CN203886368U - 一种可调频高声强声波去雾器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可调频高声强声波去雾器，包括可调频高声强声波发生器、声波传播号筒、去雾气流通道、灰液收集器、辅助气源和控制系统，去雾气流通道的一端与脱硫脱硝装置连接，另一端与需要去雾的烟囱连接；可调频高声强声波发生器与声波传播号筒连接，且声波传播号筒的出口设置在去雾气流通道内；可调频高声强声波发生器与辅助气源连接；控制系统与可调频高声强声波发生器和去雾气流通道连接；灰液收集器设置在去雾气流通道的底部。本实用新型可调频高声强声波去除灰尘、S0X、N0X、汞、砷等有毒物，可有效降低火电行业的烟气等污染物的排放浓度，能广泛运用于需要火电、钢铁以及其它需要去除雾（尘）中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种去雾（尘）器，具体地说是一种用于火电、钢铁以及其它需要去雾（尘）领域的可调频高声强声波去雾器。
背景技术
随着国家对环保领域的重视，新的污染排放标准的相应出台，污染物的排放指标更加严格，这就需要对目前的除尘、脱硫装置进行技术研究创新，采用更加科学的方法来达到新的排放指标。
目前市场上公知的具有代表性的除雾器材主要有以下几种：
中国专利200710130994.9公开了一种组合式除雾器,包括第一级除雾器层、第二级形除雾器层和冲洗水系统，所述第一级除雾器由多排断面呈“/”形和“\”的烟尘收集器顺序成排布置构成，第二级除雾器由多排断面呈“V”形的烟尘收集器顺序成排布置构成，第二级除雾器的除雾器叶片设置成等边“V”和不等边“V”形两种。该发明的原理是利用第一级除雾器和第二级除雾器叶片合理布置烟气通道的流速和流量，用冲洗水系统来提高除雾器的除雾能力。但该装置容易产生积灰和堵塞，其装置的除雾效率难以满足新的除尘、脱硫排放标准的需要。
中国专利201320036476.1公开了一种PPS除雾器，它包括支撑量、一级除雾器和二级除雾器，其特征是分为上下二层，下层为一级除雾器，上层为二级除雾器，分别利用螺栓固定在支撑梁上，下层的一级除雾器的上、下两面均有喷嘴的冲洗管道，上层的二级除雾器只在其下面设置带有喷嘴的冲洗管道，一级除雾器和二级除雾器是由PPS铸塑而成。其原理是采用波纹板加高压水冲洗的方法，但该装置容易产生积灰和堵塞。
中国专利申请号201310403655.9公开了一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，该发明先利用无机硫化物吸收S0X，同时，将烟气中的尘粒捕集下来，无机硫化物同烟气中的汞、砷等有毒重金属反应生成不溶性硫化盐，然后利用络合亚铁吸收S0X，无机硫化物作为还原剂再生吸收剂，采用超重力机作为气液传质强化设备，有利于灰尘、S0X、N0X、汞、砷等有毒物的脱除。该专利提出了一个新的灰尘、S0X、N0X、汞、砷等有毒物的脱除方法，但该方法对于电厂超大流量的烟气灰尘产生的沉降，烟气中的尘粒的积聚堵塞，无机硫化物的吸收效率等方面很难保证有害物的去除。
已故的中科院院士魏荣爵先生等在利用声波对水雾、微粒的凝聚做了大量的研究，发表了如:气悬微粒在声场中所受的作用力对凝聚的贡献、声波对水雾消散作用的初步实验研究、气悬微粒声凝聚效率与声场参数的关系等文章，介绍了通过实验的方法和推理，说明声音对水雾的消散是有很好的作用，因实验条件和当时强声源技术发展的限制，研究没有更深入开展，更没有工业化的运用。
清华大学席葆树教授在该方面也做了相关研究，发表文章如：低频声波对水雾消散作用的实验研究，并在99年4月17日在庐山现场对运动速度比较小的大雾进行了试验，试验用了10分种的时间，基本达到了消雾的效果。同时据“低频声波对水雾消散作用的实验研究”该文献记载，采用的声波声压级是131dB和136dB，根据公知公式计算，其声波的声压为71Pa和126Pa，产生的能量相对较小，同时对于电厂如1000MW的机组330万nm3/h的超大气流量，并且烟气流动有比较快的速度，所用的时间比较长，很难工业化运用。
综上所述，现有技术不能够满足在火电、钢铁以及其它需要去雾（尘）领域，不能满足降低有害物的使用和达到新的污染排放标准的要求，是目前亟待解决的重点难题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可调频高声强声波去雾器,该声波去雾器用可调频高声强声波去除灰尘、S0X、N0X、汞、砷等有毒物，可有效降低火电行业的烟气等污染物的排放浓度，能广泛运用于需要火电、钢铁以及其它需要去除雾尘中。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种可调频高声强声波去雾器, 其特征在于：该声波去雾器包括可调频高声强声波发生器、声波传播号筒、去雾气流通道、灰液收集器、辅助气源和控制系统，去雾气流通道的一端与脱硫脱硝装置连接，另一端与需要去雾的烟囱连接；可调频高声强声波发生器与声波传播号筒连接，且声波传播号筒的出口设置在去雾气流通道内；可调频高声强声波发生器与辅助气源连接；控制系统与可调频高声强声波发生器和去雾气流通道连接；灰液收集器设置在去雾气流通道的底部。
本实用新型中，可调频高声强声波发生装置通过声波传播号筒发出的声波与去雾气流通道中的气流方向一致或相反。优选的是可调频高声强声波发生装置通过声波传播号筒发出的声波与去雾气流通道中的气流方向相反，以声波传播作用方向与去雾（尘）气流通道中的气流方向相反时性能更佳。
所述控制系统包括在线检测数据分析处理装置和自动调节控制装置，在线检测数据分析处理装置检测并处理去雾气流通道的信息，自动调节控制装置控制可调频高声强声波发生器的运行参数。
所述可调频高声强声波发生器和声波传播号筒在去雾气流通道内形成高强的平面声波传播，去雾气流通道是承受高强声波的通道。去雾气流通道由耐灰液腐蚀的材料制成。
所述灰液收集器成漏斗状，且由耐灰液腐蚀的材料制成，如电力行业烟气中的S0X、N0X、汞、砷等化合物。
一种可调频高声强声波去雾器，其特征在于：该声波去雾器包括可调频高声强声波发生器、声波传播号筒、辅助气源和控制系统，可调频高声强声波发生器与声波传播号筒连接，且声波传播号筒的出口设置在除雾塔或烟气管道内；可调频高声强声波发生器与辅助气源连接；控制系统与可调频高声强声波发生器和除雾塔或烟气管道连接。
通过将可调频高声强声波发生器和声波传播号筒直接设置在现有的除雾塔或烟气管道内，也可达到去雾（尘）效果，有效提高目前除污脱硫脱硝能力，使用更方便、简单。
本实用新型可调频高声强声波去雾（尘）器设置位置在脱硫脱硝装置和烟筒之间，在其中间增加去雾（尘）气流通道，在气流通道上安装可调频高声强声波发生器。控制系统包括在线检测数据分析处理和设备自动调节控制模块，在线监测所得烟气中各种有害物质的浓度比例等信息经过处理后可以更好的控制可调频高声强声波去雾（尘）发生器的运行参数，如：可调频高声强声波发生器的声波频率、声压级的大小、运行时间等等；
本实用新型可调频高声强声波去雾（尘）器的原理是：声音是一种能量，空气中的振动可以产生声音，声音又会使空气产生振动。尤其以声音声压级很高的高强声波声音产生的能量更强，空气的相互振动会更加强烈。利用强声波产生的声压作用力，在一定频率和强度对雾和灰尘的相互作用下，原相互碰不着的微滴和灰尘颗粒由于振动和相互碰撞，产生凝聚成较大的水滴和颗粒物，再通过这些本身较大的水滴和颗粒物受重力因素影响下降，然后通过灰液收集器进行收集，这样可以大大降低烟气排放中各种有害物质的含量。声音使除污塔、去雾（尘）气流通道的烟气与浆液的充分扰动与滞留，从而提高了除污效率，减少了各种污染物的排放，尤其是PM10、PM2.5的排放值大幅度减少。同时通过在线监测所得烟气中各种有害物质的浓度比例、可调频高声强声波发生器的声压级和发声频率等信息经过处理后可以更好的控制可调频高声强声波去雾（尘）发生器的运行参数，如：可调频高声强声波发生器的声波频率、声压级的大小、运行时间等等；这样，投资成本低，运行成本更低。
声音声压级与声压可以用公式进行换算。当可调频高声强声波发生器发出的声源强度达到150~155dB的时候，声波的声压达到632.5Pa~1125Pa，对烟气中的灰尘、液雾会产生强烈的作用力，使气流产生振动，烟气中的灰尘、液雾产生相互碰撞，产生凝聚成较大的水滴和颗粒物，这些本身较大的水滴和颗粒物受重力因素影响下降，这样烟气中S0X、N0X、汞、砷等化合物就会大大降低。
声音的能量随着离声源的距离增大而降低，点声源的声波、线声源的声波、球面声源的声波、平面声源的声波等声音的能量随着离声源的距离增大均有不同程度的衰减，以平面声源的声波传播距离最远，能量的降低最小；球面声源的声波传播距离较平面声源的声波稍差，能量的降低相对于平面声源的声波要大；其它二种声源的声波传播相对于球面声源的声波、平面声源的声波更差。由此，所述的去雾（尘）气流通道具体为通过烟气的高声强行波通道形式，产生的平面声波作用距离更远。以发出的声压级155dB的平面声波为例，在通过60米的距离衰减后，声压级仍然能达到138dB，其声压级138dB的声压为159Pa，大大超过目前现有的公知技术能力，同时以烟气的运行速度3m/s计算，声波作用的时间达到20S以上，这样与烟气中的灰尘、液雾作用时间更长，产生的作用力更强，可以更有效的去除烟气中的灰尘、液雾等有害化合物，由此保证烟气的污染物排放达到烟尘指标小于5mg/m3，二氧化硫和氮氧化物的排放指标小于100mg/m3，汞及化合物的排放指标小于0.03 mg/m3。
本实用新型中，可调频高声强声波发生器、声波传播号筒在去雾（尘）气流通道内形成高强的平面声波传播，去雾（尘）气流通道是能承受高强声波的通道。具体考虑高强声波对通道结构的声压作用，需对去雾（尘）气流通道进行结构加强和防止结构共振等。
与现有技术相比，本实用新型显著优点是：
（1）采用高声强强声波对烟气的声压作用，对烟气中的灰尘、液雾会产生强烈的作用力，使气流产生振动，烟气中的灰尘、液雾产生相互碰撞，产生凝聚成较大的水滴和颗粒物，这些本身较大的水滴和颗粒物受重力因素影响下降，可以有效的去除烟气中S0X、N0X、汞、砷等化合物的成分。高声强强声波使除污塔、去雾（尘）气流通道的烟气与浆液的充分扰动与滞留，从而提高了除污效率，减少了各种污染物的排放，尤其是PM10、PM2.5的排放值大幅度减少。
（2）可调频高声强声波去雾（尘）器和声波传播号筒在去雾（尘）气流通道内形成高强的平面声波传播，传播距离更远，与烟气中的灰尘、液雾作用时间更长，产生的作用力更强，可以更有效的去除烟气中的灰尘、液雾等有害化合物，由此保证烟气的污染物排放达到烟尘指标小于5mg/m3，二氧化硫和氮氧化物的排放指标小于100mg/m3，汞及化合物的排放指标小于0.03 mg/m3，达到和优于国家关于火电厂大气污染物排放标准。
（3）通过在线监测所得烟气中各种有害物质的浓度比例、可调频高声强声波发生器的声压级和发声频率等信息经过处理后可以更好的控制可调频高声强声波去雾（尘）发生器的运行参数，如：可调频高声强声波发生器的声波频率、声压级的大小、运行时间等等；这样，投资成本低，运行成本更低。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。
一种可调频高声强声波去雾器,同时也是一种可调频高声强声波去尘器，如图1所示，包括可调频高声强声波发生器1、声波传播号筒2、去雾（尘）气流通道3、灰液收集器4、可调频高声强声波去雾发生器所用的辅助气源5与控制系统6，控制系统包括在线检测数据分析处理装置和自动调节控制装置。
去雾气流通道3设置在脱硫脱硝装置7和需要去雾的烟囱8之间，在去雾气流通道上安装可调频高声强声波发生器1（一种回转式烟气换热器的智能化可调频高声强声波吹灰器，专利号201320866596.4）。可调频高声强声波发生器、声波传播号筒发出的声波在去雾气流通道形成很强的平面声波，平面声波的传播方向与去雾气流通道中的气流方向一致或相反，通过实验结果，以相反方向的方式作用后的效果最佳。去雾气流通道按照高声强行波管的结构设计，考虑高强声波对通道结构的声压作用，需对去雾气流通道进行结构加强和防止结构共振等；同时其所用的材质和灰液收集器一样，能够耐烟气灰液中有害物质腐蚀的材料316L，如电力行业烟气中的S0X、N0X、汞、砷等化合物。控制系统包括在线检测数据分析处理装置、自动调节控制装置，在线监测所得烟气中各种有害物质的浓度比例等信息经过处理后可以更好的控制可调频高声强声波去雾发生器的运行参数，如：可调频高声强声波发生器的声波频率、声压级的大小、运行时间等等；可调频高声强声波去雾器与其配套使用的辅助气源连接。
实施例1
以某电厂1000MW机组烟气脱硫中采用的可调频高声强声波去雾（尘）器实验装置为例，去雾气流通道3设置在脱硫脱硝装置7和需要去雾的烟囱8之间，去雾气流通道的尺寸为5000*4000mm，烟气引出量为216000m3/h，为机组总排放烟气量3250000 m3/h的6.65%，连接装置处采用阀门和流量控制装置，烟气在去雾气流通道内的流动速度约为3m/s；在去雾气流通道下部安装有灰液收集器4，去雾气流通道和灰液收集器的材料材质为316L，材料厚度分别采用14mm和10mm，同时在去雾气流通道外表面上用高度140mm厚度12mm的板间隔加强。在去雾气流通道安装二台可调频高声强声波发生器1，和二台截止频率为40HZ的声波传播号筒2，声波传播作用的方向与气流方向相反，同时在烟气的进出口加装在线检测数据分析处理装置，高声强声波发生器有与之配套的辅助气源5连接（直径100的气源管道）。通过在线监测所得烟气中各种有害物质的浓度比例、可调频高声强声波发生器的声压级和发声频率等信息经过处理后控制可调频高声强声波去雾发生器的运行参数。在可调频高声强声波去雾器发出声压级153dB,和声波频率在50~150Hz时，设备运行5s后，烟气的浓度出现明显的降低，运行时间达到15S后，排放的烟气灰尘浓度从原来的排放值45mg/m3降低到4.7mg/m3，二氧化硫从原来的排放值200mg/m3降低到78mg/m3，氮氧化物从原来的排放值200mg/m3降低到65mg/m3，汞及化合物的排放降低到0.02 mg/m3，大大低于环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合颁布的中华人民共和国国家标准GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准的限值。
实施例2
一种可调频高声强声波去雾器，该声波去雾器包括可调频高声强声波发生器、声波传播号筒、辅助气源和控制系统，可调频高声强声波发生器与声波传播号筒连接，且声波传播号筒的出口设置在除雾塔或烟气管道内；可调频高声强声波发生器与辅助气源连接；控制系统与可调频高声强声波发生器和除雾塔或烟气管道连接。通过将可调频高声强声波发生器和声波传播号筒直接设置在现有的除雾塔或烟气管道内，也可达到去雾（尘）效果，有效提高目前除污脱硫脱硝能力，使用更方便、简单。
Claims (8)
1.一种可调频高声强声波去雾器, 其特征在于：该声波去雾器包括可调频高声强声波发生器（1）、声波传播号筒（2）、去雾气流通道（3）、灰液收集器（4）、辅助气源（5）和控制系统（6），去雾气流通道（3）的一端与脱硫脱硝装置（7）连接，另一端与需要去雾的烟囱（8）连接；可调频高声强声波发生器（1）与声波传播号筒（2）连接，且声波传播号筒（2）的出口设置在去雾气流通道（3）内；可调频高声强声波发生器（1）与辅助气源（5）连接；控制系统（6）与可调频高声强声波发生器（1）和去雾气流通道（3）连接；灰液收集器（4）设置在去雾气流通道（3）的底部。
2.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：可调频高声强声波发生装置（1）通过声波传播号筒（2）发出的声波与去雾气流通道（3）中的气流方向一致或相反。
3.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：可调频高声强声波发生装置（1）通过声波传播号筒（2）发出的声波与去雾气流通道（3）中的气流方向相反。
4.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：所述控制系统（6）包括在线检测数据分析处理装置和自动调节控制装置，在线检测数据分析处理装置检测并处理去雾气流通道（3）的信息，自动调节控制装置控制可调频高声强声波发生器（1）的运行参数。
5.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：所述可调频高声强声波发生器（1）和声波传播号筒（2）在去雾气流通道（3）内形成高强的平面声波传播，去雾气流通道（3）是承受高强声波的通道。
6.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：所述灰液收集器（4）成漏斗状，且由耐灰液腐蚀的材料制成。
7.根据权利要求1所述的可调频高声强声波去雾器，其特征在于：所述去雾气流通道（3）由耐灰液腐蚀的材料制成。
8.一种可调频高声强声波去雾器，其特征在于：该声波去雾器包括可调频高声强声波发生器（1）、声波传播号筒（2）、辅助气源（5）和控制系统（6），可调频高声强声波发生器（1）与声波传播号筒（2）连接，且声波传播号筒（2）的出口设置在除雾塔或烟气管道内；可调频高声强声波发生器（1）与辅助气源（5）连接；控制系统（6）与可调频高声强声波发生器（1）和除雾塔或烟气管道连接。
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|---|---|---|---|
| CN201420312913.2U CN203886368U (zh) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | 一种可调频高声强声波去雾器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001395A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-08-27 | 南京常荣噪声控制环保工程有限公司 | 一种可调频高声强声波去雾器 |
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2014
- 2014-06-13 CN CN201420312913.2U patent/CN203886368U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104001395A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-08-27 | 南京常荣噪声控制环保工程有限公司 | 一种可调频高声强声波去雾器 |
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