一种声波强化细颗粒物脱除装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种声波强化细颗粒物脱除装置，该装置包括从上到下顺次连通的气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶紊流及声波团聚区、气溶胶收尘区、惯性沉降区；气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶紊流及声波团聚区采用切向进气的类旋风切割器结构；气溶胶紊流及声波预处理区和气溶胶紊流及声波团聚区采用逆时针的对称进气方式；气溶胶收尘区、惯性沉降收尘区采用圆筒形结构，筒壁采用水膜收尘板结构。本实用新型专利技术针对固定源排放的气溶胶颗粒物，采用垂直一体化圆筒形结构形式，通过离心分离技术、声波团聚技术和惯性沉降机制结合的协同脱除方法，实现气溶胶颗粒物，尤其是细颗粒物的高效凝并脱除，有效避免了收尘板的二次扬尘、积灰和腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种声波强化细颗粒物脱除装置
本技术涉及颗粒物除尘装置，具体涉及一种声波强化细颗粒物脱除装置。
技术介绍
我国是一个以燃煤为主要能源的国家，煤炭燃烧在为我们提供热源和动力的同时，也带来了严重的颗粒物污染，在细颗粒物的来源中，燃煤锅炉排放占有很大一部分，特别是在各行业广泛使用的中小型工业锅炉和工业窑炉，由于缺乏相应的环保控制设备，污染尤为严重。气溶胶颗粒物，特别是细颗粒物PM2.5，被排入到空气中之后会严重影响人们的日常生活和工作，甚至威胁到人们的生命安全。由于细颗粒物的体积小、重量轻，因此在大气中停留时间长，漂浮距离远，影响范围广。而且由于它独特的消光作用，会严重降低环境的能见度，造成大面积灰霾天气，影响人们正常出行。另外，细颗粒物的比表面积比较大，大量有毒有害的重金属会富集在其表面，而人体对细颗粒物的阻挡能力有限导致细颗粒物可以进入人体呼吸道、沉积在肺泡内，其中的重金属会进入人体血液，引发哮喘、支气管和心血管等方面的疾病，危害人体健康。目前我国大多数燃煤电站锅炉主要采用静电除尘器（ESP）脱除尾部烟气中的颗粒物。高效的静电除尘器除尘效率可以高达99.9%，但是对于细颗粒物，尤其是粒径在0.1微米到1.0微米的颗粒物，仍然会有15%左右的比例逃逸到大气。针对细颗粒物的捕集，目前比较可靠的方法是采用团聚方法，使细颗粒物团聚长大成容易脱除的较大粒径颗粒物。目前正在研究的团聚方法包括：电凝并、声波团聚、相变凝结长大和化学团聚等等，如申请号为201410362683.5的中国专利，其中电凝并和声团聚因其效果显著，得到广泛的重视。但是这些团聚方法单独作用时都有一定的弊端，对细颗粒物的团聚效果不是很明显，所以最终的细颗粒物脱除效率不能得到有效提高。因此，开发一种新型的协同脱除方法的细颗粒物高效脱除装置非常必要，基于声波强化的协同脱除机制是其中重要的研究方向，使细颗粒物在声场力、惯性力、离心力、热泳力等多种作用力的协同作用下团聚长大成较大粒径的颗粒物后进行捕集脱除。
技术实现思路
本技术的目的是克服燃煤电站现有除尘装置对细颗粒物脱除效果的不足，提供一种声波强化细颗粒物脱除装置。该细颗粒物脱除装置可以针对固定源排放的矿物质颗粒物，采用垂直一体化圆筒形结构形式，通过离心分离技术、声波团聚技术和惯性沉降机制结合的协同脱除方法，实现气溶胶颗粒物，尤其是细颗粒物的高效凝并脱除，有效避免收尘板的二次扬尘、积灰和腐蚀。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种声波强化细颗粒物脱除装置，其特征在于，包括预处理气溶胶颗粒物入口、气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶颗粒物入口、气溶胶紊流及声波团聚区、气溶胶收尘区、惯性沉降收尘区、气溶胶出口、声波发生器、气溶胶紊流预处理聚效环、气溶胶紊流聚效环、挡板、水膜收尘板外接水源接入管路、水槽、收尘板、灰斗和浆液出口；所述气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶紊流及声波团聚区、气溶胶收尘区和惯性沉降收尘区由上到下依次布置，且气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶紊流及声波团聚区、气溶胶收尘区和惯性沉降收尘区依次相连通，所述声波发生器设置在气溶胶紊流及声波预处理区的上方；所述预处理气溶胶颗粒物入口设置在气溶胶紊流及声波预处理区的顶部，且在气溶胶紊流及声波预处理区内设置有气溶胶紊流预处理聚效环；所述气溶胶颗粒物入口设置在气溶胶紊流及声波团聚区的顶部，且在气溶胶紊流及声波团聚区内设置有气溶胶紊流聚效环；所述气溶胶收尘区内设置有挡板、水膜收尘板外接水源接入管路、水槽和收尘板，所述水膜收尘板外接水源接入管路与水槽连通，所述挡板与收尘板之间具有间隙，所述间隙与水槽连通，用于使水槽中的水沿着收尘板流出；所述气溶胶出口和灰斗设置在惯性沉降收尘区的底部，且灰斗的底部设置有浆液出口，所述惯性沉降收尘区内也设置有收尘板。进一步的，所述气溶胶紊流及声波预处理区、气溶胶紊流及声波团聚区、气溶胶收尘区和惯性沉降收尘区均为圆柱形结构；所述预处理气溶胶颗粒物入口切向布置于气溶胶紊流及声波预处理区的顶部，并与气溶胶紊流预处理聚效环共同构成切向进气的类旋风切割器结构，所述气溶胶紊流预处理聚效环的倾斜角为60º；所述气溶胶颗粒物入口切向布置于气溶胶紊流及声波团聚区的顶部，并与气溶胶紊流聚效环共同构成切向进气的类旋风切割器结构，所述气溶胶紊流聚效环的倾斜角为60º。进一步的，所述预处理气溶胶颗粒物入口和气溶胶颗粒物入口采用逆时针方式对称布置于声波强化细颗粒物脱除装置的两侧。进一步的，所述声波发生器布置于声波强化细颗粒物脱除装置的顶部，并在声波强化细颗粒物脱除装置的内部构成垂直贯通的声场；所述收尘板采用不锈钢材料，且收尘板竖直布置于声波强化细颗粒物脱除装置的内壁上，形成水膜收尘板结构；所述灰斗布置于声波强化细颗粒物脱除装置的底部，且灰斗的表面涂覆有耐磨损耐腐蚀的吸声材料层。所述的声波强化细颗粒物脱除装置的脱除方法如下：小流量气溶胶颗粒物经过预处理气溶胶颗粒物入口后，在离心分离的作用下，大粒径颗粒物被分离并沿着声波强化细颗粒物脱除装置的内壁向下移动，经气溶胶紊流预处理聚效环后进入气溶胶紊流及声波团聚区的顶部中心区域，其余以小粒径颗粒物为主的气溶胶在气溶胶紊流预处理聚效环的作用下形成局部上升的气流涡旋，在声波强化细颗粒物脱除装置顶部的阻挡下，气溶胶颗粒物向下移动并进入气溶胶紊流及声波团聚区顶部的中心区域；大流量气溶胶颗粒物经过气溶胶颗粒物入口后，在离心分离的作用下，大粒径颗粒物被分离并沿着声波强化细颗粒物脱除装置的内壁向下移动，到达收尘板后被水膜捕集冲刷进入灰斗，其余以小粒径颗粒物为主的气溶胶在气溶胶紊流聚效环的作用下形成局部上升的气流涡旋；气溶胶紊流及声波团聚区顶部中心区域的两股气溶胶气流涡旋相互汇合碰撞，促进了不同粒径颗粒物之间的碰撞团聚作用；垂直贯通的声场，促进了不同粒径颗粒物之间的同向团聚效应；团聚后的气溶胶颗粒物进入气溶胶收尘区，在气流涡旋的挟带作用下达到收尘板后被水膜捕集冲刷进入灰斗，剩余的气溶胶颗粒物进入惯性沉降收尘区，颗粒物由于惯性作用进入灰斗，除尘之后的气溶胶通过气溶胶出口排出，从而完成气溶胶颗粒物的脱除过程。进一步的，气溶胶紊流及声波预处理方法为：小流量气溶胶颗粒物切向进入气溶胶紊流及声波预处理区，在离心分离的作用下，大粒径颗粒物被分离并沿着声波强化细颗粒物脱除装置内壁向下移动，经气溶胶紊流预处理聚效环后进入气溶胶紊流及声波团聚区的顶部中心区域，作为声波团聚作用的“种子颗粒”，其余以小粒径颗粒物为主的气溶胶在气溶胶紊流预处理聚效环的作用下，产生类旋风切割器效应，气溶胶颗粒物形成局部上升气流涡旋，在声波强化细颗粒物脱除装置顶部的阻挡下，气溶胶颗粒物向下进入气溶胶紊流及声波团聚区的顶部中心区域；声波强化细颗粒物脱除装置顶部布置的声波发生器形成垂直贯通的声场，在声场作用下（同向团聚、声致湍流和声波尾流效应）促进了局部上升气流涡旋中颗粒物的碰撞团聚效应。进一步的，气溶胶紊流及声波团聚方法为：大流量气溶胶颗粒物切向进入气溶胶紊流及声波团聚区，在离心分离的作用下，大粒径颗粒物被分离并沿着声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声波强化细颗粒物脱除装置，其特征在于，包括预处理气溶胶颗粒物入口（1）、气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶颗粒物入口（3）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）、惯性沉降收尘区（6）、气溶胶出口（7）、声波发生器（8）、气溶胶紊流预处理聚效环（9）、气溶胶紊流聚效环（10）、挡板（11）、水膜收尘板外接水源接入管路（12）、水槽（13）、收尘板（14）、灰斗（15）和浆液出口（16）；所述气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）和惯性沉降收尘区（6）由上到下依次布置，且气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）和惯性沉降收尘区（6）依次相连通，所述声波发生器（8）设置在气溶胶紊流及声波预处理区（2）的上方；所述预处理气溶胶颗粒物入口（1）设置在气溶胶紊流及声波预处理区（2）的顶部，且在气溶胶紊流及声波预处理区（2）内设置有气溶胶紊流预处理聚效环（9）；所述气溶胶颗粒物入口（3）设置在气溶胶紊流及声波团聚区（4）的顶部，且在气溶胶紊流及声波团聚区（4）内设置有气溶胶紊流聚效环（10）；所述气溶胶收尘区（5）内设置有挡板（11）、水膜收尘板外接水源接入管路（12）、水槽（13）和收尘板（14），所述水膜收尘板外接水源接入管路（12）与水槽（13）连通，所述挡板（11）与收尘板（14）之间具有间隙，所述间隙与水槽（13）连通，用于使水槽（13）中的水沿着收尘板（14）流出；所述气溶胶出口（7）和灰斗（15）设置在惯性沉降收尘区（6）的底部，且灰斗（15）的底部设置有浆液出口（16），所述惯性沉降收尘区（6）内也设置有收尘板（14）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种声波强化细颗粒物脱除装置，其特征在于，包括预处理气溶胶颗粒物入口（1）、气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶颗粒物入口（3）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）、惯性沉降收尘区（6）、气溶胶出口（7）、声波发生器（8）、气溶胶紊流预处理聚效环（9）、气溶胶紊流聚效环（10）、挡板（11）、水膜收尘板外接水源接入管路（12）、水槽（13）、收尘板（14）、灰斗（15）和浆液出口（16）；所述气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）和惯性沉降收尘区（6）由上到下依次布置，且气溶胶紊流及声波预处理区（2）、气溶胶紊流及声波团聚区（4）、气溶胶收尘区（5）和惯性沉降收尘区（6）依次相连通，所述声波发生器（8）设置在气溶胶紊流及声波预处理区（2）的上方；所述预处理气溶胶颗粒物入口（1）设置在气溶胶紊流及声波预处理区（2）的顶部，且在气溶胶紊流及声波预处理区（2）内设置有气溶胶紊流预处理聚效环（9）；所述气溶胶颗粒物入口（3）设置在气溶胶紊流及声波团聚区（4）的顶部，且在气溶胶紊流及声波团聚区（4）内设置有气溶胶紊流聚效环（10）；所述气溶胶收尘区（5）内设置有挡板（11）、水膜收尘板外接水源接入管路（12）、水槽（13）和收尘板（14），所述水膜收尘板外接水源接入管路（12）与水槽（13）连通，所述挡板（11）与收尘板（14）之间具有间隙，所述间隙与水槽（13）连通，用于使水槽（13）中的水沿着收尘板（14）流出；所述气溶胶出口（7）和灰斗（15）设置在惯性沉降收尘区（6）的底部，且灰斗（15）的底部设置有浆液出口（16），所述惯性沉降...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建平，朱跃，杜振，张杨，潘艳艳，陈艺秋，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33