[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及一套脱除含尘气流中粒径小于2.5微米的可吸入颗粒物(以下简称PM_2.5)的装置和方法，属于污染控制设备制造的技术领域。

背景技术：

当今的颗粒物排放控制技术中，传统的方法是根据颗粒的惯性、扩散和静电作用等原理，采用静电除尘器、旋风分离器、布袋除尘器和陶瓷过滤器等常规脱除设备脱除颗粒。尽管这些设备脱除大于5μm的颗粒已达到非常高的效率，但是对细颗粒物PM_2.5的脱除效率较低，仍有极大数量的细颗粒物排放至大气中，不能满足目前日趋严格的环保要求。一般来说，采用改善传统除尘方法脱除效果的途径会遇到实际的困难，如采用高效旋风分离器，其阻力降会大大增加；在高效静电除尘器中增加电场数、加长电极会使原本就很大的电除尘器体积变得更庞大，而且功耗也大大增加。

由于一般的声波团聚方法在较低声强下对PM_2.5的团聚效率较低，仅有40％左右。本发明基于声波和外加种子颗粒的联合作用，作为对含尘气流中细颗粒进行声波团聚的预处理过程，再采用后续的常规除尘装置将团聚后的大颗粒作进一步脱除，最终达到高效脱除PM_2.5的目的。

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，立式颗粒流除尘器

2，专利号：03132195.X，旋转流化床反吹颗粒层除尘器

3，专利号：200510095431，点布结合除尘工艺及其设备

4，专利号：200510032204，烟道式烟尘除尘净化装置

5，专利号：01130066.3，凝聚式静电除尘方法及其装置

6，专利号：96105749.1，抽气型除尘方法与除尘装置

7，专利号：92102104.6，磁化吸附高效除尘器

8，专利号：99106814.9，一种超声震荡除尘方法及装置

上述检索到的有关颗粒脱除的专利中，都不能有效地脱除可吸入颗粒PM_2.5。其中第八个专利是采用超声震荡法除尘，由于较低功率下的超声波除尘效果较差，在采用较高功率的超声波时能耗较大，所以很难保证长期稳定可靠工作。本装置及其方法在稳定可靠的低频声源下，采用声波和种子颗粒联合作用方法，有效地脱除粒径范围为0.01～2.5μm的常规除尘设备难以捕集的超细颗粒。

发明内容

技术问题：本发明的目的是采用一种声波与外加种子颗粒联合作用脱除PM_2.5的装置和方法，对燃煤电厂的排烟、柴油机尾气和其它含尘气流中的可吸入颗粒物PM_2.5进行脱除，达到控制PM_2.5排放的目的。本发明利用声源，通过声波和外加种子颗粒联合作用的预处理过程，结合后续的除尘装置，可高效地脱除含尘气流中的PM_2.5。

技术方案：本发明的声波与外加种子颗粒联合作用脱除PM_2.5的装置中，含尘气流进口的水平烟道的一端与立式声波团聚室的上端相连接；种子颗粒加料器与立式声波团聚室随顶端相连接；立式声波团聚室中部的两个侧面分别通过连接法兰与水平设置的两个异径连接管相连接，两个异径连接管的另一端分别用法兰与两个声源相连接；立式声波团聚室的下部出口端与颗粒第一级分离器相连接，第一级分离器的出口再与第二级分离器相连接，第二级分离器的出口端经烟道与引风机相连接；最后由引风机将处理后的气流排出。

本发明的声波与外加种子颗粒联合作用脱除PM_2.5的装置的脱除PM_2.5的方法为：

1)声源工作频率的确定：声源的工作频率确定后，计算出在此工作频率下平面声波的波长，通过改变异径连接管的长度使得两个声源之间的间距为半波长整数倍，当两个声源安装在半波长的整数倍的位置上时，在声波团聚室中形成驻波；

2)立式声波团聚室总高度的确定：立式声波团聚室的总长度为含尘气流进出立式声波团聚室的高度差，根据处理的气体流量，确定声波团聚室的截面和总长度，保证含尘气流在声波团聚室内总的停留时间不小于3秒；

3)种子颗粒的加入：外加种子颗粒由立式声波团聚室的顶部通过种子颗粒加料器加入，种子颗粒为固体颗粒或液体颗粒，根据声波的频率选择颗粒的大小，加入的种子颗粒依靠自身的重力，汇入气流进入立式声波团聚室；