气固射流－声场超细颗粒耦合包裹团聚装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于气固超细颗粒脱除技术领域，涉及一种气固射流－声场超细颗粒耦合包裹团聚装置，适于粒径小于３微米的颗粒团聚为大于５微米颗粒，主体包括气体进口、放大段、团聚室、射流管、收缩管、缩小段出口和四级扬声器。放大段为平滑放大式进口，射流管安装在放大段的后侧，通过锁紧螺母固定在团聚室上，射流管在团聚室内的长度通过锁紧螺母调节；初级扬声器在射流管另一侧固定在超细颗粒团聚室上，三级强化式扬声器依次安装在初级扬声器的后部；气体缩小段出口为平滑过渡段结构，避免缩小段产生的涡流对颗粒聚团的破碎，与现有技术相比具有操作区域宽，操作可靠，颗粒聚团控制灵敏等突出优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气固超细颗粒脱除
，涉及一种气固射流-声场超细颗粒耦合包裹团聚装置，特别适于粒径小于3微米的颗粒在射流和声场的耦合作用下团聚为大于5微米颗粒团聚体的装置。
技术介绍
目前，在大型燃煤电站、垃圾焚烧炉和石油炼制工业生产过程中产生了大量超细可吸入颗粒物，而解决这些超细可吸入颗粒物一般广泛应用旋风除尘器、静电除尘器和布袋除尘器等设备对粒度小于3μm的颗粒进行捕集，但这些现有设备和技术的捕集效率仅有50-60％，致使大量的超细颗粒扩散到大气中，产生了严重的环境污染。如能够使粒径小于3μm的超细颗粒发生颗粒团聚，变成粒径大于5μm颗粒聚团，可以利用现行三级除尘器和静电除尘器完全除去可吸入颗粒，从而达到大幅度减少超细颗粒的排放量或消除超细颗粒污染的目的。外加声场和静电场是现有外场超细颗粒常用的两种脱除技术。电聚团技术脱除超细颗粒的效率较高，除尘器电极板捕集颗粒累积到一定厚度后，效率急剧下降，需燃烧再生，严重制约了其工业应用。而且，电聚团技术中粗颗粒带有较大电荷，粗颗粒总是趋向于带有相反电荷的粗颗粒碰撞、团聚，与亚微米颗粒的碰撞几率极小。因此，此种方法提高电除尘器效率有限。利用高能量密度声场也可以使超细颗粒团聚，但是当超细颗粒粒度分布具有拟单一分布时，声场无法使超细颗粒形成颗粒聚团，说明了单一声场对超细可吸入颗粒聚团作用的局限性。
技术实现思路
根据现有技术存在的不足和缺陷，本专利技术的目的和任务是提供气固射流-声场超细颗粒耦合包裹团聚装置，该装置可以实现超细颗粒的颗粒团聚，克服了超细颗粒单一分布时颗粒难以团聚的技术瓶颈，通过调节射流和声场的布置方式，射流操作参数(气体湿度、气体速度、射流喷口直径尺度、喷口布置)和声场操作参数，控制超细可吸入颗粒团聚的尺度及其分布。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的装置结构主体主要包括含尘气体进口、放大段、超细颗粒团聚室、初级环隙射流管、二级环隙射流管、团聚室收缩管、缩小段出口、初级扬声器、二级扬声器、三级扬声器和四级扬声器。放大段为平滑放大式进口，减小管道放大产生的涡流对超细颗粒的扰动；环隙射流管安装在放大段的后侧，通过锁紧螺母固定在超细颗粒团聚室上，环隙射流管在超细颗粒团聚室内的长度通过锁紧螺母调节；初级扬声器在环隙射流管另一侧，射流管轴线和扬声器轴线夹角在15-55°；初级扬声器固定在超细颗粒团聚室上，三级强化式扬声器依次安装在初级扬声器的后部；气体缩小段出口为平滑过渡段结构，避免缩小段产生的涡流对颗粒聚团的破碎作用。本专利技术的装置功能结构由超细颗粒团聚室、固定于团聚室上方的环隙式射流管、固定于团聚室下方的分级扬声器、分隔式气固混合物进料口组成，气固混合物进料口为扩大分隔式，进料口分为三个不均匀分隔空间，上方分隔区域最小，中间分隔区域次之，下方分隔区域最大。上方分隔区域气固平均流量最大，有利于使气固混合物中超细颗粒与射流颗粒核心碰撞聚并；中间分隔区域有利于使超细颗粒聚团稳定增大。下方分隔区域气固平均流量最小，有利于超细颗粒在声场的作用下进一步团聚。为了增强射流的超细颗粒团聚作用，团聚室上方的环隙式射流管采用减速操作，射流气速依次递减。为了改善声场颗粒团聚的效果，环隙射流管内管用空气喷入颗粒聚团核心颗粒，外管喷入水蒸气，增加了颗粒表面的毛细管力及其表面张力。通过调节水蒸气的量和温度，可以控制聚团核心颗粒的毛细管力和液体桥力的范围，从而调节颗粒聚团的初级尺度。为了防止射流之间的相互卷吸，造成动量损失，环隙射流管之间的距离应在3do-5.5do；固定于团聚室下方的各级扬声器间距在3.2do-6.2do；同时，为了避免声场影响射流喷入核心颗粒卷吸聚团作用，射流管和第一个设置扬声器的间距为1.0do-2.5do，射流管轴线和扬声器轴线夹角在15-55°。本专利技术与现有技术相比具有操作区域宽，操作可靠，颗粒聚团已与控制等突出优点。附图说明图1为本专利技术的气固射流-声场耦合包裹团聚装置结构原理示意图。具体实施例方式本专利技术实施时，其装置结构主体包括含尘气体进口1，放大段2，超细颗粒团聚室3，初级环隙射流管4，二级环隙射流管5，团聚室收缩管6，缩小段出口7，初级扬声器8，二级扬声器9，三级扬声器10，四级扬声器11，经过组合装配构成长柱式结构走向，其放大段2为平滑放大式进口，减小管道放大产生的涡流对超细颗粒的扰动；初级环隙射流管4安装在放大段2的后侧，其通过锁紧螺母固定在超细颗粒团聚室3上，二个环隙射流管4和5在超细颗粒团聚室3内的长度通过锁紧螺母调节；初级扬声器8在初级环隙射流管4另一侧，二个射流管轴线和扬声器轴线夹角在15-55°；初级扬声器8固定在超细颗粒团聚室3上；三级强化扬声器9、10和11依次安装在初级扬声器8的后部；气体缩小段出口7为平滑过渡段结构，避免缩小段产生的涡流对颗粒聚团的破碎作用。本专利技术实施时，气固混合物进料口为扩大分隔式，进料口分为三个不均匀分隔空间，上方分隔区域最小，中间分隔区域次之，下方分隔区域最大。上方分隔区域气固平均流量最大，有利于使气固混合物中超细颗粒与射流颗粒核心碰撞聚并；中间分隔区域有利于使超细颗粒聚团稳定增大。下方分隔区域气固平均流量最小，有利于超细颗粒在声场的作用下进一步团聚。为了增强射流的超细颗粒团聚作用，团聚室上方的环隙式射流管采用减速操作，射流气速依次递减。为了改善声场颗粒团聚的效果，环隙射流管内管用空气喷入颗粒聚团核心颗粒，外管喷入水蒸气，增加了颗粒表面的毛细管力及其表面张力。本专利技术实施时，二个射流管为环隙管，内管由空气输入聚团核心颗粒，外管输入水蒸气。通过调节水蒸气的量和温度，控制聚团核心颗粒的毛细管力和液体桥力的范围，从而调节颗粒聚团的初级尺度。为了防止射流之间的相互卷吸，造成动量损失，射流之间的距离为4do；固定于团聚室下方的分级扬声器间距5do。同时，为了避免声场影响射流喷入核心颗粒卷吸聚团作用，射流管和第一个设置扬声器的间距为2.5do，射流管轴线和扬声器轴线夹角为40°；为了达到最佳技术效果，平滑放大式进口夹角为20°；射流管轴线和扬声器轴线夹角为50°；射流之间的距离为5do，固定于团聚室下方的分级扬声器间距为6do；同时，射流管和第一个设置扬声器的间距为3do。本专利技术实施例涉及的射流-声场超细颗粒耦合包裹团聚装置有效实现了使直径小于2.5μm超细颗粒的团聚，通过有效调节环隙射流喷口水蒸汽加入量，声场间距及其功率等参数调控颗粒团聚的尺度大于5μm，从而可以利用现有技术除去超细可吸入颗粒。权利要求1.一种气固射流-声场超细颗粒耦合包裹团聚装置，结构主体包括含尘气体进口、放大段、超细颗粒团聚室、初级环隙射流管、二级环隙射流管、团聚室收缩管、缩小段出口、初级扬声器、二级扬声器、三级扬声器和四级扬声器，其特征在于放大段为平滑放大式进口，减小管道放大产生的涡流对超细颗粒的扰动；环隙射流管安装在放大段的后侧，通过锁紧螺母固定在超细颗粒团聚室上，环隙射流管在超细颗粒团聚室内的长度通过锁紧螺母调节；初级扬声器在环隙射流管另一侧，射流管轴线和扬声器轴线夹角在15-55°；初级扬声器固定在超细颗粒团聚室上，三级强化式扬声器依次安装在初级扬声器的后部；气体缩小段出口为平滑过渡段结构，避免缩小段产生的涡流对颗粒聚团的破碎作用。2.根据权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气固射流－声场超细颗粒耦合包裹团聚装置，结构主体包括含尘气体进口、放大段、超细颗粒团聚室、初级环隙射流管、二级环隙射流管、团聚室收缩管、缩小段出口、初级扬声器、二级扬声器、三级扬声器和四级扬声器，其特征在于放大段为平滑放大式进口，减小管道放大产生的涡流对超细颗粒的扰动；环隙射流管安装在放大段的后侧，通过锁紧螺母固定在超细颗粒团聚室上，环隙射流管在超细颗粒团聚室内的长度通过锁紧螺母调节；初级扬声器在环隙射流管另一侧，射流管轴线和扬声器轴线夹角在１５－５５°；初级扬声器固定在超细颗粒团聚室上，三级强化式扬声器依次安装在初级扬声器的后部；气体缩小段出口为平滑过渡段结构，避免缩小段产生的涡流对颗粒聚团的破碎作用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆杰，孙德帅，曹长青，王志奇，刘新民，徐东彦，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]