帶飛灰再循環(huán)的聲波團聚脫除細顆粒物的裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙氣環(huán)保技術領域，涉及一種提高聲波團聚對含塵氣流中PM2.5的脫除 效率的裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 煤炭等化石燃料在燃燒過程中排放大量顆粒物，其中危害最大的是PM2.5。顆粒 越小，越容易吸附多環(huán)芳烴和重金屬等有害物質，且更容易深入人體呼吸系統(tǒng)，因此危害更 大。
[0003] 目前工業(yè)中常用的除塵裝置包括旋風分離器、靜電除塵器和布袋除塵器等這些設 備有較高的整體除塵效率，但是對于超細的PM2.5顆粒的脫除效率較低。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種帶飛灰再循環(huán)的聲波團聚脫除 細顆粒物的裝置和方法。
[0005] 為實現上述目的，本發(fā)明帶飛灰再循環(huán)的聲波團聚脫除細顆粒物的裝置包括聲波 團聚室、聲源、旋風子分離器、出口管道和飛灰再循環(huán)管道；所述聲波團聚室的外部設有聲 源；聲波團聚室設有煙氣進口、煙氣出口和飛灰進口，所述煙氣出口與出口管道的進口連 通，所述飛灰進口與所述飛灰再循環(huán)管道的出口連通；所述旋風子分離器設于所述出口管 道內，所述旋風子分離器的排塵口與飛灰再循環(huán)管道連通。
[0006] 進一步地，本發(fā)明所述出口管道的出口連接有除塵器。
[0007]進一步地，本發(fā)明還包括輸送風機，所述輸送風機與飛灰再循環(huán)管道連通，以用于 將所述飛灰再循環(huán)管道中的飛灰輸送回聲波團聚室內。
[0008] 進一步地，本發(fā)明所述旋風子分離器的切割粒徑為10~15ym。
[0009] 進一步地，本發(fā)明所述旋風子分離器由擋板替代，所述出口管道與飛灰再循環(huán)管 道連通，所述擋板用于使撞擊到該擋板上的飛灰進入到所述飛灰再循環(huán)管道中。
[0010] 進一步地，本發(fā)明還包括輸送風機，所述輸送風機與飛灰再循環(huán)管道連通，以用于 將所述飛灰再循環(huán)管道中的飛灰輸送回聲波團聚室內。
[0011] 使用本發(fā)明的裝置對煙氣中的細顆粒物的排放進行控制的方法包括：
[0012] 由所述煙氣進口進入聲波團聚室內的煙氣中的細顆粒物和由所述飛灰進口進入 聲波團聚室內的煙氣中的飛灰，在聲波作用下發(fā)生團聚而形成大粒徑的飛灰，然后隨煙氣 進入所述出口管道；所述出口管道內的一部分飛灰隨煙氣氣流由所述出口管道的出口輸 出，另一部分飛灰進入旋風子分離器進行分離；經旋風子分離器分離后，由旋風子分離器的 排塵口送出的飛灰經由飛灰再循環(huán)管道而返回聲波團聚室內，由旋風子分離器的排氣口排 放到所述出口管道內的飛灰則與出口管道內未進入旋風子分離器的飛灰一起隨煙氣氣流 由所述出口管道的出口輸出。
[0013] 進一步地，在本發(fā)明中，所述飛灰再循環(huán)管道內的飛灰在輸送風機的作用下被輸 送回至聲波團聚室內。
[0014] 進一步地，在本發(fā)明中，經所述出口管道的出口排出的飛灰隨煙氣進入除塵器進 行除塵處理，經除塵后的煙氣通過與所述除塵器連通的煙氣出口管道排出。
[0015] 進一步地，在本發(fā)明中，由所述煙氣進口進入聲波團聚室內的煙氣在聲場中的停 留時間為2~5s。
[0016] 與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] (1)本發(fā)明裝置將經過聲波團聚后的煙氣中少量大顆粒飛灰送回至聲波團聚室， 以提尚PM2.5的團聚效率，最終達到尚效脫除PM2.5的目的。
[0018] (2)提高細顆粒物除塵效率：采用聲波團聚結合飛灰再循環(huán)作用對燃煤電廠排煙 等含塵煙氣進行處理，將少量大顆粒飛灰送回到聲波團聚室中，可提高煙氣中細顆粒物的 聲波團聚效率，結合后續(xù)的除塵器，達到高效脫除PM2.5細顆粒物的目的。根據試驗和理論 計算，大約可以提尚40%的PM2.5的脫除效率。
[0019] (3)降低聲波團聚的能耗：采用聲波團聚結合飛灰再循環(huán)作用脫除細顆粒物的方 法，相比一般的聲波團聚方法，在達到同等團聚效率時，聲壓級可以大幅降低，因此可以有 效降低聲波團聚的能耗。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明裝置的一種實施方式的結構示意圖；
[0021] 圖2是氣溶膠分散度對團聚效果的影響。
[0022] 圖中：1.煙氣進口管道、2.聲波團聚室、3.聲源、4.旋風子分離器、5.輸送風機、 6.除塵器、7.煙氣出口管道、8.飛灰再循環(huán)管道、9.出口管道。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明的聲波團聚理論和試驗依據如下：
[0024] 在聲波團聚過程中加入大顆粒飛灰，可以充當"團聚核"，促進細顆粒物的團聚，提 高細顆粒物的團聚效率，因此可以提高煙氣中PM2.5的脫除效率。
[0025] (1)聲波團聚核函數，其定義為單位體積內、單位顆粒數密度的兩種顆粒之間在單 位時間內發(fā)生團聚的次數。i和j顆粒之間的團聚核函數可表示為
【主權項】
1. 一種帶飛灰再循環(huán)的聲波團聚脫除細顆粒物的裝置，其特征在于：包括聲波團聚室 (2)、聲源（3)、旋風子分離器（4)、出口管道（9)和飛灰再循環(huán)管道（8);所述聲波團聚室（2) 的外部設有聲源（3);聲波團聚室（2)設有煙氣進口、煙氣出口和飛灰進口，所述煙氣出口與 出口管道（9)的進口連通，所述飛灰進口與所述飛灰再循環(huán)管道（8)的出口連通；所述旋風 子分離器設于所述出口管道（9 )內，所述旋風子分離器（4 )的排塵口與飛灰再循環(huán)管道（8 ) 連通。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述出口管道（9)的出口連接有除塵器 (6)〇
3. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：還包括輸送風機（5)，所述輸送風機 (5)與飛灰再循環(huán)管道（8)連通，以用于將所述飛灰再循環(huán)管道（8)中的飛灰輸送回聲波團 聚室（2)內。
4. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特性在于：所述旋風子分離器（4)的切割粒徑 為 10 ~15ym〇
5. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：所述旋風子分離器（4)由擋板替代， 所述出口管道與飛灰再循環(huán)管道（8)連通，所述擋板用于使撞擊到該擋板上的飛灰進入到 所述飛灰再循環(huán)管道（8)中。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于：還包括輸送風機（5)，所述輸送風機（5) 與飛灰再循環(huán)管道（8)連通，以用于將所述飛灰再循環(huán)管道（8)中的飛灰輸送回聲波團聚 室（2)內。
7. -種使用權利要求1的裝置對煙氣中的細顆粒物的排放進行控制的方法，其特征 在于，包括： 由所述煙氣進口進入聲波團聚室（2)內的煙氣中的細顆粒物和由所述飛灰進口進入聲 波團聚室（2)內的煙氣中的飛灰，在聲波作用下發(fā)生團聚而形成大粒徑的飛灰，然后隨煙氣 進入所述出口管道（9);所述出口管道（9)內的一部分飛灰隨煙氣氣流由所述出口管道（9) 的出口輸出，另一部分飛灰進入旋風子分離器（4)進行分離；經旋風子分離器（4)分離后， 由旋風子分離器（4)的排塵口送出的飛灰經由飛灰再循環(huán)管道（8)而返回聲波團聚室（2) 內，由旋風子分離器（4 )的排氣口排放到所述出口管道（9 )內的飛灰則與出口管道（9 )內未 進入旋風子分離器（4)的飛灰一起隨煙氣氣流由所述出口管道（9)的出口輸出。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述飛灰再循環(huán)管道（8)內的飛灰在輸 送風機（5)的作用下被輸送回至聲波團聚室（2)內。
9. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于：經所述出口管道（9 )的出口排出的 飛灰隨煙氣進入除塵器（6)進行除塵處理，經除塵后的煙氣通過與所述除塵器（6)連通的 煙氣出口管道（7)排出。
10. 根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于：由所述煙氣進口進入聲波團聚室 (2)內的煙氣在聲場中的停留時間為2~5s。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶飛灰再循環(huán)的聲波團聚脫除細顆粒物的裝置和方法。它包括聲波團聚室、聲源、旋風子分離器、出口管道和飛灰再循環(huán)管道；所述聲波團聚室的外部設有聲源；聲波團聚室設有煙氣進口、煙氣出口和飛灰進口，所述煙氣出口與出口管道的進口連通，所述飛灰進口與所述飛灰再循環(huán)管道的出口連通；所述旋風子分離器設于所述出口管道內，所述旋風子分離器的排塵口與飛灰再循環(huán)管道連通。本發(fā)明可大大提高煙氣中細顆粒物的團聚效率，結合后續(xù)的常規(guī)除塵器，達到高效脫除PM2.5的目的，從而控制細顆粒物的排放。
【IPC分類】B01D45-12, B01D50-00, B01D45-08, B01D51-08
【公開號】CN104689675
【申請?zhí)枴緾N201510075246
【發(fā)明人】張光學, 朱穎杰, 王進卿, 徐鴻, 池作和
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月12日