[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

说明书

技术领域

本发明属于排污控制设备制造技术领域，涉及一种声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法。

背景技术

可吸入颗粒物是指可通过鼻和嘴进入人体呼吸道的颗粒物的总称，用PM10表示(空气动力学直径小于10微米的颗粒)。其中更细的为PM2.5(空气动力学直径小于2.5微米)又称为细颗粒物或可入肺颗粒物，它能够进入人体肺泡甚至血液循环系统，直接导致心血管病等疾病。当前可吸入颗粒物污染已经成为突出的大气环境问题，引起世界各国的高度重视。它对人体健康有严重危害，也是导致大气能见度降低、酸沉降、全球气候变化、光化学烟雾等重大环境问题的重要因素。

现有排放控制技术主要是依据颗粒物的惯性、扩散和静电作用等物理原理，采用旋风除尘、静电除尘和布袋除尘等常规方式脱除颗粒物。这些装置和方法仅对空气动力学直径大于5微米的的颗粒物的脱除具有较高的效率，而对于PM2.5颗粒物脱除效率较低。事实证明，经现有常规排放控制装置处置后的含尘气体可吸入颗粒物数量没有明显的减少，颗粒物总量的质量明显减少了。这是因为颗粒物的数量粒径分布主要集中在PM2.5颗粒物，而质量的粒径分布则主要集中在空气动力学直径大于5微米的颗粒物，现有常规除尘装置对大于5微米的颗粒物除尘效率较高。因此，大量PM2.5微细颗粒物仍未经除尘装置有效脱除排放入大气中。这显然不能满足日趋严峻的环保要求。

由于旋风分离技术对空气动学直径大于10微米的颗粒物具有良好的分离效率，其产生的旋风气流在空气动力学上具有较为稳定的规律；低频强声在学术界已达成共识，将其施加于含尘气体中，能够通过声波夹带和声波迁移等物理作用使微细颗粒物发生团聚效果，即小颗粒物团聚成为大颗粒物。倘若将以上两种方法相结合，通过低频强声作用于旋风气流，团聚微细颗粒物，再应用旋风分离技术将团聚后的大颗粒物分离出去，即可较为有效的实现PM2.5颗粒物的脱除。

在现有中检索，得到相关中国专利及文献如下：

1.专利号：200710132690.6，声波与外加种子联合作用脱除微颗粒物的装置和方法

2.专利号：200920230547.5，声波团聚复合袋式除尘装置

3.专利号：201210115860.0，超声团聚PM2.5颗粒的烟气净化装置及其净化方法

4.专利号：201120494073.2，凝聚式袋式除尘器

5.专利号：201010201835.5，燃煤超细颗粒物排放控制方法

6.专利号：201220353968.9，燃煤烟气干湿复合除尘脱硫系统

7.专利号：201310076993.6，一种除尘方法

上述检索到的有关颗粒物脱除的专利中，都不能高性价比地实现PM2.5颗粒物的脱除。其中第一、二个专利虽然利用了声波团聚技术，但仅作为除尘的预处理环节，团聚的效率并没有原理性的体现，团聚后的大颗粒物需要依靠后续的传统常规手段进行二次处理，无法作为独立的PM2.5除尘装置；第三个专利采用了超声波团聚技术，由于较低功率下超声除尘效果不佳，在较高功率情况下超声波的能耗又较大，难于持续稳定可靠的脱除PM2.5颗粒物；其余几个专利采用了液体添加剂涉及到了新的污水排放控制问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法，在稳定可靠的低频强声声源下，采用声波和旋风分离联合作用的方法，能够有效脱除粒径范围在PM2.5细微颗粒物，脱除效率可达80％以上。其具体技术方案为：