[發明專利]用于處理懸浮顆粒的共振腔式聲團聚系統及方法

在審

• 申請號: 201410176844.1
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103933822A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 曾新吾;趙云;吳學利;龔昌超;田章福
• 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: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;鐘聲

技術領域

本發明涉及懸浮顆粒脫除技術，尤其涉及用于處理懸浮顆粒的共振腔式聲團聚系統及方法。

背景技術

近年來，我國很多城市灰霾天氣出現的頻率越來越高、污染越來越重，懸浮顆粒物已經成為各大城市的主要污染物，同時也是室內空氣的重要污染物。懸浮顆粒物尤其是PM2.5（空氣動力學直徑小于2.5微米的懸浮顆粒）的排放是大氣環境中主要的顆粒物污染源。懸浮顆粒通常富集有害物質，對人體健康和環境容易造成嚴重危害。

工業上常使用的除塵設備主要有機械分離器、旋風除塵器等，其結構簡單，運行和維護比較方便，應用較為廣泛，具有較高的總除塵效率，但對微米、亞微米級的顆粒脫除效率卻很低，袋式除塵器對細顆粒的脫除效率較高，但運行時壓降較大，而且需要經常更換濾料，運行成本較高。

目前，國內較為先進的利用聲場脫除懸浮顆粒的技術有文獻號為CN101219318的中國專利文獻公開的“聲波與外加種子顆粒聯合作用脫除微顆粒物的裝置和方法”，該技術利用聲波與外加種子顆粒脫除微顆粒物，具有一定成效，但是容易造成外加的種子顆粒與懸浮顆粒吸附到管道內壁，清除較為不便，易對裝置造成腐蝕，且裝置內聲強較高時極易造成聲場內出現湍流，使剛形成的團聚體破碎，因此很難保證長期穩定可靠的工作。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、能耗低、效率高，適用于有大量含塵煙氣需要處理的場合的用于處理懸浮顆粒的共振腔式聲團聚系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于處理懸浮顆粒的共振腔式聲團聚系統，包括發聲裝置、封閉的團聚腔室和含塵煙氣管，所述發聲裝置與團聚腔室連通，所述含塵煙氣管穿過團聚腔室。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述發聲裝置與團聚腔室之間設有通過調節長度控制團聚腔室共振頻率的連通管。

所述發聲裝置包括依次連接的空氣壓縮機、壓力罐、電氣調制發音頭、指數型號筒和封閉耦合腔，所述電氣調制發音頭連接有信號發生器和功率放大器，所述封閉耦合腔設有排氣孔，所述連通管連通封閉耦合腔與團聚腔室。

所述電氣調制發音頭、指數型號筒和封閉耦合腔設有兩組，且分布于團聚腔室兩側，各組中的電氣調制發音頭分別通過管道連通至壓力罐；各組中的封閉耦合腔分別通過一件連通管連通至團聚腔室。

所述含塵煙氣管位于團聚腔室內的部分為彎曲的薄壁管道。

還包括控制組件，所述控制組件包括顆粒濃度測試儀、傳聲器、顆粒濃度顯示PC機、聲場顯示PC機和連通管調控器，所述顆粒濃度測試儀為兩件，且分設于含塵煙氣管的進氣口和出氣口，各顆粒濃度測試儀連接至顆粒濃度顯示PC機；所述傳聲器設有多件，且均布于含塵煙氣管位于團聚腔室內的部分，各傳聲器連接至聲場顯示PC機，所述連通管調控器與連通管連接。

一種基于上述用于處理懸浮顆粒的共振腔式聲團聚系統的共振腔式聲團聚方法，包括以下步驟：

S1：用發聲裝置調制頻率為1000Hz～2500Hz的強聲波，并發送至團聚腔室；

S2：向含塵煙氣管內通入含塵煙氣，含塵煙氣流經含塵煙氣管位于團聚腔室內的部分的時長控制為3s～10s；

S3：通過團聚腔室聲場的作用，含塵煙氣中的懸浮顆粒相互碰撞形成大粒徑顆粒，通過重力沉降和/或除塵設備，將形成的大粒徑顆粒脫除。

作為上述技術方案的進一步改進：

在進行步驟S2時，通過顆粒濃度測試儀測量含塵煙氣管進氣口處和出氣口處的顆粒濃度，并根據出氣口顆粒濃度與進氣口顆粒濃度的比值確定實時懸浮顆粒去除效率，并根據實時懸浮顆粒去除效率對團聚腔室內聲場進行調整。

在對團聚腔室內聲場進行調整時，通過調節壓力罐輸出壓強，以控制聲強；通過連通管調控器調節連通管長度，以控制團聚腔室共振頻率。

在進行步驟S2時，通過傳聲器測試含塵煙氣管內聲壓級，控制含塵煙氣管內聲壓級在130dB～165dB之間。

與現有技術相比，本發明的優點在于：