[发明专利]用于处理悬浮颗粒的强声团聚装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及悬浮颗粒脱除技术，尤其涉及用于处理悬浮颗粒的强声团聚装置及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，由人为源排放到大气中的可吸入颗粒物（PM10）日益增多，其中空气动力学直径小于2.5μm的细微颗粒物（PM2.5，又称可入肺颗粒物）危害极大，不仅严重危害人体健康，还影响气候和大气能见度。近年来，各省市大气环境监测数据表明PM2.5超标情况时有发生，部分地区超标情况严重。事实表明PM2.5已成为我国城市主要的大气污染物。PM2.5主要由人为源产生，包括固定源和移动源，固定源如发电、冶金、石油、化工、等各种工业过程及供热、烹调等过程中燃煤、燃气、燃油及生物质燃烧排放的烟尘，移动源如各类交通工具在运行过程中排放的尾气。目前我国生物质燃烧尚未加以有效控制，另外随着能源需求与煤炭消耗的持续增加，城市机动车的快速发展，我国PM2.5排放量及部分城市大气中PM2.5浓度呈上升趋势。因此，必须立即采取有效措施防治、治理PM2.5。发展PM2.5新型减排技术可从根本上解决这一问题。

现有的除尘技术有电袋复合除尘、蒸汽相变除尘、旋风除尘、热泳脱除和磁分离等技术，但由于对5μm以下颗粒物的清除效率很低，或因经济成本高、适用范围窄、处理流量受限及影响能源系统运行等问题，这些技术无法充分满足PM2.5减排需求。声波团聚是目前公认的一种高效的细微颗粒脱除促进方法，将在PM2.5治理中发挥重要作用。声波团聚技术利用高强度声场作用，使含尘气体中微米及亚微米级细颗粒物发生碰撞，在较短时间这些颗粒物粘附形成更大粒径的团聚物，进而提高传统除尘设备的脱除效率。声波团聚技术经济易用，作用时间短、效果显著，其对环境适应性强，可在高温、高压及腐蚀性等恶劣环境下工作。

目前工程实际应用的声团聚PM10减排系统极其少见。公开资料显示，声团聚减排系统多为实验室内用于研究PM2.5团聚机理的中小尺寸原理性简易装置。这些装置或是声场强度不高，或是减排效果和规模有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能量利用率高、团聚效率高、能耗小、费用低、流程简单、操作方便的用于处理悬浮颗粒的强声团聚装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于处理悬浮颗粒的强声团聚装置，包括强声源组件、团聚舱组件和常规除尘组件，所述团聚舱组件包括圆柱体头舱、锥体过渡舱、用于形成轴向和径向双向驻波场的双向模态驻波管以及连接常规除尘组件的圆柱体尾舱，所述圆柱体头舱与强声源组件连接，且设有待处理气体输入口，所述锥体过渡舱的大径端与圆柱体头舱连接，所述双向模态驻波管一端与锥体过渡舱的小径端连接，另一端与圆柱体尾舱连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述锥体过渡舱和双向模态驻波管均设有多件，且数量相等，所述锥体过渡舱与双向模态驻波管一一对应连接。

所述锥体过渡舱设有一件，所述双向模态驻波管设有多件，所述多件双向模态驻波管均连接于所述锥体过渡舱的小径端。

所述强声源组件包括大功率声源、号筒和气室，所述号筒的小径端与大功率声源连接，号筒的大径端与气室连接，所述气室另一端与圆柱体头舱连接。

所述气室与圆柱体头舱之间设有透声板。

所述气室的排气口设有消声器，所述圆柱体头舱的待处理气体输入口和圆柱体尾舱的处理后气体输出口均设有消声器。

所述常规除尘组件包括出气口流量流速调节装置、除尘设备和出气口粒子检测装置，所述出气口流量流速调节装置与圆柱体尾舱的处理后气体输出口连接，所述除尘设备输入端与出气口流量流速调节装置连接，输出端与出气口粒子检测装置连接。

所述圆柱体头舱的待处理气体输入口连接有预处理组件，所述预处理组件包括进气口流量流速调节装置、进气口粒子检测装置以及用于向待处理气体中加入添加剂中和有害气体、增加粒子浓度的预处理装置，所述预处理装置一端与待处理气源连接，另一端依次连接进气口流量流速调节装置和进气口粒子检测装置。

一种基于上述的用于处理悬浮颗粒的强声团聚装置的强声团聚方法，包括以下步骤：

S1：启动强声源组件，向团聚舱组件辐射声波能量，调节强声源组件，使强声波在双向模态驻波管内同时形成轴向和径向高强声驻波场；