本發(fā)明屬于污染物清除設備及清除技術(shù)領域，特別涉及一種聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的裝置及其方法，

背景技術(shù)：

我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，但是煤炭等化石燃料在燃燒過程中會排放大量顆粒物，其中危害最大的就是PM_2.5。有研究發(fā)現(xiàn)PM_2.5是對人體健康影響最大的主要污染物之一，主要引發(fā)慢性病、呼吸道疾病以及心腦血管疾病。

目前我國燃煤電廠普遍采用靜電除塵器，其對大顆粒物的脫除效率可達99.9％，但是卻不能有效脫除細顆粒物，因此燃煤電廠被認為是PM_2.5的最大排放源?，F(xiàn)有的除塵設備包括布袋除塵器、靜電除塵器、濕式靜電除塵器等總除塵效率較高，但對PM_2.5的脫除效率較低，不能滿足日趨嚴格的環(huán)保要求。

一般的聲波團聚技術(shù)對細顆粒物的團聚效率有限，如果要進一步提高團聚效率則需要增大聲壓級，增大能耗同時增加了噪音污染。本發(fā)明采用低頻1000～2000Hz高強聲波和湍流聚并技術(shù)聯(lián)合作用對煙氣進行預處理，提高細顆粒物團聚效率，再結(jié)合常規(guī)除塵器對團聚后的大顆粒進行脫除，從而達到高效脫除PM_2.5細微顆粒物的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的裝置及其方法，其特征在于，所述聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的裝置包括聲波團聚室、壓縮式驅(qū)動聲源、擾流圓柱、煙氣進口管道和煙氣出口管道；所述煙氣進口管道、聲波團聚室、煙氣出口管道和除塵器依次串聯(lián)；聲波團聚室的外部頂面設有單個或多個壓縮式驅(qū)動聲源；聲波團聚室內(nèi)部水平布置有擾流圓柱。

所述的擾流圓柱為圓柱形，陣列布置，其作用是產(chǎn)生湍流。

所述壓縮式驅(qū)動聲源的頻率為1000～2000Hz，聲壓級為120～150dB。

所述煙氣出口管道的出口連接有除塵器。

所述聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的方法是：

含塵煙氣經(jīng)煙氣進口管道進入聲波團聚室，壓縮式驅(qū)動聲源發(fā)出頻率為1000～2000Hz，聲壓級為120～150dB的聲波，頻率和聲壓級可調(diào)節(jié)；由于在聲波團聚室內(nèi)設置有水平、陣列布置的擾流圓柱，含塵煙氣經(jīng)過擾流圓柱時，會形成湍流，含塵煙氣中的細顆粒物在聲場和湍流聚并的聯(lián)合作用下發(fā)生團聚，細顆粒物團聚成粒徑大于細顆粒物PM_2.5的團聚顆粒，通過煙氣出口管道輸出到除塵器。

所述的由煙氣進口管道進入聲波團聚室內(nèi)的含塵煙氣在聲場中的停留時間為2～5s。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)提高細顆粒脫除效率：采用聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)對燃煤電廠煙氣中的細顆粒物進行預處理，通過聲場與湍流的有效耦合，聲波驅(qū)動力、范德華力、靜電力等相互作用下，細顆粒物團聚成較大顆粒，再結(jié)合后續(xù)的傳統(tǒng)除塵設備高效脫除PM_2.5，從而降低PM_2.5排放。

(2)降低能耗：相比于單純的聲波團聚，將湍流聚并技術(shù)引入，可以大大提高細顆粒物的團聚效率。達到相同的脫除效果，所需的聲壓級可以大幅降低，因而可以降低聲波團聚的能耗。

附圖說明

圖1是聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的裝置示意圖。

圖2是的俯視圖。

圖中：煙氣進口管道1、壓縮式驅(qū)動聲源2、聲波團聚室3、擾流圓柱4、煙氣出口管道5、除塵器6。

具體實施方案

如圖1、圖2所示，一種聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的裝置包括聲波團聚室3、壓縮式驅(qū)動聲源2、擾流圓柱4、煙氣進口管道1和煙氣出口管道5；所述煙氣進口管道1、聲波團聚室3、煙氣出口管道5和除塵器6依次串聯(lián)；在聲波團聚室3的外部頂面設有單個或多個壓縮式驅(qū)動聲源2；聲波團聚室3內(nèi)部水平布置有擾流圓柱4；所述擾流圓柱4為圓柱形，陣列布置，其作用是產(chǎn)生湍流。所述的壓縮式驅(qū)動聲源2，其頻率為1000～2000Hz，聲壓級為120～150dB。所述煙氣出口管道5的出口連接有除塵器6。

聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)脫除細顆粒物的方法是：含塵煙氣經(jīng)煙氣進口管道1進入聲波團聚室3，壓縮式驅(qū)動聲源2發(fā)出頻率為1000～2000Hz，聲壓級為120～150dB的聲波，頻率和聲壓級可調(diào)節(jié)；由于在聲波團聚室3內(nèi)設置有水平、陣列布置的擾流圓柱4，含塵煙氣經(jīng)過擾流圓柱4時，會形成湍流，含塵煙氣中的細顆粒物在聲場和湍流聚并的聯(lián)合作用下發(fā)生團聚，細顆粒物團聚成粒徑大于細顆粒物PM_2.5的團聚顆粒，通過煙氣出口管道5輸出到除塵器6。

由煙氣進口管道1進入聲波團聚室3內(nèi)的含塵煙氣在聲場中的停留時間為2～5s。

本發(fā)明主要采用設計的聲波團聚聯(lián)合湍流聚并技術(shù)的裝置，對含塵煙氣進行預處理，具體的技術(shù)特點為：

(1)聲場的確定：聲源頻率不影響聲場形成，考慮到聲源頻率對細顆粒物團聚效果的影響，將聲源頻率控制在1000～2000Hz之間，細顆粒物在此頻率下均能發(fā)生團聚?？紤]聲源穩(wěn)定性和能耗，聲壓級控制在120～150dB之間。

(2)擾流圓柱的布置：擾流圓柱為圓柱形，陣列布置，其目的是當含塵煙氣經(jīng)過擾流圓柱時，產(chǎn)生湍流；擾流圓柱順列布置，減小擾流圓柱產(chǎn)生的阻力。

(3)聲波團聚室尺寸確定：聲波團聚最佳作用時間為2～5s，時間過短，團聚效果不好；時間過長，團聚效果沒有明顯提升且占地太大，因此根據(jù)煙塵流量確定聲波團聚室尺寸，保證含塵煙氣在聲場中的停留時間為2～5s。

(4)工作過程：啟動聲源，將聲源調(diào)節(jié)至所需工況，含塵煙氣從煙氣入口管道流經(jīng)聲波團聚室，在團聚室內(nèi)部布置的擾流圓柱處產(chǎn)生湍流，細顆粒物在聲場與湍流的聯(lián)合作用下發(fā)生團聚，形成較大顆粒物，再通過后續(xù)的常規(guī)除塵器對其進行脫除。