CN103752116B - 一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，包括长方体形烟气管道和面声源：所述烟气管道竖直放置，烟气在烟气管道内由上向下流动；所述烟气管道分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置隔板，将烟气管道的下部分隔成若干子通道，其中位于最中间的一个或两个子通道作为颗粒物收集通道；所述面声源布置在烟气通道的上部分的侧壁上：分为两组对称布置在烟气管道宽度方向的两个侧壁上，形成驻波声场；或仅设一组布置在烟气管道宽度方向的一个侧壁上，靠反射声波形成驻波声场。本发明可将一般除尘设备不能脱除的细颗粒物，在驻波声场中声场力的作用使细颗粒物向驻波节点位置迁移、吸附、凝聚成大颗粒物，然后随烟气流动进入颗粒物收集通道中。

Description

一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置
技术领域
本发明涉及一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，基于声波凝聚机理使细颗粒物在驻波声场向驻波节点位置迁移、吸附、凝聚成大颗粒物，在除尘器中二次分离，用以脱除可吸入细颗粒物（PM2.5）。
背景技术
细颗粒物（PM2.5）是指空气动力学直径小于或等于2.5μm的可吸入细微颗粒物，主要产生于交通、制造、能源等行业中的高温燃烧过程。随着经济社会的发展，工业化程度提高，空气中可吸入细颗粒物的含量也越来越高。另一方面，可吸入细颗粒物（PM2.5）由于其比表面积较大，易于富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌与病毒，严重危害人们的健康。所以有效的脱除细颗粒物具有十分重要的意义。
驻波声波脱除细颗粒物装置是一种能够有效的脱除烟气中的粒径小于或等于2.5μm的细颗粒物的装置。常规的烟气处理装置包括机械式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器和袋式除尘器等，它们均可有效去除粗模态颗粒，但对于细颗粒物（PM2.5）的脱除效率较低。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，设置在常规除尘设备后，对一般除尘设备不能脱除的细颗粒物进行收集，达到脱除的目的。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，包括长方体形烟气管道和面声源：
所述烟气管道竖直放置，烟气在烟气管道内由上向下流动；所述烟气管道分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置隔板，将烟气管道的下部分隔成若干子通道，其中位于最中间的一个或两个子通道作为颗粒物收集通道；
所述面声源布置在烟气通道的上部分的侧壁上：分为两组对称布置在烟气管道宽度方向的两个侧壁上，形成驻波声场；或仅设一组布置在烟气管道宽度方向的一个侧壁上，靠反射声波形成驻波声场。
优选的，所述面声源发出的声波波长大于烟气通道的宽度，保证在烟气通道的宽度方向形成的驻波声场只有一个波节点，以提高细颗粒物的收集效率；考虑结构的简单和使用的方便，更为优选的，所述面声源发出的声波波长是烟气通道的宽度的两倍。
优选的，所述声源的声波覆盖面积沿烟气流动方向的长度应保证烟气在声场中运动2～5s。
优选的，所述烟气管道分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置两个隔板，将烟气管道的下部分隔成宽度相等的三个子通道，其中位于中间的子通道记为颗粒物收集通道，位于两边的两个子通道分别记为第一非颗粒物收集通道和第二非颗粒物收集通道。
考虑到实际情况，为提高驻波声场对细颗粒物的脱除效率以及声能的消耗，应控制烟气管道的宽度在0.1～0.3m以内，优选在0.2m左右；如此各个子通道的宽度一般在0.2m以内。
优选的，所述颗粒物收集通道的下端出口通过相切的圆弧形过渡接出，以便于颗粒物收集通道可以重新导入一般除尘设备入口进行再次处理；其余子通道的下端出口可以继续保持竖直，不做特殊处理，当然可以可以根据收集的产物做相应设计导入到其他设备中进行再次处理。
优选的，所述面声源为电磁式换能器、压电陶瓷换能器、磁致伸缩换能器或压电晶体换能器；可以根据实际情况，自由选择合适的声源。
有益效果：本发明提供的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，可设置在常规除尘设备之后，通过一般除尘设备的烟气，含有不能被脱除的细颗粒物，在驻波声场中声场力的作用使细颗粒物向驻波节点位置迁移、吸附、凝聚成大颗粒物，然后随烟气流动进入颗粒物收集通道中。颗粒物收集通道还可以重新导入除尘设备，使收集到的颗粒物在除尘设备中二次分离，有效的脱除细颗粒物。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为驻波声场脱除细颗粒物示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示为一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，包括长方体形烟气管道1和面声源2；所述面声源2发出的声波波长是烟气通道1的宽度的两倍，保证在烟气通道1的宽度方向形成的驻波声场只有一个波节点。
所述烟气管道1竖直放置，烟气在烟气管道1内由上向下流动；所述烟气管道1分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置两个隔板，将烟气管道1的下部分隔成宽度相等的三个子通道，其中位于中间的子通道（对应于驻波声场的节点位置）记为颗粒物收集通道4，位于两边的两个子通道分别记为第一非颗粒物收集通道3和第二非颗粒物收集通道5。
所述烟气管道1的宽度在0.2m左右；所述颗粒物收集通道4的下端出口通过相切的圆弧形过渡接出，其余子通道的下端出口保持竖直。
所述面声源2布置在烟气通道1的上部分的侧壁上，分为两组对称布置在烟气管道1宽度方向的两个侧壁上，形成驻波声场（还可以仅设一组布置在烟气管道1宽度方向的一个侧壁上，靠反射声波形成驻波声场）；所述声源2的声波覆盖面积沿烟气流动方向的长度应保证烟气在声场中运动2～5s。
所述面声源2为电磁式换能器、压电陶瓷换能器、磁致伸缩换能器或压电晶体换能器。
该装置装设在常规除尘设备后。通过一般除尘设备的烟气，含有部分不能被脱除的细颗粒物，在驻波声场中凝聚成大颗粒物，然后随烟气流动进入颗粒物收集通道4中。参见图2，第一非颗粒物收集通道3和第二非颗粒物收集通道5按矩形管道走向，不做任何特殊设置；颗粒物收集通道4弯曲设置，改变通道走向，这样可使颗粒物收集通道4重新导入到一般除尘设备入口。
使用该装置时，参见图3，面声源2在烟气管道1中形成驻波声场，形成只有一个波节点9的驻波声场。烟气在驻波声场中流动，在声场力（图中标号7表示声压幅度）的作用下，细颗粒物6向驻波节点9位置迁移、吸附、凝聚成大颗粒物8，随流体流动进入颗粒物收集通道4中，颗粒物收集通道4可重新导入除尘设备，使收集到的颗粒物在除尘设备中二次分离，有效的脱除细颗粒物，而烟气中的其他部分则经过第一非颗粒物收集通道3和第二非颗粒物收集通道5排向外界环境。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：包括长方体形烟气管道(1)和面声源(2)：
所述烟气管道(1)竖直放置，烟气在烟气管道(1)内由上向下流动；所述烟气管道(1)分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置隔板，将烟气管道(1)的下部分隔成若干子通道，其中位于最中间的一个或两个子通道作为颗粒物收集通道(4)；
所述面声源(2)布置在烟气通道(1)的上部分的侧壁上：分为两组对称布置在烟气管道(1)宽度方向的两个侧壁上，形成驻波声场；或仅设一组布置在烟气管道(1)宽度方向的一个侧壁上，靠反射声波形成驻波声场。
2.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述面声源(2)发出的声波波长大于烟气通道(1)的宽度。
3.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述面声源(2)发出的声波波长是烟气通道(1)的宽度的两倍。
4.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述面声源(2)的声波覆盖面积沿烟气流动方向的长度应保证烟气在声场中运动2～5s。
5.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述烟气管道(1)分成上下两部分，下部分沿宽度方向设置两个隔板，将烟气管道(1)的下部分隔成宽度相等的三个子通道，其中位于中间的子通道记为颗粒物收集通道(4)，位于两边的两个子通道分别记为第一非颗粒物收集通道(3)和第二非颗粒物收集通道(5)。
6.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述烟气管道(1)的宽度在0.1～0.3m以内。
7.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述颗粒物收集通道(4)的下端出口通过相切的圆弧形过渡接出。
8.根据权利要求1所述的利用驻波声波脱除细颗粒物的装置，其特征在于：所述面声源(2)为电磁式换能器、压电陶瓷换能器、磁致伸缩换能器或压电晶体换能器。
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