CN105749639B - 一种袋式除尘器风机噪声收集与利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及公开了一种袋式除尘器风机噪声收集与利用系统，它包括了收声区、导声区和分声区三部分；收声区包括了收声罩、收缩段、汇声段；导声区由弯头和直线导声管组成；分声区由分声管组成；它的各部分罩壁或管壁均由光洁表面的金属材料制成，厚度为10~30mm；降噪层则由5~10mm的阻尼层和20~50mm的软性材料包裹构成，设在金属壳体外层，主要防止少量鼓风机噪声的透过。本发明能够充分收集并导出风机噪声，尽可能减低噪声能量损耗。

Description

一种袋式除尘器风机噪声收集与利用系统
技术领域
本发明涉及袋式除尘器风机噪声收集与利用系统，属于新能源及节能技术领域。
背景技术
噪声是发声体做无规则时发出的声音，声音由物体振动引起，以波的形式在一定的介质(如固体、液体、气体)中进行传播通常所说的噪声污染是指人为造成的。从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声。工业噪声工厂的各种设备产生的噪声。工业噪声的声级一般较高，对工人及周围居民带来较大的影响。
风机是袋式除尘设备在进行空气净化时的重要设备之一。在袋式除尘器工作时，需用风机将含尘气流以一定初速度送入除尘器。当叶轮转动时，由于离心力的作用，风向标促使气体向前向外运动，从而形成一系列螺旋状的运动。风机运行时的噪声相当高，单机进口噪声级在风口处达95.1dB(A)，该噪声属于宽频稳态噪声，偏低中频。此外，颗粒撞击在管壁产生的噪声更是高达110dB(A)。风机噪声的治理方法主要是采用消声器和隔声、隔振技术，即安装消声器、建立隔声罩、隔振和管道包扎等。
噪声是一种能量污染，比如噪声达到160dB的喷气式飞机，其声功率约为10000W；噪声达140dB的大型鼓风机，其声功率约为100W。噪声会使人失眠、血压升高、情绪烦躁和损害听力，但噪声也可以用来为人类服务。利用噪声共振的原理，可以实现噪声驱蚊、噪声除草、噪声发电、噪声制冷等。
例如，国家专利ZL201410074031，一种利用污水厂鼓风机噪声协同药物进行出水杀菌的方法，依次包括如下步骤：A、鼓风机噪声收声与导出：对各鼓风机安装收声罩，该收声罩以减少噪声能量损失为原则，收集并导出后噪声能量损失<10％；B、噪声导入接触池后的多点布置：将噪声导入接触池内，根据接触池面积和出水量布点，按每立方米0.3-1个布放；C、噪声与药物协同杀菌：药物接触时间>20min，药物加入口可设在噪声导入口处，以提高药物在水中的分散程度。
国家专利ZL201310149005，公开了一种噪声利用装置，它包括外壳和设在外壳上的防护罩，所述外壳内设有鼓膜声波接收器、压电陶瓷板、整流装置和升压装置；所述鼓膜声波接收器固定在靠近防护 罩位置的外壳上，所述压电陶瓷板与鼓膜声波接收器连接固定；所述整流装置串联在压电陶瓷板与升压装置之间。通过上述方式，该发明能够吸收噪声，美化环境，利用噪声发出电能，化害为利，且造价低廉。
国家专利CN203183863U，该实用新型揭示了一种带超声波除尘的电除尘器。超声波除尘器设置于电除尘机箱内。超声波除尘器包括超声波发生器、滤袋、进风口和出风口，超声波除尘器一端包括一个进风口，一端包括一个出风口，滤袋和超声波发生器设置于超声波除尘器内部。采用了该实用新型的技术方案，在电除尘器上安装声波清灰器，可辅助阴阳极振打系统清灰。可防止芒刺、极板上灰结垢，减轻振打系统负担，减少芒刺断、极板变形。可延长电除尘器使用寿命，防止芒刺、极板及内部的腐蚀，起到较好作用。
袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。同时，袋式除尘器除尘效率高，一般在99％以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。
我国对布袋除尘器需求巨大，除尘滤料，尤其是耐高温纤维滤料有广阔的市场发展前景。我国“十二五”规划对环境保护提出了更高的需求，水、气、声、渣都将更多的应用过滤材料，过滤材料行业市场前景看好。其中在烟尘治理领域，袋式除尘由于除尘效率高，不会造成二次污染，便于回收干料等性能，在国内外的应用越来越广，占到所用除尘设备的80％。但是，由于袋式除尘器工作时易被粉尘堵塞，造成清灰效果不理想，甚至净气不达标，所以有必要让粉尘在布袋上积累一定量时进行清灰措施，以保证持续的清灰效果更加理想。
那么，是否可以将袋式除尘器所用风机产生的噪声(>105dB)收集并利用？如何将鼓风机噪声收集、导出并有效利用，在防噪同时又能将噪声积极利用，具有非常好的实际意义和市场前景。然而，目前并未见有关针对袋式除尘器噪声进行收声设备及相关配套装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种袋式除尘器所用风机噪声收集及利用系统。
本发明主要针对袋式除尘器滤尘过程中的风机高分贝噪声。当含尘气体通过洁净的滤袋时，由于滤材本身的网孔较大，一般为20～50μm，即使是表面起绒的滤袋，网孔也在5～10μm左右。因此，新用滤袋的除尘效率是不高的，大部分微细粉尘会随着气流从滤袋的网孔中通过，而粗大的颗粒却被阻留，并在网孔中产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，间隙间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面积聚一层粉尘，称为粉尘初层。在以后的除尘过程中，粉尘初层便成了滤袋的主要过滤层，而滤布只不过起着支撑骨架的作用，随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率和阻力(即压力损失)都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时，会导致把已附在滤料层上的细粉尘挤过去，使除尘效率明显下除尘器，同时除尘器阻力过大会使除尘器系统的风量显著下降，以致影响生产系统的排风，因此除尘器阻力达到一定值后，要及时进行清灰，而清灰时不能破坏粉尘初层，以免降低除尘效率。所以，考虑用风机所产生的高分贝噪声产生的能量进行微震荡，使粉尘初层维持更长的时间，延长高净气效果的时间，进一步能减少清灰次数。
本发明的技术方案是：一种袋式除尘器风机噪声收集利用系统，包括了收声区、导声区和分声区三部分组成；其中，收声区包括了收声罩1、收缩段2、汇声段3；导声区由弯头4和直线导声管5组成；分声区由分声管8组成；它的各部分罩壁或管壁均由光洁表面的金属材料制成，厚度为10～30mm；降噪层则由5～10mm的阻尼层和20～50mm的软性材料包裹构成，设在金属壳体外层，主要防止少量鼓风机噪声的透过。
本装置中，收声罩主要是将风机噪声收集汇聚，收缩段收缩段为锥形，角度α为65～75°，主要是将经收声罩收集的声音汇聚在一定范围内并导入导声管；导声管也可满足多个收声罩并用时，噪声汇集在同一导声管内，汇集入口集中在管道一侧，将汇入噪声折射为导声管同向；弯头β角度为45°、拐角γ角度为45°，主要是折射噪声并减低噪声损耗；分声区主要为满足袋式除尘器体积较大，是将噪声由导声管分散开的装置；分声管可根据实际袋式除尘器体积大小而设计数量，其将噪声从导声管中导入箱体，分声管数目>1根/m2；分声管连接在导声管下部，是噪声进入箱体的通道。分声管均匀分布于滤袋(组)外围通过机械震动机构和噪声的微震荡作用，从而提高除尘器的清灰效果。
本发明的主要优点：①开始滤尘时可以维持“粉尘初层”更长的时间，从而使得滤尘效果更好；②本发明能够减少袋式除尘器的清灰次数，降低实际能耗；③本发明在对噪声的利用的同时，也实现降噪 效果；④本发明将收声区、导声区和分声区三部分合为一体，在清灰时能够充分收集并导出风机噪声，尽可能减低噪声能量损耗，有利于对噪声高能的充分利用；⑤本发明属于环境友好型技术，该技术集噪声治理、利用和降低能耗等优点，是一种噪声治理与资源化相结合的低碳环保新技术，具有广阔的发展空间与市场前景。
附图说明
下面结合实施例对本发明做进一步说明。说明书附图是本发明的几个实施例。图1是单台风机噪声收集利用系统结构图；图2是两台风机噪声收集利用系统，将各鼓风机噪声最终共同汇集在主导声管内)；图3是风机噪声收集利用系统主视图；图4是风机噪声收集利用系统侧视图；图5是风机噪声收集利用系统俯视图；图6是风机噪声收集利用系统弯头大样图；图7是风机噪声收集利用系统A-A断面图；图8是风机噪声收集利用系统的风机图；图9是风机噪声收集利用系统的收声罩大样图。图中1为收声罩；2为收缩段；3为汇声段；4为弯头；5为导声管；6为袋式除尘器振动机构；7为滤袋；8为分声管；9为袋式除尘器花板；10为排气口；11为含尘气流进气口；12为灰斗；13为降噪层；α为汇声段收缩角度；β为弯头角度；γ为汇声段拐角处角度。它的收声区包括了收声罩1、收缩段2、汇声段3等部分；导声区由弯头4和直线导声管5组成；分声区由分声管8组成。其收声罩为圆台(与底部夹角为75°)，以在反射声波同时，尽量将其向中部汇聚，方便噪声收集。收缩段为锥形，角度为α＝65-75°。弯头角度为β＝45°，拐角处角度γ＝45°。在非直线传输噪声过程中，尽量减少能量损耗。汇声段主要满足多个收声罩并用时，各收声罩收集噪声汇集在同一导声管中；该段管道并入主导声管角度β＝45°。汇集入口集中在管道一侧，另一侧倾斜为15～25°，以将汇入噪声折射为导声管同向。它的各部分罩壁或管壁均由光洁表面的金属材料制成，厚度为10～30mm；降噪层(13)则由5～10mm的阻尼层和20～50mm的软性材料包裹构成，设在金属壳体外层，主要防止少量鼓风机噪声的透过。
具体实施方式
实施例1：已知一水泥磨的废气量qv＝6120m3/h，含尘浓度ρ＝50g/m3，气体温度100℃。该地区按国家标准粉尘的排放量为150mg/mN 3。若要是排放废气达标，则需先选用旋风除尘器作为一级收尘装置，选用袋式除尘器作为二级收尘装置。所需公称过滤面积为110㎡；筒体直径：2530mm；本体 总高：6030mm；过滤风速：1.0～1.5m；处理风量：6600～9900m3；过滤面积：1～2m/min；一轮次清灰时间(清灰时间+清灰间隔时间)为50min；处理效率：99％。在保证处理风量及过滤风速不变的情况下，采用新技术对风机噪声进行收集利用，能够有效延长30min的清灰间隔时间；同时将机械振动清灰的过滤面积提高至4m/min；降低振动电机(20～30次/s)近一半的振动频率，且清灰效率小幅度提升。
实施例2：四川某水泥厂所用除尘器为袋式除尘系统，烟气量qv＝10000m3/h，初始含尘浓度为ρ＝6g/m3，选用布料为涤纶绒布滤料，进入除尘器的气体温度不超过393K，压损为1200Pa。过滤速度为2m/min；滤袋面积：90㎡；滤袋直径：200mm；滤袋长度：4m；一轮次清灰时间(清灰时间+清灰间隔时间)为65min；根据四川省大气污染物排放标准(DB 51-186-93)必须使除尘器处理效率达95％以上。在保证处理风量及过滤风速不变的情况下，采用新技术对风机噪声进行收集利用，能在提高除尘器除尘效率至99％的情况下，一轮次清灰时间延长至110min，降低振动电机(15～20次/s)的振动频率。
本实施例以图2中的2台风机噪声收集利用系统为例。
按前述工艺方法即可生产出达到本发明目的工艺。本发明的实施例均可实施，本发明不限于该实施例(实例见说明书附图中图2)。袋式除尘器风机以9-19-10D型风机为例，其技术参数为：转速(r/min)＝1450；功率(kW)＝37；流量(m3/h)＝13952-15455；全压(P)＝5244-4958。单台风机噪声(≈110dB)，2台鼓风机同时运行，风机噪声全部通过收缩段段汇集在导声管中。通过该系统的收集，风机外部环境噪声<70dB，进入袋式除尘器箱体中的分声管内噪声>100dB，将该噪声收集用于维持滤袋滤袋的“粉尘初层”，能延长清灰间隔时间；且清灰时，配合机械振动清灰方式能够降低振动电机(20～30次/s)近一半的振动频率，不但能降低能耗的同时又能减轻滤布的损伤，并能使振动波及于整个滤袋，以增强对沉积粉尘层的破坏力。

Claims (6)

1.一种袋式除尘器风机噪声收集利用系统，包括了收声区、导声区和分声区三个组成部分；其中，收声区包括了收声罩(1)、收缩段(2)、汇声段(3)；导声区包括弯头(4)和直线导声管(5)；分声区由分声管(8)组成；通过该系统的收集，风机外部环境噪声<70dB，进入袋式除尘器箱体中的分声管内噪声>100dB，将该噪声收集用于维持滤袋的“粉尘初层”，能延长清灰间隔时间；清灰时，配合机械振动清灰方式能够降低振动电机近一半的振动频率，不但能降低能耗的同时又能减轻滤布的损伤，并能使振动波及于整个滤袋，以增强对沉积粉尘层的破坏力。
2.根据权利要求1所述的袋式除尘器风机噪声收集利用系统，其特征在于，它的各部分罩壁或管壁均由光洁表面的金属材料制成，厚度为10～30mm；外壁设置降噪层，由5～10mm的阻尼层和20～50mm的软性材料包裹，以防止少量噪声的透出污染环境。
3.根据权利要求1所述的袋式除尘器风机噪声收集利用系统，其特征在于，所述的收声罩(1)为圆台形，其台面与底部夹角为65～75°，以在反射声波同时，尽量将其向中部汇聚，方便噪声收集；收缩段(2)为锥形，弯头角度为β＝45°，在非直线传输噪声过程中，尽量减少能量损耗。
4.根据权利要求1所述的袋式除尘器风机噪声收集利用系统，其特征在于，其收声罩(1)的面积可根据袋式除尘器箱体体积设定。
5.根据权利要求1所述的袋式除尘器风机噪声收集利用系统，其特征在于，本系统的各部分横截面为圆形或方形；各部分尺寸根据实际风机型号、箱体体积及两者相隔距离来具体设计，收集噪声损失<10％。
6.根据权利要求1所述的袋式除尘器风机噪声收集利用系统，其特征在于，汇声段(3)主要满足多个收声罩(1)并用时，各收声罩(1)收集噪声汇集在同一导声管(5)中；管道并入主导声管角度γ＝45°；汇集入口集中在管道一侧，另一侧倾斜15～25°，以将汇入噪声折射为导声管(5)同向。
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