[發明專利]多級聲場耦合湍流場脫除燃煤煙氣PM2.5的裝置和方法

在審

• 申請號: 201810086833.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108261874A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 仲兆平;徐超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D49/00
• 分類號: B01D49/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種多級聲場耦合湍流場脫除燃煤煙氣PM_2.5的裝置和方法。該裝置內的流道主體下方為預湍流段(3)，在預湍流段的上面從下至上分別為第一級聲場(4)、第二級聲場(6)、第三級聲場(7)、第四級聲場(8)，在第一級聲場與第二級聲場之間、第二級聲場(6)與第三級聲場(7)之間、第三級聲場(7)與第四級聲場(8)之間分別設有湍流段(5)，在第四級聲場的上部為煙氣出口(9)，在預湍流段(3)的下部為煙氣入口(1)，在該裝置的底部為粉塵出口(2)。通過四級聲場和湍流場的協同作用，大大提高了PM_2.5的團聚效率，能夠將絕大部分PM_2.5團聚為大顆粒物，在此基礎上結合后續除塵設備能夠將PM_2.5基本脫除，從而實現PM_2.5的超低排放。

技術領域

本發明屬于污染物清除設備及清除技術領域，特別涉及一種多級聲場耦合湍流場聯合作用脫除燃煤煙氣PM_2.5的裝置和方法。

背景技術

煤炭等化石燃料的燃燒會釋放大量的細顆粒物，造成顆粒物污染，其中PM_2.5的危害最嚴重，它的粒徑小于2.5μm，表面極易富集各種有害氣體、重金屬和多環芳烴等強致癌污染物，PM_2.5進入人體后，會沉積于肺泡區，進入血液，影響生殖系統的正常功能，帶來致癌、致畸、致突變，同時PM_2.5也是灰霾天氣能見度降低的主要原因，嚴重阻礙了人們的出行。

針對日益嚴重的顆粒物污染，燃煤電廠普遍安裝了相應的除塵設備，包括機械分離器、袋式除塵器、靜電除塵器和濕式靜電除塵器。雖然這些除塵設備對顆粒物具有較高的除塵效率，但是對細顆粒物，尤其是PM_2.5的脫除效率普遍不高，造成PM_2.5顆粒大量進入大氣，嚴重危害人類健康。

為了能夠高效的脫除PM_2.5等細顆粒物，需要采用預處理技術先將PM2.5顆粒團聚成大顆粒物，然后進入常規除塵設備，然而單頻聲場對顆粒物的團聚效果有限。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提出一種多級聲場耦合湍流場聯合作用脫除燃煤煙氣PM_2.5的裝置及方法，將低中高頻聲波、超聲波四種頻率的四級聲場與多個湍流場結合，多頻率聲場對不同煙氣參數和不同顆粒物條件的適應性強，能夠最大程度上提高聲波對PM_2.5的團聚效率，另外配合多個湍流場，增加對煙氣的擾動，使煙氣中顆粒物的碰撞概率再次提高，進一步提高了PM_2.5的團聚效率，通過雙場結合，能夠將絕大部分的PM_2.5顆粒團聚為大顆粒，增加了后續除塵設備對顆粒物的脫除效率，實現了PM_2.5的超低排放。

技術方案：本發明的一種多級聲場耦合湍流場聯合作用脫除燃煤煙氣PM_2.5的裝置包括煙氣入口、粉塵出口、預湍流段、第一級聲場、湍流段、第二級聲場、第三級聲場、第四級聲場、煙氣出口、信號發生器、功率放大器、壓縮式驅動器、漸擴段和超聲波發生器、超聲波換能器；其中，該裝置內的流道主體下方為預湍流段，在預湍流段的上面從下至上分別為第一級聲場、第二級聲場、第三級聲場、第四級聲場，在第一級聲場與第二級聲場之間、第二級聲場與第三級聲場之間、第三級聲場與第四級聲場之間分別設有湍流段，在第四級聲場的上部為煙氣出口，在預湍流段的下部為煙氣入口，在該裝置的底部為粉塵出口。

其中，

所述的預湍流段由上下兩排湍流圓柱組成，在流道內上下交錯布置。

所述的湍流段由若干弧形擾流葉片相隔一定的距離排列組成。

所述的湍流段，葉片曲率半徑為20mm-50mm，葉片與該裝置內流道的夾角設置為60°～80°。

所述的第一級聲場，在該段設有兩個超聲波換能器，該超聲波換能器與超聲波發生器連接，組成超聲波發生裝置。