能使细悬浮颗粒相对运动剧烈，相互碰撞而粘结的概率增大明显，与采用传统除尘器相比能耗小，效率高，费用低。采用共振腔式声波团聚的作用强度大，不发生明显的湍流现象。系统操作简单可连续作用直至含尘烟气中的细颗粒大部分团聚。虽然共振团聚室7内声强可达150dB以上，但声团聚系统外围可布设有消除可听声频段强声波的消声劈尖，或采用承载共振团聚室7等主要部分具有孔状消声材料的集装箱，可以明显降低强声波对人体的干扰与损害。

Claims (10)

1.一种基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：封闭耦合腔(5)均通过长度可调短管(8)与共振团聚室(7)耦合连接，所述的封闭耦合腔(5)通过指数型号筒(4)与电-气调制发音头(3)连接，所述的电-气调制发音头(3)连接有一个信号发生器与功率放大器(20)；所述的封闭耦合腔(5)上设有一个排气口(9)；所述的共振团聚室(7)内设有至少一个弯曲薄壁管道(6)。

2.根据权利要求1所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：二个所述的封闭耦合腔(5)均通过长度可调短管(8)与共振团聚室(7)耦合连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：空气压缩机(1)通过压力罐(2)、高压气体输送管路(16)与所述的电-气调制发音头(3)相连。

4.根据权利要求1所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：二个所述的封闭耦合腔(5)均通过所述的长度可调短管(8)与所述的共振团聚室(7)耦合连接；空气压缩机(1)通过压力罐(2)、高压气体输送管路(16)与每个所述的电-气调制发音头(3)相连；所述的弯曲薄壁管道(6)的两端分别设有进气口(10)和出气口(18)，所述的弯曲薄壁管道(6)上设有若干个传声器(12)，所述的传声器(12)与声强与频率测试PC机(15)通信连接；所述的进气口(10)上设有进口处颗粒浓度测试装置(11)，所述的出气口(18)上设有出口处颗粒浓度测试装置(17)，所述的声强与频率测试PC机(15)和所述的出口处颗粒浓度测试装置(17)与颗粒浓度显示PC机(13)通信连接；所述的长度可调短管(8)和所述的压力罐(2)均与长度可调短管的长度与压力罐流量的控制器(14)通信连接。

5.根据权利要求4所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的出气口(18)连接有旋风除尘器(19)。

6.根据权利要求4或5所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统包括可消除可听阈强声波的消声劈尖。

7.根据权利要求4或5所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的出气口(18)处设有引风机。

8.根据权利要求4或5所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的出气口(18)处设有阀门。

9.根据权利要求4或5所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统还包括承载共振团聚室(7)等主要部分的具有孔状消声材料集装箱以及高压气体的输送管路。

10.根据权利要求1或2所述的基于共振腔的分离式声团聚悬浮细颗粒减排系统，其特征是：所述的弯曲薄壁管道(6)的壁厚为2㎜～4㎜。