緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置及方法，包括聲波發生器、拋物球面障板、凝聚艙、霧化器、振打除塵裝置、透聲板、濾網、引風機、可伸縮板、灰斗。本發明基于曲面反射原理聚焦聲波，以提高指定區域的聲壓級，并且在凝聚倉內形成多個駐波聲場，以增大細微顆粒物在凝聚艙內的相對碰撞幾率。本發明還通過透聲板將凝聚艙隔成N型通道，增加了煙氣通道的長度，使得細微顆粒物在聲場下的作用時間增加，進一步增加了顆粒物發生碰撞的幾率。因此，本發明通過多重方法提高微細顆粒物之間的相互碰撞幾率，能有效引發團聚，達到脫出氣流中微細顆粒物數量的目的。
【專利說明】
緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及污染控制設備制造的技術領域，特別涉及一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置及方法
【背景技術】
[0002]化學燃燒能源系統排放到大氣中的污染物日益增多，以PM2.5為代表的懸浮細顆粒富含有毒物質且在大氣中停留時間長、輸送距離遠，不僅降低了大氣能見度，影響交通、環境和氣候，而且粒徑小于PMlO的顆粒物可通過鼻和嘴進入人體呼吸道，其中更細的為PM2.5能夠進入人體肺泡甚至血液循環系統，直接導致心血管病等疾病，對人體健康有短期和長期累積的嚴重危害。
[0003]細微顆粒物在一般的聲凝聚技術環境下凝聚效率不高，而且一般的聲凝聚方法往往需要結合外置的傳統除塵裝置才能達到部分脫除氣流中細微顆粒物的目的。若要提高提高細微顆粒物的脫除效率，可以通過增大聲壓級方法來實現，但增加了整個系統的能耗，不利于節能和推廣。外置傳統除塵裝置的方式不僅增加了成本，而且增大了整個系統的體積，不利于系統的安裝及布置。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種通過聲凝聚脫除氣流中細微顆粒物的裝置與方法，本方法能有效脫除化學燃燒排放氣體中的PM2.5，降低對環境的污染。本發明通過聲場和濾網的聯合作用，可高效脫除氣流中的PM2.5。
[0005]為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是，一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，包括聲波發生器、中空的凝聚艙、霧化器、透聲板、引風機和濾網，所述的凝聚艙內平行的設有多塊透聲板，每塊透聲板的其中一端直接連接凝聚艙的內壁，另一端通過濾網連接凝聚艙的相對另一側內壁，相鄰的兩塊濾網分別連接相對的兩側內壁，凝聚艙與透聲板平行的兩側分別對稱裝有至少一個聲波發生器，聲波發生器朝向凝聚艙內，凝聚艙在沿透聲板所形成的通道兩端分別設有煙氣入口和煙氣出口。
[0006]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，還包括拋物球面障板，所述的拋物球面障板為半球狀弧面，弧面朝向凝聚倉內設置，所述的聲波發生器設置在拋物球面障板的焦點處。
[0007]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，還包括振打除塵裝置，所述的振打除塵裝置設置于透聲板與凝聚艙相連的一端。
[0008]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，還包括灰斗，所述的灰斗設置于凝聚艙下方，凝聚艙下壁的其中一邊上設有鉸鏈，相對的另一邊上設有卡扣，以在除灰時打開下壁將灰塵傾倒入灰斗中。
[0009]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，還包括伸縮板，所述的伸縮板設置于凝聚艙的一個側壁上，且安裝伸縮板的側壁垂直于凝聚艙安裝有聲波發生器的其中一個側壁，并使聲波發生器能沿聲波發射方向移動。
[0010]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，煙氣入口處裝有霧化器。
[0011]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，煙氣出口裝有引風機。
[0012]—種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，采用如權利要求1-7任一所述的裝置，包括以下步驟:
[0013]步驟1:開啟聲波發生器，使聲波經過拋物球面障板反射，并沿拋物球面障板的中心軸方向聚束，使得拋物球面障板所指范圍內聲場強度增強，開啟霧化器；
[0014]步驟2:煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，根據聲波波長，通過伸縮板改變凝聚艙的橫向距離，使得兩側聲波發生器之間的距離為半波長的整數倍，在凝聚艙中形成駐波；
[0015]步驟3:煙氣經霧化后流經由透聲板和濾網形成的通道，并在聲場中團聚成較大顆粒物，大顆粒物經濾網從氣流中脫除；
[0016]步驟4:含塵氣流經過多次團聚和過濾后，從煙氣出口排出。
[0017]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，通過調整引風機的運行功率來控制煙氣流速。
[0018]所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，振打裝置定時振打除去附著在透聲板和濾網上的顆粒物，振打落下的顆粒物在打開凝聚艙下壁后通過灰斗收集。
[0019]本發明的技術效果在于，
[0020]I)細微顆粒物在凝聚艙內通過多個駐波聲場，增大了顆粒物相互碰撞的幾率，提高了團聚效果。凝聚艙入口端部裝有霧化器，煙氣通入凝聚艙時霧化器工作，產生的水霧與氣流中細微顆粒物在聲場的作用下團聚成較大顆粒，由于水霧的作用使得顆粒物的附著力增強，從而增加了細微顆粒物的團聚幾率，進一步提高了團聚效果。
[0021]2)聲波發生器通過拋物球面障板中心軸的連接桿固定在拋物球面障板的焦點處，聲波經過拋物球面障板反射，沿拋物球面障板的中心軸方向聚束，這樣在不增加功率的情況下，拋物球面障板所指范圍內聲場強度增加。
[0022]3)本方法采用可調制聲波發生器，即頻率可調、聲壓可調。通過監測凝聚艙內含塵氣流的特征，以及顆粒物凝聚效果，實時調整聲波發生器產生凝聚效果最優的聲波。因此，本發明適應不同流速、不同粒徑分布、不同顆粒物類型的細微顆粒物脫除。
[0023]4)凝聚艙通過透聲板隔成連續的N型通道，在體積不變的情況下，增加了煙氣通道的長度，使得顆粒物在聲場下的作用時間增長，進一步增加了顆粒物相互碰撞的幾率。采用N型通道凝聚艙，可以減小裝置的體積，使整個系統結構更為緊湊。
[0024]5)凝聚艙采用高流速設計，并且流速可調，使裝置在提高處理煙氣流量的同時減小所需聲功率。
[0025]6)每塊透聲板上都有濾網，煙氣每通過一個豎直通道都要經過一個濾網的過濾，濾網可以濾除PM5及以上的顆粒物。本方法采用內置濾網的方法去除團聚后的大顆粒物，因此，通過凝聚艙處理后的含塵氣流無需再通過傳統除塵裝置處理，可以直接排放。這樣不僅減小了整個系統的體積，而且降低了成本。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的結構示意圖。
[0027]其中，I為聲波發生器、2為拋物球面障板、3為凝聚艙、4為霧化器、5為振打除塵裝置、6為透聲板、7為引風機、8為可伸縮板、9為灰斗、10為濾網。
【具體實施方式】
[0028]參見圖1，本實施例包括聲波發生器、中空的凝聚艙、霧化器、透聲板、引風機、濾網，所述的凝聚艙內平行的設有多塊透聲板，每塊透聲板的其中一端直接連接凝聚艙的內壁，另一端通過濾網連接凝聚艙的相對另一側內壁，相鄰的兩塊濾網分別連接相對的兩側內壁，凝聚艙與透聲板平行的兩側分別對稱裝有至少一個聲波發生器，聲波發生器朝向凝聚艙內，凝聚艙在沿透聲板所形成的通道兩端分別設有煙氣入口和煙氣出口。
[0029]為了提高聲場強度，本實施例還包括拋物球面障板，所述的拋物球面障板為半球狀弧面，弧面朝向凝聚倉內設置，所述的聲波發生器設置在拋物球面障板的焦點處。聲波經過拋物球面障板反射，沿拋物球面障板的中心軸方向聚束，這樣在不增加功率的情況下，拋物球面障板所指范圍內聲場強度增加。
[0030]為了減小透聲板集灰和濾網集灰對凝聚艙聲場產生影響，本實施例還包括振打除塵裝置，所述的振打除塵裝置設置于透聲板與凝聚艙相連的一端。
[0031]為了便于處理脫下的灰塵，本實施例還包括灰斗，所述的灰斗設置于凝聚艙下方，凝聚艙下壁的其中一邊上設有鉸鏈，相對的另一邊上設有卡扣，以在除灰時打開下壁將灰塵傾倒入灰斗中。
[0032]為了調整凝聚艙的橫向距離以適應聲波波長、達到在凝聚艙中形成駐波目的，本實施例還包括伸縮板，所述的伸縮板設置于凝聚艙的一個側壁上，且安裝伸縮板的側壁垂直于凝聚艙安裝有聲波發生器的其中一個側壁，并使聲波發生器能沿聲波發射方向移動。
[0033]為了改善除塵效果，煙氣入口處裝有霧化器。
[0034]為了調整煙氣流速，煙氣出口裝有引風機。
[0035]本實施例采用的方法，包括以下步驟:
[0036]步驟1:開啟聲波發生器，使聲波經過拋物球面障板反射，并沿拋物球面障板的中心軸方向聚束，使得拋物球面障板所指范圍內聲場強度增強，開啟霧化器；
[0037]步驟2:煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，根據聲波波長，通過伸縮板改變凝聚艙的橫向距離，使得兩側聲波發生器之間的距離為半波長的整數倍，在凝聚艙中形成駐波；
[0038]步驟3:煙氣經霧化后流經由透聲板和濾網形成的通道，并在聲場中團聚成較大顆粒物，大顆粒物經濾網從氣流中脫除；
[0039]步驟4:含塵氣流經過多次團聚和過濾后，從煙氣出口排出。
[0040]其中煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，通過調整引風機的運行功率來控制煙氣流速。
[0041]在經過一段時間后，振打裝置定時振打除去附著在透聲板和濾網上的顆粒物，振打落下的顆粒物在打開凝聚艙下壁后通過灰斗收集。
【主權項】
1.一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，包括聲波發生器(1)、中空的凝聚艙(3)、霧化器(4)、透聲板(6)、引風機(7)和濾網(10)，所述的凝聚艙內平行的設有多塊透聲板(6)，每塊透聲板(6)的其中一端直接連接凝聚艙的內壁，另一端通過濾網(10)連接凝聚艙的相對另一側內壁，相鄰的兩塊濾網(10)分別連接相對的兩側內壁，凝聚艙與透聲板(6)平行的兩側分別對稱裝有至少一個聲波發生器，聲波發生器朝向凝聚艙(3)內，凝聚艙(3)在沿透聲板(6)所形成的通道兩端分別設有煙氣入口和煙氣出口。2.根據權利要求1所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，還包括拋物球面障板(2)，所述的拋物球面障板(2)為半球狀弧面，弧面朝向凝聚倉內設置，所述的聲波發生器(I)設置在拋物球面障板(2)的焦點處。3.根據權利要求1所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，還包括振打除塵裝置(5)，所述的振打除塵裝置(5)設置于透聲板與凝聚艙相連的一端。4.根據權利要求3所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，還包括灰斗(9)，所述的灰斗設置于凝聚艙下方，凝聚艙下壁的其中一邊上設有鉸鏈，相對的另一邊上設有卡扣，以在除灰時打開下壁將灰塵傾倒入灰斗中。5.根據權利要求1所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，還包括伸縮板(8)，所述的伸縮板(8)設置于凝聚艙的一個側壁上，且安裝伸縮板(8)的側壁垂直于凝聚艙安裝有聲波發生器(I)的其中一個側壁，并使聲波發生器(I)能沿聲波發射方向移動。6.根據權利要求1所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，煙氣入口處裝有霧化器(4)。7.根據權利要求1所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排裝置，其特征在于，煙氣出口裝有引風機(7)。8.—種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，其特征在于，采用如權利要求1-7任一所述的裝置，包括以下步驟: 步驟1:開啟聲波發生器(I)，使聲波經過拋物球面障板(2)反射，并沿拋物球面障板(2)的中心軸方向聚束，使得拋物球面障板(2)所指范圍內聲場強度增強，開啟霧化器(4); 步驟2:煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，根據聲波波長，通過伸縮板(8)改變凝聚艙(3)的橫向距離，使得兩側聲波發生器之間的距離為半波長的整數倍，在凝聚艙(3)中形成駐波； 步驟3:煙氣經霧化后流經由透聲板(6)和濾網(10)形成的通道，并在聲場中團聚成較大顆粒物，大顆粒物經濾網從氣流中脫除； 步驟4:含塵氣流經過多次團聚和過濾后，從煙氣出口排出。9.根據權利要求8所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，其特征在于，煙氣從煙氣入口進入凝聚艙后，通過調整引風機(7)的運行功率來控制煙氣流速。10.根據權利要求8所述的一種緊湊型高流速濾網聲凝聚細微顆粒物減排方法，其特征在于，振打裝置定時振打除去附著在透聲板和濾網上的顆粒物，振打落下的顆粒物在打開凝聚艙下壁后通過灰斗收集。
【文檔編號】B01D50/00GK106039928SQ201610555031
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】張健, 劉嬪, 賀建飚, 楊安波, 趙云
【申請人】中南大學