本公開涉及環(huán)境科學技術領域，尤其涉及一種顆粒床過濾除塵裝置。

背景技術：

顆粒床過濾除塵裝置，是一種工業(yè)含塵氣體除塵的常用裝置，特別是在高溫除塵領域。該類除塵器的除塵原理是含塵氣體在顆粒床的顆粒介質流動過程中，通過直接攔截、慣性碰撞、重力沉降、擴散除塵等除塵機理，粉塵之間的曳力、重力、范德瓦爾斯力、熱泳力等作用力，實現(xiàn)顆粒介質對含塵氣體中的粉塵進行捕集，達到含塵氣體凈化的目的。

但是，在實現(xiàn)本公開的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)目前的顆粒床過濾除塵裝置對于粉塵粒徑小于10μm的細微粉塵的分級除塵效率較低，特別是對于高溫含細微粉塵氣體，分級除塵效率約為70～80％，這使得該類裝置不能應用于一些除塵效率要求較高的工藝系統(tǒng)中。

公開內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種顆粒床過濾除塵裝置，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

本公開顆粒床過濾除塵裝置包括：過濾除塵通道t；超聲波發(fā)生器10，位于過濾除塵通道t的上游側；顆粒床過濾除塵部20，位于過濾除塵通道t的下游側；其中，含塵氣體通過過濾除塵通道，粉塵在超聲波發(fā)生器10發(fā)出的超聲作用下凝聚為更大粒徑的粉塵，從而在經(jīng)過顆粒床過濾除塵部20時被過濾。

在本公開的一些實施例中，超聲波發(fā)生器10的輸出頻率介于0.5khz～50khz之間。

在本公開的一些實施例中，超聲波發(fā)生器10的輸出頻率可調。

在本公開的一些實施例中，還包括：聲波振蕩部30，用于對顆粒床過濾除塵部的顆粒床層施加振動，以提高其中濾料顆粒的粉塵過濾效率。

在本公開的一些實施例中，聲波振蕩部30的輸出頻率介于100khz～500khz之間。

在本公開的一些實施例中，聲波振蕩部30包括：信號發(fā)生器31，用于產(chǎn)生交流電信號；電聲換能器33，對準顆粒床層22設置或設置于顆粒床層22內(nèi)部，用于將交流電信號轉換為聲波信號作用于顆粒床層22，以對顆粒床過濾除塵部的顆粒床層的濾料顆粒施加振動。

在本公開的一些實施例中，聲波振蕩部30還包括：放大器32，與信號發(fā)生器31電性連接，用于放大交流電信號，并將放大后的交流電信號傳輸至電聲換能器33。

在本公開的一些實施例中，聲波振蕩部30還包括：第一聲壓傳感器34，安裝在過濾除塵通道中電聲換能器33的對面壁面；和/或第二聲壓傳感器35，安裝過濾除塵通道中顆粒床過濾除塵部的顆粒床層的上部；

第一聲壓傳感器34和/或第二聲壓傳感器35用來監(jiān)測顆粒床層內(nèi)部的聲壓級。

在本公開的一些實施例中，顆粒床過濾裝置豎直設置；過濾除塵通道t中，含塵氣體入口tin設置于上方，潔凈氣體出口tout設置于下方；過濾除塵通道t自上而下包括：小口徑通道t1、口徑擴張段通道t2和大口徑通道t3；超聲波發(fā)生器10對應于小口徑通道t1的位置設置，顆粒床過濾除塵部20對應于大口徑通道t3的位置設置。

在本公開的一些實施例中，過濾除塵通道t的橫截面形狀為以下形狀的一種或多種的組合：圓形、多邊形、橢圓形；和/或顆粒床層：為均一粒徑的濾料組成的濾料層；或為不同粒徑分層分布組成的濾料層。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本公開顆粒床過濾除塵裝置至少具有以下有益效果其中之一：

(1)含塵氣體在含塵氣體入口處受到超聲波的作用，經(jīng)超聲波的振動，粉塵由于慣性作用、凝聚作用團聚成大粒徑的粉塵，減少了含塵氣體中小于10μm的細微粉塵，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率；

(2)電聲換能器對顆粒床層內(nèi)部施加振動，降低顆粒床的滲透率，同時引起粉塵在顆粒床流動過濾過程中的二次流動，提高粉塵與顆粒床濾料顆粒的碰撞概率，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率。

附圖說明

圖1為本公開實施例顆粒床過濾除塵裝置的結構示意圖。

【附圖中本公開實施例主要元件符號說明】

t-過濾除塵通道；

t1-小口徑通道；t2-口徑擴張段通道；t3-大口徑通道；

tin-含塵氣體入口；tout-潔凈氣體出口；

10-超聲波發(fā)生器；

20-顆粒床過濾除塵部；

21-布風板；22-顆粒床層

30-聲波振蕩部；

31-信號發(fā)生器；32-放大器；33-電聲換能器；

34-第一聲壓傳感器；35-第二聲壓傳感器。

具體實施方式

本發(fā)明的目的是為了克服該類裝置已有技術中的缺點，拓展其在高溫除塵領域的應用范圍，提高除塵效率，提出一種結合聲波的顆粒床過濾除塵裝置。

為使本公開的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本公開進一步詳細說明。

在本公開的一個示例性實施例中，提供了一種顆粒床過濾除塵裝置。圖1為本公開實施例顆粒床過濾除塵裝置的結構示意圖。如圖1所示，本實施例顆粒床過濾除塵裝置包括：過濾除塵通道t；超聲波發(fā)生器10，位于過濾除塵通道t的上游側；顆粒床過濾除塵部20，位于過濾除塵通道t的下游側；聲波振蕩部30，與顆粒床過濾除塵部相對設置。其中，含塵氣體從過濾除塵通道的含塵氣體入口tin進入，粉塵在超聲波發(fā)生器10發(fā)出的超聲作用下凝聚為更大粒徑的粉塵，從而在經(jīng)過顆粒床過濾除塵部20被過濾；聲波振蕩部30用于對顆粒床過濾除塵部的顆粒床層施加振動，提高其中濾料顆粒的粉塵過濾效率。

以下分別對本實施例顆粒床過濾除塵裝置的各個組成部分進行詳細描述。

本實施例中，顆粒床過濾除塵裝置整體呈立式形狀，其內(nèi)部形成過濾除塵通道t。請參照圖1，該過濾除塵通道分為三段，自上游而下游包括：小口徑通道t1、口徑擴張段通道t2和大口徑通道t3。在過濾除塵通道的前端，具有含塵氣體入口tin；在過濾除塵通道的末端，具有潔凈氣體出口tout。

其中，三段通道的橫截面形狀可以是圓形、長方形或者橢圓形，本公開并不對其進行限定。當然，一般情況下，三段通道的橫截面形狀被設計成圓形。此外，關于其中的“小口徑通道”和“大口徑通道”，僅是相對彼此而言，并不是表達絕對的“小”或“大”?？趶綌U張通道t2的作用就是連接小口徑通道t1和大口徑通道t3。

在小口徑通道t1處，安裝有一個超聲波發(fā)生器10。所述的超聲波發(fā)生器可以產(chǎn)生高頻率的超聲波信號。該高頻率的超聲波信號的頻率范圍可以介于0.5khz～50khz之間。之所以選擇如此的頻率，是因為這樣的頻率可以使通過其的粉塵凝結成更大粒徑的粉塵。

在實現(xiàn)本公開的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)：當粉塵經(jīng)過超聲波發(fā)生器作用段時，經(jīng)超聲波振動，粉塵的機械振動增強，粉塵的動能增加，由于慣性作用，粉塵碰撞的概率增大，再加上粉塵表面有一定的粘性，使碰撞在一起的粉塵由于凝聚作用而團聚成較大粒徑的粉塵，這樣會更加有利于粉塵的過濾。

此外，還需要注意的是，為了充分利用重力的作用，顆粒床過濾裝置豎直設置，含塵氣體入口tin設置于過濾除塵通道的上方，潔凈氣體出口tout設置于過濾除塵通道的下方。小口徑通道t1、口徑擴張段通道t2和大口徑通道t3自上而下依次設置。

請繼續(xù)參照圖1，顆粒床過濾除塵部20位于大口徑通道t3中，包括：下部的布風板21和上部的顆粒床層22。含塵氣體進入大口徑通道t3后，在重力和慣性力的作用下經(jīng)過顆粒床過濾除塵部，由于直接攔截、慣性碰撞和重力沉降的作用，粉塵被濾料顆粒去除，而去除粉塵后的潔凈空氣經(jīng)由潔凈氣體出口tom排出。

本實施例中，通過聲波振蕩部30來提升顆粒床過濾除塵部20的除塵效率。請繼續(xù)參照圖1，聲波振蕩器30包括：信號發(fā)生器31，用于產(chǎn)生交流電信號，放大器32，與所述信號發(fā)生器31電性連接，用于放大所述交流電信號；電聲換能器33，與放大器32電性連接，并對準顆粒床層22設置或設置于顆粒床層22內(nèi)部，用于將放大后的電信號轉換為聲波信號作用于顆粒床層22，以對顆粒床過濾除塵部的顆粒床層的濾料顆粒施加振動，提高其中濾料顆粒的粉塵過濾效率。

其中，電聲換能器所產(chǎn)生的聲波信號為低頻聲波，其頻率介于100khz～500khz之間。并且，信號發(fā)生器31可調控所產(chǎn)生電信號的頻率和強度。本領域技術人員可以理解，在信號發(fā)生器31所產(chǎn)生的信號足夠強的情況下，所述放大器32也可以省略。

請繼續(xù)參照圖1，為了給信號發(fā)生器31信號強度和頻率的調控提供依據(jù)，聲波振蕩部30還包括：第一聲壓傳感器34和第二聲壓傳感器35。其中，第一聲壓傳感器34安裝在電聲換能器33的對面壁面。第二聲壓傳感器35安裝在含塵氣體入口大口徑通道的頂部。兩個聲壓傳感器用來監(jiān)測顆粒床層內(nèi)部的聲壓級。

根據(jù)兩個聲壓傳感器監(jiān)測的聲壓級數(shù)據(jù)反饋，同時根據(jù)超聲波發(fā)生器的頻率，共同調節(jié)聲波信號發(fā)生器所產(chǎn)生電信號的頻率和強度。所述的電聲換能器對顆粒床層內(nèi)部施加振動，降低顆粒床的滲透率，同時引起粉塵在顆粒床流動過濾過程中的二次流動，提高粉塵與顆粒床濾料顆粒的碰撞概率，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率。

為了更好地理解本實施例顆粒床過濾除塵裝置，以下對其工作過程進行詳細說明：

①含塵氣體流入之前，先運行超聲波發(fā)生器10和電聲換能器33、放大器32和信號發(fā)生器31；設置超聲波發(fā)生器10的工作頻率，一般為2.5khz；根據(jù)兩個聲壓傳感器(34、35)監(jiān)測的聲壓級反饋數(shù)據(jù)，同時根據(jù)超聲波發(fā)生器10的頻率，設置信號發(fā)生器31所產(chǎn)生電信號的頻率和強度。

②含塵氣體從含塵氣體入口流入氣體通道，在流經(jīng)小口徑通道t1時，由于超聲波發(fā)生器10的作用，經(jīng)超聲波的振動，粉塵由于慣性作用、凝聚作用團聚成大粒徑的粉塵，減少了含塵氣體中小于10μm的細微粉塵，粉塵在重力和慣性力的作用下向下流動。

③含塵氣體經(jīng)過口徑擴張段通道t2的穩(wěn)流，流經(jīng)顆粒床層22；由于電聲換能器33對顆粒床層22內(nèi)部施加振動，降低顆粒床的滲透率；同時引起粉塵在顆粒床流動過濾過程中的二次流動，提高粉塵與顆粒床濾料顆粒的碰撞概率，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率。

④經(jīng)過顆粒床過濾裝置之后的潔凈氣體通過出口流出。

至此，已經(jīng)結合附圖對本公開實施例進行了詳細描述。需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式，并未進行詳細說明。此外，上述對各元件和方法的定義并不僅限于實施例中提到的各種具體結構、形狀或方式，本領域普通技術人員可對其進行簡單地更改或替換，例如：

(1)整個裝置的橫截面形狀可以是圓形，可以是方形，也可以是橢圓形、多邊形等形式；

(2)顆粒床層可以是均一粒徑的濾料，如圖1所示，還可以是不同粒徑分層分布的多層濾料形式。

依據(jù)以上描述，本領域技術人員應當對本公開顆粒床過濾除塵裝置有了清楚的認識。

綜上所述，本公開在小直徑通道處安裝有超聲波發(fā)生器；在顆粒床層內(nèi)部安裝有電聲換能器。使用時，小直徑通道處粉塵受到超聲波的振動，由于慣性作用、凝聚作用團聚成大粒徑的粉塵，減少了含塵氣體中小于10μm的細微粉塵，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率；顆粒床層受到電聲換能器施加的振動，降低顆粒床的滲透率，同時引起粉塵在顆粒床流動過濾過程中的二次流動，提高粉塵與顆粒床過濾顆粒的碰撞概率，提高顆粒床過濾裝置的除塵效率，具有較好的工業(yè)應用前景。

還需要說明的是，實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向，并非用來限制本公開的保護范圍。貫穿附圖，相同的元素由相同或相近的附圖標記來表示。在可能導致對本公開的理解造成混淆時，將省略常規(guī)結構或構造。

并且圖中各部件的形狀和尺寸不反映真實大小和比例，而僅示意本公開實施例的內(nèi)容。另外，在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。

除非有所知名為相反之意，本說明書及所附權利要求中的數(shù)值參數(shù)是近似值，能夠根據(jù)通過本公開的內(nèi)容所得的所需特性改變。具體而言，所有使用于說明書及權利要求中表示組成的含量、反應條件等等的數(shù)字，應理解為在所有情況中是受到「約」的用語所修飾。一般情況下，其表達的含義是指包含由特定數(shù)量在一些實施例中±10％的變化、在一些實施例中±5％的變化、在一些實施例中±1％的變化、在一些實施例中±0.5％的變化。

再者，單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。

說明書與權利要求中所使用的序數(shù)例如“第一”、“第二”、“第三”等的用詞，以修飾相應的元件，其本身并不意味著該元件有任何的序數(shù)，也不代表某一元件與另一元件的順序、或是制造方法上的順序，該些序數(shù)的使用僅用來使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚區(qū)分。

可以理解的是，不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本公開要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權利要求書所反映的那樣，公開方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本公開的單獨實施例。

以上所述的具體實施例，對本公開的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本公開的具體實施例而已，并不用于限制本公開，凡在本公開的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本公開的保護范圍之內(nèi)。