[发明专利]基于声凝聚原理的燃烧能源系统细颗粒物减排装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除燃烧能源系统排放烟气中粒径小于2.5微米的细颗粒物（以下简称PM2.5）的减排装置，特别涉及一种基于声凝聚原理的细颗粒物减排装置，属于污染控制设备制造的技术领域。 

背景技术

随着我国经济的快速发展对能源的消耗越来越大，由化学燃烧能源系统排放到大气中的污染物日益增多。近年来，依据各大中城市的环境监测数据，PM2.5严重超标情况时有发生，城市雾霾天气大范围反复出现。这些都表明，以PM2.5为主的细颗粒物已成为我国城市大气环境的主要污染物。PM2.5是指气体动力学直径小于2.5微米的悬浮细颗粒，其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，而且对人体健康有短期和长期累积的严重危害。发展燃烧能源系统新型除尘减排技术成为从根本上解决这一问题的关键。 

现有的除尘减排技术如静电除尘器、旋风除尘器、袋式除尘器和湿式除尘器等对5微米以下颗粒物的清除效率都很低，或者存在经济成本高、适用范围窄、处理流量受限或因改造影响能源系统运行等问题，无法充分满足PM2.5减排控制的需求。基于声凝聚原理的减排技术是目前公认的良好途径。在较短时间内经高强度声波作用，使烟气中微米以下细颗粒相互碰撞，进而粘附而形成若干微米以上的团聚物，然后通过常规除尘设备将团聚物清除。声凝聚除尘作用时间短、效果显著、经济易用且能适应高温、高压和腐蚀性环境，将在我国现阶段空气污染治理中发挥重要作用。 

目前国内可用的工业级声凝聚减排系统还比较少见。大多数减排数据来源于实验室内小尺寸的原理性验证实验。已公开功率最高的半工业规模系统所产生功率仅有1600W（Rodriguez J J,et al.Acoustic agglomeration for electrostatic retention of fly-ashes at pilot scale:influence of intensity of sound field at different conditions.Journal of aerosol science,1996,21:621-622），声场强度不高，减排效果和规模有限。除了悬浮颗粒声凝聚问题本身的复杂性和实际中烟气类型、粒径分布特征多变等原因以外，工业级减排系统需要大功率、高声强环境的支持，需要综合考虑除尘效率、经济性、稳定性和噪声控制问题，具体体现在强声产生、凝聚舱结构、声场控制和系统集成、监测控制等方面的设计实现与技术方 案。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：针对现有技术存在的不足，利用声凝聚原理设计了一套燃烧能源系统烟气中细颗粒物减排装置。该装置充分利用声凝聚效率随声压级增加急剧升高的原理，将三种大功率气流声源与变截面管道配套，并依靠统一的测控计算机调节和优化运行参数。整个实现方案在减排效率、经济性、适用性、无污染和可扩展性方面具有优势。 

本发明所述减排装置包括如下部件： 

一种基于声凝聚原理的燃烧能源系统细颗粒物减排装置，其特征在于包括以下部件：供给高压气流的高压气流源，稳定高压气流的高压混气室，将高压气流能量转换为特定信号强声波的气流声源，一号连接法兰，将气流声源辐射声波能量向下游管道输送的号筒，用于实现强声共振合成的耦合舱等截面段和耦合舱收缩段，排出耦合舱内已利用完毕高压气流的高压气流排气口，容纳烟气并使其受强声波作用的凝聚舱，二号连接法兰，实现高压气流与强声波分离的透声板，大烟气流量条件下使凝聚舱中保持平面驻波条件的隔栅结构，输入燃烧能源系统产生烟气的烟气进气口和排出凝聚后烟气的烟气排气口，用于辅助调节凝聚舱声学共振频率的扩展舱及可移动端面，调节螺杆，螺杆操作机构，三号连接法兰，四号连接法兰，扩展舱密封板，用于去除大粒径团聚物的常规除尘器；