[发明专利]声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法

权利要求书

1.一种声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置，其特征在于，包括可调制气流声波发生器(1)、声波凝聚舱(2)、烟气接收器(3)、沉降室(4)；可调制气流声波发生器(1)连接声波凝聚舱(2)头部；含尘气流进口的垂直烟道(5)的一端从声波凝聚舱(2)后上方接入；声波凝聚舱(2)的尾部与烟气接收器(3)一端连接；烟气接收器(3)的另一端连接沉降室(4)；所述可调制气流声波发生器(1)由调制气流声源(6)、功率放大器(7)、信号发生器(8)、活塞式轴向长度调节器(9)、号筒(10)、透声板(11)组成；稳定的高速气流进入调制气流声源(6)，将流体能量转化为声能；声源产生的强声波通过号筒(10)与声波凝聚舱(2)通过透声板(11)连接，经共振合成放大后，形成强驻波声场；声波频率和声压等参数可以通过功率放大器(7)和信号发生器(8)实现调制；活塞式轴向长度调节器(9)采用电机伺服控制机构实现声波凝聚舱(2)的轴向长度的调节；所述声波凝聚舱(2)由气流缓冲室(12)、旋风分离室(13)组成；气流缓冲室(12)采用活塞式轴向长度调节器(9)能够根据实际需要调节气流缓冲室的轴向长度，其头部与可调制气流声波发生器(1)采用透声材料连接；旋风分离室(13)的锥形舱体采用透声材料，上接高速含尘气流进口的垂直烟道(5)，尾部与烟气接收器(3)连接，头部与气流缓冲室(12)连接。

2.一种声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用声波凝聚与颗粒物旋风式分离联合作用，具有较强的细颗粒团聚、粗颗粒物分离的能力；在旋风分离室(13)中，高速流入的烟气气流在锥形腔体内形成自右向左的旋风，旋风夹带着颗粒物在离心力的作用下，较粗的颗粒物离腔体较近，较细的颗粒物离腔体较远；声源释放声波后，由于声波夹带作用和迁移作用，微细颗粒物发生碰撞产生团聚成较大颗粒物，在离心力变化的作用下与原本靠近腔体较近的较大颗粒物再次发生碰撞团聚成更大的颗粒物，如此反复，直至颗粒物足够大，摆脱声波夹带；当旋风行进至锥形腔体窄口一端时，离腔体较近的粗颗粒物在离心力的作用下被抛出烟气气流进入气流缓冲室(12)；

2)声波凝聚在气流缓冲室(12)中，利用粗颗粒物的重力沉降作用，进一步强化了细颗粒物的团聚效果；被抛甩进来的粗颗粒物与烟气分离后，逐渐失去动能，开始在重力场的作用下自由沉降，夹带着部分颗粒物的烟气进入气流缓冲室后流速也逐渐降低，粗颗粒物在沉降过程中再次与声场夹带和迁移作用下的微细颗粒物发生碰撞发生团聚，最终粗颗粒物沉降在气流缓冲室中，而烟气在缓冲室压力充盈后继续反向穿过声波凝聚舱(2)进入烟气接收器(3)中；

3)声波凝聚舱(2)轴向长度的确定：声波凝聚舱(2)的总长度为含尘气流进出声波凝聚舱的长度差，根据处理的气体流量，确定声波凝聚舱的截面和总长度，通过活塞式轴向长度调节器(9)调节气流缓冲室的长度达到调节声波凝聚舱长度的目的，保证含尘气流在声场作用下的时间不小于4秒；

4)声源采用调制气流声源，调制声源发生器(1)通过功率放大器(7)与信号发生器(8)，调制声源，在声波凝聚舱(2)中形成平面驻波场；调节声源的频率范围为：800Hz—3000Hz，声压范围为140dB—170dB；通过在声波凝聚舱(2)和烟气接收器(3)中部署流速计(14)、粒径谱仪(15)、照度计(16)，能够实时感知含尘烟气的状态信息，经智能控制系统(17)分析处理后，回馈至调制声源闭环控制，实现减排效果动态实时监测与调节。