CN111195469A

CN111195469A - 一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法

Info

Publication number: CN111195469A
Application number: CN202010097513.4A
Authority: CN
Inventors: 王金鹏; 杨伟康; 王铮; 徐檑; 桂晨晨; 陈青
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: CN111195469B

Abstract

本发明涉及空气除尘净化技术领域，提供一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，通过声波团聚、静电除尘加之超声雾化技术，清除空气中的大颗粒与小颗粒杂质，具有实施效率高、操作简单的特点；它使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，至少利用旋笛产生的声波将空气中的较大颗粒杂质团聚为团聚后的颗粒形成降尘，又利用电晕球放电形成静电场使空气中的细微杂质带上负电而被带有正电的集尘极板吸附以除尘，又利用水洗除尘清洗空气以去除空气中可溶于水的细微杂质，又通过超声雾化形成的细微水珠将肉眼看不见的细小颗粒凝聚以除尘。

Description

一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法

技术领域

本发明涉及空气除尘净化技术领域，提供一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，通过声波团聚、静电除尘加之超声雾化技术，清除空气中的大颗粒与小颗粒杂质，具有实施效率高、操作简单的特点。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，火电厂、钢铁、煤化工、建材等相关领域燃煤锅炉烟气中的污染物大量排放，致近年来我国雾霾现象愈发严重，对大气环境污染的治理已经刻不容缓，有效的降低大气污染物的含量以改善其对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。

目前，工业上一般采用静电除尘器进行排放烟雾净化处置，但是静电除尘器仅对大颗粒烟尘有吸附作用，而对于微米、亚微米级颗粒的脱除效率却很低。因此，同时兼顾大颗粒与小颗粒雾霾的空气净化装置及除尘方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，通过声波团聚、静电除尘加之超声雾化技术，清除空气中的大颗粒与小颗粒杂质，具有实施效率高、操作简单的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，它使用的团聚、静电兼超声雾化除尘装置包括箱体，箱体内部由设置在箱体内的第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板分隔为缓冲室、声波团聚室、静电除尘室、雾化室和冷凝室，缓冲室、声波团聚室、静电除尘室、雾化室和冷凝室通过开设在第一隔板上的第一进气孔、开设在第二隔板上的第二进气孔、设置在静电除尘室和雾化室之间的法兰连接管、开设在第四隔板上的第三进气孔依次相通；在缓冲室上设置有用于将外界空气通过内设有活性炭的活性碳盒引入缓冲室的风机；在声波团聚室内设置有旋笛，在旋笛上设置有声波放大器，旋笛的声波出口与喇叭形声波放大器的小端入口相连通；在静电除尘室内设置有静电除尘装置，静电除尘装置包括能够产生高压静电场的电晕球与集尘极板；在雾化室内设置有浸没于雾化室内副水槽中水面下的超声雾化器；在冷凝室内密封设置第二搁板将冷凝室分隔为位于第二搁板上面的冷凝仓和位于第二搁板下面的主水槽，在冷凝仓内设置有冷凝管，在冷凝仓上开设有远离第二搁板的排气孔和靠近第二搁板的排水口通往外界；法兰连接管的出口浸没于副水槽水面下。

基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法包括以下步骤：

1）、一次净化

外界空气经风机加压为有压空气进入活性碳盒，内设有活性炭的活性碳盒对空气进行第一层过滤，将空气中的大颗粒杂质过滤掉，实现空气的一次净化；经一次净化的空气经第一进气孔导入声波团聚室。

2）、二次净化

旋笛产生的声波经声波放大器放大后将声波团聚室内的空气中的较大颗粒杂质团聚为团聚后的颗粒并在重力的作用下沉淀至声波团聚室底部形成降尘，实现空气的二次净化；经二次净化后的空气由第二进气孔导入静电除尘室。

3）、三次净化

静电除尘室中的电晕球放电，形成电场，使经二次净化后的空气中的杂质带上负电、集尘极板带正电，带上负电的细微杂质被带正电的集尘极板吸附，实现对空气的三次净化；经三次净化的空气经法兰连接管导入雾化室的副水槽中。

4）、四次净化

经三次净化的空气在副水槽中水洗，将溶于水的细微杂质进行水洗过滤，实现对空气的四次净化；经四次净化的空气溢出水面至雾化室内副水槽水面上的空腔；超声雾化器工作时对水施加高频率的振动，使水形成细微水珠弥散在副水槽水面上的空腔内，进一步将细微的没有被去除的杂质进行水珠凝结，吸附肉眼看不见的杂质，伴有杂质凝结后水珠的气体由第三进气孔导入冷凝室。

5）、五次净化

伴有杂质凝结后水珠的气体经过冷凝管时被冷凝管冷凝，冷凝之后的水在冷凝管上聚集、滴落至第二搁板上，经排水口流出，对气体进行五次净化，得到的洁净气体经排气孔排往外界。

本发明的有益效果是：

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，通过声波团聚、静电除尘加之超声雾化技术，清除空气中的大颗粒与小颗粒杂质，具有实施效率高、操作简单的特点。

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，缓冲室的内腔为八边形以利于空气的循环流通，在活性炭盒表面开具有若干炭盒孔。

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，旋笛位于声波团聚室的中上部，第二进气孔位于第二隔板的上部，喇叭形声波放大器的大端朝向缓冲室以防止旋笛产生的声波将声波团聚室底部的降尘吹起而导致二次污染以及被二次污染的气体经第二进气孔导入静电除尘室，旋笛则通过声波放大器将声波团聚室中的空气中的较大颗粒杂质团聚使其因重力沉淀。

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，在静电除尘室的侧板上设置电晕球，在静电除尘室内固设纵向的滑道，在滑道上移动设置若干与第二隔板平行的集尘极板，相邻的两个集尘极板的距离与电晕球电压的变化正相关，静电吸附较小的杂质。

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，在雾化室的副水槽内平置带有多个串流孔的第一搁板，在第一搁板中心设置有工作频率为1.5MH_Z～1.7 MH_Z的高频超声雾化器，超声雾化器浸入水面下5cm～6cm, 超声雾化器产生的雾滴直径为12.8±25％μm。

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，在冷凝室内密封设置水平的第二搁板，在第二搁板下面的主水槽内设置进水口与主水槽相通的水泵，水泵的出水口经分流器分别与设置在第二搁板上的冷凝管和雾化室的副水槽相通，冷凝管的末端竖管与主水槽相通，主水槽通过开设在端板上的补水口与外部水源相通用于向主水槽内补水。

旋笛亦称旋笛式声波吹灰器属于现有技术，其原理是将一定强度的3000-6000hz的高频声波送入可能积灰的空间区域，利用声场能量的作用，使这些区域中的空气与粉尘都产生剧烈震荡。声波放大器是一个喇叭形扩声器也属于现有技术，其是一个喇叭形空心壳体，其小端是入口，大端是出口。声波放大器将旋笛产生的声波放大，并且将声波扩散的更广，更均匀。

冷凝管可以是常见的制冷装置中的冷凝管。若是制冷装置中的冷凝管，此时制冷装置中的压缩机、蒸发器等设置在冷凝室的外部。

冷凝管也可以是由供水装置供水、回水通往主水槽的冷凝管。冷凝管中冷凝液的来源是水泵吸收主水槽中的水并通过分流器分流的水，而冷凝管的末端通入主水槽中，将冷凝液重新通入到主水槽中，因为通入到水槽中的冷凝液会因为冷凝水蒸气含有一定的热量，而主水槽中的水是不断的进行通入的，所以实现了主水槽中的水不会因为冷凝管末端水的通入变得热量过大，也就实现了冷凝管中的水的热交换，使冷凝管中的水温度一直变化不大。

附图说明

图1是团聚、静电兼超声雾化除尘装置示意图视角1；

图2是团聚、静电兼超声雾化除尘装置示意图视角2；

图3 是缓冲室的示意图；

图4是活性碳盒的示意图；

图5是声波团聚室的示意图；

图6是静电除尘室和雾化室的示意图；

图7是法兰连接管的示意图；

图8是雾化室和冷凝室的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明作进一步说明：

参见图1、图2所示的一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，它使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，至少利用旋笛4产生的声波将空气中的较大颗粒杂质团聚为团聚后的颗粒25形成降尘，又利用电晕球6放电形成静电场使空气中的细微杂质带上负电而被带有正电的集尘极板7吸附以除尘，又利用水洗除尘清洗空气以去除空气中可溶于水的细微杂质，又通过超声雾化形成的细微水珠将肉眼看不见的细小颗粒凝聚以除尘。

团聚、静电兼超声雾化除尘装置包括箱体41，箱体41内部由从右至左设置在箱体内的第一隔板42、第二隔板43、第三隔板44、第四隔板45分隔为通过开设在第一隔板42上的第一进气孔12、开设在第二隔板43上的第二进气孔5、设置在静电除尘室19和雾化室27之间的法兰连接管9、开设在第四隔板45上的第三进气孔13由右至左依次相通的缓冲室16、声波团聚室18、静电除尘室19、雾化室27和冷凝室28。

为简洁而又充分的说明本发明的具体结构，本案中箱体41为方形，第一隔板42、第二隔板43、第三隔板44、第四隔板45相平行且皆与箱体41的中心线垂直。

又参见图3、图4所示，在缓冲室16上设置有用于将外界空气通过内设有活性炭（图中未示出）的活性碳盒2引入缓冲室16的风机1，缓冲室16的内腔为八边形。具体实施时，第一进气孔12开设在第一隔板42的中心，在缓冲室16的端板161上开设位于端板161中心的空气引入孔162，风机1设置在空气引入孔162内；活性碳盒2为右端敞口的桶形，在活性碳盒2敞口的外沿凸设法兰环201，在兰环201上开设螺纹连接孔202、在端板161上开设连接光孔用于使用螺栓163通过螺纹连接孔202和连接光孔将活性碳盒2紧固在端板161内侧，在活性炭盒2表面开具有若干炭盒孔203。缓冲室16的内腔为八边形以利于空气在缓冲室16内沿方向164由右至左循环流通经开设在第一隔板42中部的第一进气孔12导入声波团聚室18。

又参见图5所示，在声波团聚室18内设置有旋笛4，在旋笛4上设置有声波放大器3，旋笛4的声波出口与喇叭形声波放大器3的小端入口相连通。具体实施时，旋笛4位于声波团聚室18的中上部，第二进气孔5位于第二隔板43的上部，喇叭形声波放大器3的大端朝向缓冲室16，以防止旋笛4产生的声波将声波团聚室18底部的降尘吹起而导致二次污染以及被二次污染的气体经第二进气孔5导入静电除尘室19。

又参见图6、图7所示，在静电除尘室19内设置有静电除尘装置，静电除尘装置包括能够产生高压静电场的电晕球6与间距随电晕球6电压的变化而变化的集尘极板7。具体实施时，在静电除尘室19的侧板上设置电晕球6，在静电除尘室19内固设上下两条纵向的滑道8，在滑道8上移动设置若干与第二隔板43平行的集尘极板7，相邻的两个集尘极板7的距离与电晕球6电压的变化正相关，即相邻的两个集尘极板7的距离随着电晕球6电压的增大而增大、随着电晕球6电压的减小而减小，吸附较小的杂质。

在静电除尘室19和雾化室27的顶板上开设圆孔271，在圆孔271外周开设连接螺纹孔272，在跨第三隔板44左右两侧用于联通静电除尘室19和雾化室27的法兰连接管9两端固联连接法兰901，在连接法兰901上开设连接光孔902，使用穿过连接光孔902的连接螺栓903通过连接螺纹孔272将连接管9两端分别密封连接在静电除尘室19和雾化室27的顶板上以联通静电除尘室19和雾化室27。在雾化室27内，在法兰连接管9内密封连接下口位于副水槽20内的延长管904，对空气进行水洗处理，将一些溶于水的细微杂质进行水洗过滤，经水洗处理后的气体溢出水面充盈雾化室27内副水槽20水面上的空腔。

在雾化室27内设置有浸没于副水槽20水面下的超声雾化器10。具体实施时，在雾化室27的副水槽20内平置带有多个串流孔111（本案中为圆孔）作为溢出气体通道以及左右两个穿越孔112、113的第一搁板11，延长管904通过穿越孔112设置在第一搁板11内，在第一搁板11中心设置有工作频率为1.5MH_Z～1.7 MH_Z（本案中，取该工作频率为1.6MH_Z）的高频超声雾化器10，超声雾化器10浸入水面下5cm～6cm（本案中，取超声雾化器浸入水面下5.5cm）, 超声雾化器10产生的雾滴直径为12.8±25％μm（本案中，超声雾化器10产生的雾滴直径为12.8μm），将空气中的杂质进行水珠凝结，吸附肉眼看不见的杂质，伴有杂质凝结后水珠的气体由第三进气孔13导入冷凝室28。

又参见图8所示，在冷凝室28内密封设置第二搁板23将冷凝室28分隔为位于第二搁板23上面的冷凝仓282和位于第二搁板23下面的主水槽17，在冷凝仓282内设置有由供水装置供水的冷凝管14，在冷凝仓282上开设有远离第二搁板23的排气孔15和靠近第二搁板23的排水口29通往外界。具体实施时，在冷凝室28内密封设置水平的第二搁板23，在第二搁板23的左右两端各开设一个穿越孔231、232，在第四隔板45上开设穿越孔451，在第二搁板23下面的主水槽17内设置进水口与主水槽17相通的水泵21，水泵21的出水口由穿过穿越孔232且与第二搁板23密封连接的输水管24经分流器22分别与设置在第二搁板23上的冷凝管14和穿过穿越孔451的补水管26相通。冷凝管14竖置的末端竖管141穿过穿越孔231伸入第二搁板23下面的主水槽17内，末端竖管141密封设置在穿越孔231内。补水管26的竖直段穿过穿越孔113伸入雾化室27的副水槽20内，在补水管26上串设节流阀261以保证副水槽20内的水面高度。在端板281上开设位于第二搁板23上方且靠近于第二搁板23的排水口29通往外界，在端板281上开设位于排水口29上面的排气孔15通往外界。主水槽17通过开设在端板281上的补水口30与外部水源相通用于向主水槽17内补水。现有技术中，在主水槽17的上部还开设有透气孔（图中未示出）通往外界以平衡主水槽17内外气压。

主水槽17中的水由水泵21加压，经分流器22分为两路。一路经节流阀261由补水管26通往副水槽20，为副水槽20的雾化反应提供用水并保持水位恒定；另一路分流至冷凝管14中，经末端竖管141回流至主水槽17，形成循环水路，伴有杂质凝结后水珠的气体经过凝管14时被凝管14冷凝，冷凝之后的水在凝管14上聚集、滴落至第二搁板23上，经排水口29流出，得到的洁净气体经排气孔15排往外界。

基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法包括以下步骤：

1）、一次净化

外界空气通过风机1进入活性碳盒2，内设有活性炭的活性碳盒2对空气进行第一层过滤，将空气中的大颗粒杂质过滤掉，实现空气的一次净化；经一次净化的空气经第一进气孔12导入声波团聚室18。

2）、二次净化

旋笛4产生的声波经声波放大器3放大后将声波团聚室18内的空气中的较大颗粒杂质团聚为团聚后的颗粒25并在重力的作用下沉淀至声波团聚室18底部形成降尘，实现空气的二次净化；经二次净化后的空气由第二进气孔5导入静电除尘室19。

3）、三次净化

静电除尘室19中的电晕球6放电，形成静电场，使经二次净化后的空气中肉眼看不见的杂质带上负电、滑道8上的集尘极板7带正电，带上负电的细微杂质被带正电的集尘极板7吸附，实现对空气的三次净化；经三次净化后的空气由设置在静电除尘室19和雾化室27之间的法兰连接管9导入雾化室27的副水槽20中。

4）、四次净化

经三次净化的空气在副水槽20中水洗，将溶于水的细微杂质进行水洗过滤，实现对空气的四次净化；经四次净化的空气溢出水面至雾化室27内副水槽20水面上的空腔；超声雾化器10工作时对水施加高频率的振动，使水形成细微水珠弥散在副水槽20水面上的空腔内，进一步将细微的没有被去除的杂质进行水珠凝结，吸附肉眼看不见的杂质，伴有杂质凝结后水珠的气体由第三进气孔13导入冷凝室28。

5）、五次净化

伴有杂质凝结后水珠的气体经过冷凝管14时被冷凝管14冷凝，冷凝之后的水在冷凝管14上聚集、滴落至第二搁板23上，经排水口29流出，对气体进行五次净化，得到的洁净气体经排气孔15排往外界。

本发明的有益效果是：

上述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，使用团聚、静电兼超声雾化除尘装置，通过声波团聚、静电除尘加之超声雾化等技术，对空气进行五次净化，清除空气中的大颗粒与小颗粒杂质，具有实施效率高、操作简单的特点。

Claims

1.一种基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，其特征是，它使用的团聚、静电兼超声雾化除尘装置包括箱体，箱体内部由设置在箱体内的第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板分隔为缓冲室、声波团聚室、静电除尘室、雾化室和冷凝室，缓冲室、声波团聚室、静电除尘室、雾化室和冷凝室通过开设在第一隔板上的第一进气孔、开设在第二隔板上的第二进气孔、设置在静电除尘室和雾化室之间的法兰连接管、开设在第四隔板上的第三进气孔依次相通；在缓冲室上设置有用于将外界空气通过内设有活性炭的活性碳盒引入缓冲室的风机；在声波团聚室内设置有旋笛，在旋笛上设置有声波放大器，旋笛的声波出口与喇叭形声波放大器的小端入口相连通；在静电除尘室内设置有静电除尘装置，静电除尘装置包括能够产生高压静电场的电晕球与集尘极板；在雾化室内设置有浸没于雾化室内副水槽中水面下的超声雾化器；在冷凝室内密封设置第二搁板将冷凝室分隔为位于第二搁板上面的冷凝仓和位于第二搁板下面的主水槽，在冷凝仓内设置有冷凝管，在冷凝仓上开设有远离第二搁板的排气孔和靠近第二搁板的排水口通往外界；法兰连接管的出口浸没于副水槽水面下；

基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法包括以下步骤：

1）、一次净化

外界空气经风机加压为有压空气进入活性碳盒，内设有活性炭的活性碳盒对空气进行第一层过滤，将空气中的大颗粒杂质过滤掉，实现空气的一次净化；经一次净化的空气经第一进气孔导入声波团聚室；

2）、二次净化

旋笛产生的声波经声波放大器放大后将声波团聚室内的空气中的较大颗粒杂质团聚为团聚后的颗粒并在重力的作用下沉淀至声波团聚室底部形成降尘，实现空气的二次净化；经二次净化后的空气由第二进气孔导入静电除尘室；

3）、三次净化

静电除尘室中的电晕球放电，形成电场，使经二次净化后的空气中的杂质带上负电、集尘极板带正电，带上负电的细微杂质被带正电的集尘极板吸附，实现对空气的三次净化；经三次净化的空气经法兰连接管导入雾化室的副水槽中；

4）、四次净化

经三次净化的空气在副水槽中水洗，将溶于水的细微杂质进行水洗过滤，实现对空气的四次净化；经四次净化的空气溢出水面至雾化室内副水槽水面上的空腔；超声雾化器工作时对水施加高频率的振动，使水形成细微水珠弥散在副水槽水面上的空腔内，进一步将细微的没有被去除的杂质进行水珠凝结，吸附肉眼看不见的杂质，伴有杂质凝结后水珠的气体由第三进气孔导入冷凝室；

5）、五次净化

2.根据权利要求1所述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，其特征是，缓冲室的内腔为八边形以利于空气的循环流通，在活性炭盒表面开具有若干炭盒孔。

3.根据权利要求1所述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，其特征是，旋笛位于声波团聚室的中上部，第二进气孔位于第二隔板的上部，喇叭形声波放大器的大端朝向缓冲室。

4.根据权利要求1所述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，其特征是，在静电除尘室的侧板上设置电晕球，在静电除尘室内固设纵向的滑道，在滑道上移动设置若干与第二隔板平行的集尘极板，相邻的两个集尘极板的距离与电晕球电压的变化正相关。

5.根据权利要求1所述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，在雾化室的副水槽内平置带有多个串流孔的第一搁板，在第一搁板中心设置有工作频率为1.5MH_Z～1.7 MH_Z的高频超声雾化器，超声雾化器浸入水面下5cm～6cm, 超声雾化器产生的雾滴直径为12.8±25％μm。

6.根据权利要求1所述的基于团聚、静电兼超声雾化技术的除尘方法，在冷凝室内密封设置水平的第二搁板，在第二搁板下面的主水槽内设置进水口与主水槽相通的水泵，水泵的出水口经分流器分别与设置在第二搁板上的冷凝管和雾化室的副水槽相通，冷凝管的末端竖管与主水槽相通，主水槽通过开设在端板上的补水口与外部水源相通用于向主水槽内补水。