[發明專利]基于聲凝聚原理的燃燒能源系統細顆粒物減排裝置

有效

• 申請號: 201410142620.9
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103877824A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 曾新吾;趙云;龔昌超;田章福;吳學利
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B01D51/08
• 分類號: B01D51/08
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 曹德斌

技術領域

本發明涉及一種脫除燃燒能源系統排放煙氣中粒徑小于2.5微米的細顆粒物（以下簡稱PM2.5）的減排裝置，特別涉及一種基于聲凝聚原理的細顆粒物減排裝置，屬于污染控制設備制造的技術領域。?

背景技術

隨著我國經濟的快速發展對能源的消耗越來越大，由化學燃燒能源系統排放到大氣中的污染物日益增多。近年來，依據各大中城市的環境監測數據，PM2.5嚴重超標情況時有發生，城市霧霾天氣大范圍反復出現。這些都表明，以PM2.5為主的細顆粒物已成為我國城市大氣環境的主要污染物。PM2.5是指氣體動力學直徑小于2.5微米的懸浮細顆粒，其富含有毒物質且在大氣中停留時間長、輸送距離遠，不僅降低了大氣能見度，影響交通、環境和氣候，而且對人體健康有短期和長期累積的嚴重危害。發展燃燒能源系統新型除塵減排技術成為從根本上解決這一問題的關鍵。?

現有的除塵減排技術如靜電除塵器、旋風除塵器、袋式除塵器和濕式除塵器等對5微米以下顆粒物的清除效率都很低，或者存在經濟成本高、適用范圍窄、處理流量受限或因改造影響能源系統運行等問題，無法充分滿足PM2.5減排控制的需求。基于聲凝聚原理的減排技術是目前公認的良好途徑。在較短時間內經高強度聲波作用，使煙氣中微米以下細顆粒相互碰撞，進而粘附而形成若干微米以上的團聚物，然后通過常規除塵設備將團聚物清除。聲凝聚除塵作用時間短、效果顯著、經濟易用且能適應高溫、高壓和腐蝕性環境，將在我國現階段空氣污染治理中發揮重要作用。?

目前國內可用的工業級聲凝聚減排系統還比較少見。大多數減排數據來源于實驗室內小尺寸的原理性驗證實驗。已公開功率最高的半工業規模系統所產生功率僅有1600W（Rodriguez?J?J,et?al.Acoustic?agglomeration?for?electrostatic?retention?of?fly-ashes?at?pilot?scale:influence?of?intensity?of?sound?field?at?different?conditions.Journal?of?aerosol?science,1996,21:621-622），聲場強度不高，減排效果和規模有限。除了懸浮顆粒聲凝聚問題本身的復雜性和實際中煙氣類型、粒徑分布特征多變等原因以外，工業級減排系統需要大功率、高聲強環境的支持，需要綜合考慮除塵效率、經濟性、穩定性和噪聲控制問題，具體體現在強聲產生、凝聚艙結構、聲場控制和系統集成、監測控制等方面的設計實現與技術方?案。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：針對現有技術存在的不足，利用聲凝聚原理設計了一套燃燒能源系統煙氣中細顆粒物減排裝置。該裝置充分利用聲凝聚效率隨聲壓級增加急劇升高的原理，將三種大功率氣流聲源與變截面管道配套，并依靠統一的測控計算機調節和優化運行參數。整個實現方案在減排效率、經濟性、適用性、無污染和可擴展性方面具有優勢。?

本發明所述減排裝置包括如下部件：?

一種基于聲凝聚原理的燃燒能源系統細顆粒物減排裝置，其特征在于包括以下部件：供給高壓氣流的高壓氣流源，穩定高壓氣流的高壓混氣室，將高壓氣流能量轉換為特定信號強聲波的氣流聲源，一號連接法蘭，將氣流聲源輻射聲波能量向下游管道輸送的號筒，用于實現強聲共振合成的耦合艙等截面段和耦合艙收縮段，排出耦合艙內已利用完畢高壓氣流的高壓氣流排氣口，容納煙氣并使其受強聲波作用的凝聚艙，二號連接法蘭，實現高壓氣流與強聲波分離的透聲板，大煙氣流量條件下使凝聚艙中保持平面駐波條件的隔柵結構，輸入燃燒能源系統產生煙氣的煙氣進氣口和排出凝聚后煙氣的煙氣排氣口，用于輔助調節凝聚艙聲學共振頻率的擴展艙及可移動端面，調節螺桿，螺桿操作機構，三號連接法蘭，四號連接法蘭，擴展艙密封板，用于去除大粒徑團聚物的常規除塵器；?