[发明专利]一种利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的方法及装置有效
申请号: | 201510183767.7 | 申请日: | 2015-04-17 |
公开(公告)号: | CN104906913A | 公开(公告)日: | 2015-09-16 |
发明(设计)人: | 黄亚继;乔正辉;董卫;程梅 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | B01D51/08 | 分类号: | B01D51/08;B01D51/10;B01D45/02;B01D45/04 |
代理公司: | 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 黄成萍 |
地址: | 211189 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 利用 加湿 凝结水 降低 空气 悬浮 颗粒 方法 装置 | ||
1.一种利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的方法,其特征在于:污染空气R4中包括均匀混合的水蒸气分子R1、悬浮颗粒物R2和洁净空气R3,对污染空气R4进行离散间隔的工程降温,激发污染空气R4中的水蒸气分子R1以悬浮颗粒物R2为凝结核凝结为含有悬浮颗粒物R2的水滴R5,水滴R5分为小水滴R51和大水滴R52,在外力R6作用下小水滴R51长大为大水滴R52,在外力R6作用下大水滴R52从污染空气R4中分离出,形成洁净空气R3;外力R6包括布朗运动力R61、惯性力R62、重力R63、声力R64和温度梯度R65的共同作用。
2.一种利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的装置,其特征在于:包括引气机(1)、升温加湿组件(2)、强声驻波促进凝结除水组件(3)、升温加热组件(4)、气管组件(6)和保温材料;
所述升温加湿组件(2)包括升温加湿室(21)、第一空气加热器(22)、恒温液态水(23)和水加热器(24),恒温液态水(23)置于升温加湿室(21)内;第一空气加热器(22)包括通过第一能量通道(222)串联成回路的第一能量供应源(221)和第一表面加热器(223),其中第一表面加热器(223)位于升温加湿室(21)内,且位于恒温液态水(23)液面(231)上方;水加热器(24)包括通过第二能量通道(242)串联成回路的第二能量供应源(241)和第二表面加热器(243),第二表面加热器(243)位于升温加湿室(21)内,且位于恒温液态水(23)液面(231)下方;
所述强声驻波促进凝结除水组件(3)包括强声驻波发生组件(31)、冷却组件(32)、保温层(33)、透声阻气隔水薄膜(34)、蓄水池(35)和水管(36);所述强声驻波发生组件(31)包括声波导管(311)、反射挡板(312)、打孔隔板(313)、空腔(315)、信号发生器(317)和扬声器(318),信号发生器(317)通过导线(316)与扬声器(318)相连;声波导管(311)的右端设置有打孔隔板(313),在声波导管(311)的左端设置有反射挡板(312),透声阻气隔水薄膜(34)设置在声波导管(311)的波腹或波节位置,通过透声阻气隔水薄膜(34)将声波导管(311)分成右声波导管(3112)和左声波导管(3111)两部分;打孔隔板(313)上设置有通孔(314),空腔(315)的右端罩住通孔(314),扬声器(318)的喇叭口罩住空腔(315)的右端,打孔隔板(313)、空腔(315)和扬声器(318)组成与外界仅仅通过通孔(314)连接的半封闭空间结构(8),该半封闭空间结构(8)属于Helmholtz共振器结构;所述冷却组件(32)包括高热传导率填料(321)、螺旋表冷盘管(322)和冷源(323),螺旋表冷盘管(322)和冷源(323)通过供冷通道(324)串联成回路,螺旋表冷盘管(322)螺旋间隔地围绕在左声波导管(3111)外壁上,高热传导率填料(321)覆盖在左声波导管(3111)外壁上、填充螺旋表冷盘管(322)未覆盖的区域;所述高热传导率填料(321)的热阻满足围绕在左声波导管(3111)上的未覆盖螺旋盘管的水平截面区域内的相邻螺旋盘管之间的水平方向具有温度梯度;所述保温层(33)包覆声波导管(311)和空腔(315)的整个外侧表面;所述左声波导管(3111)的底部通过水管(36)与蓄水池(35)连通;所述声波导管(311)水平放置;
所述升温加热组件(4)包括升温室(41)和第三空气加热器(42),第三空气加热器(42)包括通过第三能量通道(422)串联成回路的第三能量供应源(421)和第三表面加热器(423),其中第三表面加热器(423)位于升温室(41)内;
所述气管组件(6)包括连通引气机(1)与室内(5)的YS气管(61)、连通升温加湿室(21)与引气机(1)的SY气管(62)、连通左声波导管(3111)与升温加湿室(21)的ZS气管(63)、连通升温室(41)与左声波导管(3111)的SZ气管(64)和连通室内(5)与升温室(41)的SS气管(65);
所述保温材料覆盖在气管组件(6)、引气机(1)、升温加湿室(21)和升温室(41)的外部;
升温加湿室(21)与SY气管(62)连通的SS进气口(71)高于恒温液态水(23)的液面(231),升温加湿室(21)与ZS气管(63)连通的SZ出气口(72)高于恒温液态水(23)的液面(231),液面(231)的高度小于1/2倍升温加湿室(21)的高度,第一表面加热器(223)底端的高度大于2倍液面(231)的高度,第二表面加热器(243)顶端的高度小于1/2倍液面(231)的高度,第一表面加热器(223)的温度高于第二表面加热器(243)的温度;声波导管(311)的长度大于或等于1/2驻波的波长,左声波导管(3111)与ZS气管(63)相连的端口为ZZ进气口(73),ZZ进气口(73)与透声阻气隔水薄膜(34)的距离小于1/2驻波的波长,左声波导管(3111)与SZ气管(64)相连的端口为ZS出气口(74),ZS出气口(74)与反射挡板(312)的距离小于1/2驻波的波长,透声阻气隔水薄膜(34)与打孔隔板(313)的距离大于1/8驻波的波长且小于3/2驻波的波长,左声波导管(3111)的底部高于蓄水池(35)的顶端。
3.根据权利要求2所述的利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的装置,其特征在于:所述强声驻波发生组件(31)中,所述导线(316)、信号发生器(317)和扬声器(318)组成闭合回路;所述声波导管(311)、通孔(314)和空腔(315)均为圆柱形,所述通孔(314)位于打孔隔板(313)的中心,所述声波导管(311)的直径大于通孔(314)的直径,所述声波导管(311)的直径小于1/4驻波的波长,所述通孔(314)的直径小于空腔(315)的直径;所述反射挡板(312)、声波导管(311)、打孔隔板(313)、空腔(315)和扬声器(318)的中心在同一水平轴线上依次串联组成封闭的声学共振腔体,在反射挡板(317)、声波导管(311)和打孔隔板(313)形成的空间内产生强声驻波;所述通孔(314)、打孔隔板(313)、空腔(315)和扬声器(318)组成的半封闭空间结构(8)的共振频率f0表达式是:
式中,c为声速,dn为通孔(314)的直径,ln为通孔(314)的长度,dt为空腔(315)的直径,lt为空腔(315)的长度;
所述通孔(314)和空腔(315)的长度和直径均小于驻波的波长;所述声波导管(311)的某一阶共振频率与共振频率f0、信号发生器(317)的输出信号频率、扬声器(318)输出的声波的频率相等。
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- 乔正辉;黄亚继;董卫;程梅 - 东南大学
- 2015-08-20 - 2016-10-19 - B01D51/08
- 本发明公开了一种二维声场迁移悬浮颗粒物的装置,主要包括:正多边形腔,Helmholtz声源,混合流体,信号发生器;混合流体位于正多边形腔内;Helmholtz声源为由扬声器、空腔和通孔组成的半封闭空腔;通孔位于正多边形腔的边壁面的中心;通孔的横截面面积小于空腔的横截面面积;通孔的横截面面积和长度、空腔的体积服从Helmholtz共振器的设计原则;Helmholtz声源的数量和正多边形腔的边数相同;正多边形腔的边数为大于2的偶数;正多边形腔的高度小于半波长;以正多边形腔的中心为对称点的两个对边之间的距离不小于两个半波长。本发明具有根据正多边形腔的边数,改变正多边形腔内有/无悬浮颗粒的区域。
- 一种利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的方法及装置-201510183767.7
- 黄亚继;乔正辉;董卫;程梅 - 东南大学
- 2015-04-17 - 2015-09-16 - B01D51/08
- 本发明公开了一种利用加湿冷凝结水降低空气悬浮颗粒物的方法及装置,污染空气中包括均匀混合的水蒸气分子、悬浮颗粒物和洁净空气,对污染空气进行离散间隔的工程降温,激发污染空气中的水蒸气分子以悬浮颗粒物为凝结核凝结为含有悬浮颗粒物的水滴,水滴分为小水滴和大水滴,在外力作用下小水滴长大为大水滴,在外力作用下大水滴从污染空气中分离出,形成洁净空气。由于空气中的悬浮颗粒物、水蒸气分子均匀的分布在污染空气中,水蒸气分子液化后形成的液滴数量多,总表面积大,初始液滴尺寸可以足够小,分布均匀,悬浮颗粒物清除的效率非常高。
- 一种声、雾结合促进PM2.5长大装置-201520117719.3
- 刘亚明;徐齐胜;袁竹林;杨林军;李方勇;李德波;盘思伟 - 广东电网有限责任公司电力科学研究院
- 2015-02-27 - 2015-09-16 - B01D51/08
- 一种声、雾结合促进PM2.5长大的装置,所述PM2.5被裹挟在气流中,所述装置包括:一让含PM2.5气流流经的气流通道,气流通道的侧面设有正弦平面声波或驻波发生器,在气流通道的进口处或另一侧面设有水蒸气喷嘴,水蒸气喷嘴外接水蒸气管道。优选的气流通道横截面为矩形,宽度为波长λ的整数倍,水蒸气喷嘴设在气流通道的进口处;优选的水蒸气喷嘴布置在声场中各段波长的0.75λ和0.25λ汇聚截面处。采用本实用新型的装置,可使PM2.5获得更快的长大速率和更令人满意的长大程度。
- 一种汽车空调滤清器PM2.5颗粒滤除装置-201520142974.3
- 王春华;张靖周;周君辉 - 南京航空航天大学
- 2015-03-13 - 2015-09-09 - B01D51/08
- 本实用新型公开了一种汽车空调滤清器PM2.5颗粒滤除装置,该套装置包括汽车空调滤清器、声波团聚室及声波发生单元;声波团聚室入口端直接与外界环境相连,出口端与空调滤清器入口端相连;声波团聚室两侧对称布置了声波发生单元,声波发生单元由喇叭、声源、功率放大器及信号发生器组成。本实用新型利用低频声波的团聚效应对含尘空气中PM2.5颗粒进行预处理,促进颗粒粒径的增长,提高汽车空调滤清器PM2.5颗粒的滤除效率,降低汽车内部PM2.5浓度,优化了乘车的舒适型和安全性。本实用新型无需改变原有汽车空调的结构,具有改造成本低,效率高,使用寿命长等优点,可广泛适用于各类汽车空调中。
- 高效率低能耗的工业级声凝聚PM2.5减排系统-201510188196.6
- 仇云林 - 苏州明光电力技术有限公司
- 2015-04-20 - 2015-08-19 - B01D51/08
- 本发明涉及一种高效率低能耗的工业级声凝聚PM2.5减排系统,其包括:气流声源、聚焦装置和与所述聚焦装置连接的凝聚舱,气流声源将高压气流能量转化成强声波;聚焦装置包括号筒和耦合舱,号筒和耦合舱之间设有透镜,号筒连接到气流声源上,号筒辐射由气流声源发出的强声波能量,声波能量经透镜汇聚后经过耦合舱在凝聚舱中形成平面驻波场;烟气经过凝聚舱前端进气口流入,在凝聚舱内受强声波作用后,从凝聚舱后端出气口流出,烟气中的微小悬浮颗粒凝聚为大粒径团聚物。本发明的高效率低能耗的工业级声凝聚PM2.5减排系统,解决了基于气流声源的工业级细颗粒物声凝聚减排系统中减排效率和能耗不能兼顾的问题。
- 声、雾结合促进PM2.5长大的方法及专用装置-201510089314.8
- 刘亚明;徐齐胜;袁竹林;杨林军;李方勇;李德波;盘思伟 - 广东电网有限责任公司电力科学研究院
- 2015-02-27 - 2015-06-24 - B01D51/08
- 一种声、雾结合促进PM2.5长大的方法,所述的PM2.5被裹挟在气流中,方法包括:使含PM2.5气流通过一气流通道,在所述气流通道的侧面设有正弦平面声波或驻波发生器,在所述气流通道的进口处或另一侧面(设有声波或驻波发生器侧面的旁侧面)设有水蒸气喷嘴,水蒸气喷嘴外接水蒸气管道。优选的气流通道横截面为矩形,宽度为波长λ的整数倍,水蒸气喷嘴设在所述气流通道的进口处,水蒸气喷嘴布置在声场中各段波长的0.75λ和0.25λ汇聚截面处。本发明还包括专用于上述方法的装置。采用本发明的方法及装置,可使PM2.5获得更快的长大速率和更令人满意的长大程度。
- 一种汽车空调滤清器PM2.5颗粒滤除装置和滤除方法-201510110400.2
- 王春华;张靖周;周君辉 - 南京航空航天大学
- 2015-03-13 - 2015-06-17 - B01D51/08
- 本发明公开了一种汽车空调滤清器PM2.5颗粒滤除装置和滤除方法,该套装置包括汽车空调滤清器、声波团聚室及声波发生单元;声波团聚室入口端直接与外界环境相连,出口端与空调滤清器入口端相连;声波团聚室两侧对称布置了声波发生单元,声波发生单元由喇叭、声源、功率放大器及信号发生器组成。本发明利用低频声波的团聚效应对含尘空气中PM2.5颗粒进行预处理,促进颗粒粒径的增长,提高汽车空调滤清器PM2.5颗粒的滤除效率,降低汽车内部PM2.5浓度,优化了乘车的舒适型和安全性。本发明无需改变原有汽车空调的结构,具有改造成本低,效率高,使用寿命长等优点,可广泛适用于各类汽车空调中。
- 带飞灰再循环的声波团聚脱除细颗粒物的装置和方法-201510075246.X
- 张光学;朱颖杰;王进卿;徐鸿;池作和 - 中国计量学院
- 2015-02-12 - 2015-06-10 - B01D51/08
- 本发明公开了一种带飞灰再循环的声波团聚脱除细颗粒物的装置和方法。它包括声波团聚室、声源、旋风子分离器、出口管道和飞灰再循环管道;所述声波团聚室的外部设有声源;声波团聚室设有烟气进口、烟气出口和飞灰进口,所述烟气出口与出口管道的进口连通,所述飞灰进口与所述飞灰再循环管道的出口连通;所述旋风子分离器设于所述出口管道内,所述旋风子分离器的排尘口与飞灰再循环管道连通。本发明可大大提高烟气中细颗粒物的团聚效率,结合后续的常规除尘器,达到高效脱除PM2.5的目的,从而控制细颗粒物的排放。
- 基于多级反射型聚焦声波导阵列结构的声波团聚系统及方法-201510037860.7
- 曾新吾;吴学利;赵云;龚昌超;高东宝 - 中国人民解放军国防科学技术大学
- 2015-01-26 - 2015-06-03 - B01D51/08
- 本发明公开了一种基于多级反射型聚焦声波导阵列结构的声波团聚系统及方法,统包括气流声源、号筒、反射型聚焦声波导阵列、烟尘管道等,将反射型聚焦声波导组成一定数目的阵列,将该阵列与气流声源、号筒及含尘烟气的管道相连结、互通,使反射型聚焦声波导阵列及声波作用室内声压级达到一定强度(>155dB),激发流经反射型聚焦声波导阵列及声波作用室的悬浮颗粒振动、产生相对速度,相互碰撞、团聚成较大粒径的团聚体或大颗粒,再结合常规除尘技术,去除悬浮粗颗粒,从而达到控制PM2.5排放的目的。本发明的系统具有结构简单、可有效去除悬浮颗粒的优点。
- 基于亥姆霍兹共鸣器阵列的悬浮颗粒声波团聚系统及方法-201510037974.1
- 曾新吾;赵云;吴学利;龚昌超;高东宝 - 中国人民解放军国防科学技术大学
- 2015-01-26 - 2015-05-06 - B01D51/08
- 本发明公开了一种基于亥姆霍兹共鸣器阵列的悬浮颗粒声波团聚系统及方法,包括声源装置、亥姆霍兹共振装置、控制装置与保障装置;声源装置由依次相连的信号发生器、信号放大器、声源、号筒以及驻波管组成;亥姆霍兹共振装置由短管、烟道与亥姆霍兹共鸣器组成;控制装置由控制器和三组活塞组件组成;保障装置由安装在烟道上旋风除尘器与消声劈尖组成;信号发生器产生声波,经信号放大器驱动声源,经号筒向驻波管内辐射低频声波,第一活塞组件运动调节亥姆霍兹共鸣器体积以使烟道的共振频率与低频声波相同。本发明具有团聚效率高、能耗低、操作简单,结构合理的优点。
- 一种颗粒凝聚处理装置-201320798548.6
- 冯晓宏 - 冯晓宏
- 2013-12-06 - 2015-03-25 - B01D51/08
- 本实用新型提供一种颗粒凝聚处理装置,包括处理腔室以及用于产生超声波的模块,所述处理腔室的一侧端面上开设有气流出口,处理腔室的另一侧端面上设置有气流进口,处理腔室的侧面上开设有用于供所述超声波进入处理腔室内的超声波照射通孔,本实用新型采用处理腔室作为处理空间,对流入处理空间内的空气等待处理气流进行超声波处理,利用超声波通过有悬浮颗粒的空气介质时,悬浮颗粒开始与空气一起震动,由于悬浮颗粒大小不同而有不同的相对振动速度,颗粒将会相互碰撞粘合,继而由于颗粒变大不能跟随超声振动运动,而是无规则运动,继续碰撞,粘合变大,达到凝聚的效果,最终可以使用较少级数的过滤单元达到过滤颗粒的目的。
- 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法-201410443091.6
- 颜金培;陈立奇 - 国家海洋局第三海洋研究所
- 2014-09-02 - 2014-12-10 - B01D51/08
- 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法,涉及除尘设备和方法。所述装置设有烟道、气体调节室、蒸汽质量流量控制器、声相变室、分离器;含尘气流进入调节室,调节室内设有蒸汽扩散式喷嘴并与蒸汽质量流量控制器连接;调节室出口与声相变室入口连接,在声相变室的同一侧面装有声源,声源依次连接功率放大器和信号发生器;声相变室的出口接分离器,分离器出口通过排放口由引风机将处理后的干净气流排出,分离器设有排灰口。基于声波与相变耦合作用,细颗粒在发生声波团聚的同时发生相变凝结长大,提高细颗粒物的团聚效率,降低声波团聚的声场强度,再采用常规除尘装置对团聚长大后的大颗粒做进一步脱除,在低声压级条件下高效脱除PM2.5。
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