[发明专利]基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，属于污染控制设备的技术领域，尤其涉及其中一种基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置，用于对大气中颗粒物进行高效吸附团聚、沉降处理。

本发明还涉及利用上述装置进行大气颗粒物污染无害化处置的方法。

背景技术

大气颗粒物污染是国内外众多城市空气的首要污染物。大气颗粒物，尤其是细粒子，会危害人体健康，散射太阳辐射，影响地球-大气系统能量平衡，降低能见度。大气悬浮颗粒物对人体健康的影响日趋明确，可引起哮喘、肺癌、心血管疾病、新生儿畸形等健康问题。同时，大气细颗粒物(PM2.5)由于其比表面积大，更易于富集空气中的有机污染物、重金属、细菌与病毒等严重危害人们的健康的物质，对人类的寿命及生活质量有很大影响。我国空气颗粒物的粒径分布、粒子来源和具体化学组成成份之间的关系复杂，呈现大气复合型污染特征，常规除尘方法因其实现成本高、适用范围窄、除尘效率低或处理流量受限等因素已经不适用于处置该类复合型大气颗粒物污染。

大气颗粒物的粒径对雾霾、大气粉尘治理影响极大。粒径越小的粉尘，界面张力又对它的影响相对就越大，其捕集效率就越低。当尘粒极微小时，其斯托克斯数亦很小，使动能小于穿透功(Ek＜w)，惯性碰撞不再是支配性的捕集作用机理，尘粒与水滴之间的界面作用将要受到许多其他参数的控制。传统的抑尘方法的是水喷淋法，在工作过程中以旋风式、雾状水膜或帘状水膜与被粉尘接触，以达到吸附微尘的目的。但是由于粉尘处理的主要对象是150μm以下的粉尘颗粒，特别是直径5μm以下的可吸入粉尘颗粒，粒径越小的粉尘，界面张力等因素对它的影响相对就越大，其捕集效率就越低，传统的抑尘方法将不再起作用。

同时由于粉尘及大气悬浮颗粒物成分复杂，多是粒径小，比表面积大，活性强，憎水性强，易附带有毒、有害物质(例如多环芳烃、微生物等)，且在大气中的停留时间长的细小悬浮颗粒物质，传统的水喷淋法极难将大气中的颗粒污染物吸附去除、减量。

因此，研究和设计一种高效除尘除霾降尘装置及方法对大气污染治理具有重要意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置及方法，通过超声波发生器及换能器的作用，达到电能-喷雾高频振动动能的转化，使除尘装置产生的喷雾在大气中具有更复杂、动能更大的微观物理动作，实现在开放性环境中对大气悬浮颗粒物进行高效无害化脱除，尤其是对大气可吸入细颗粒物(PM2.5)的脱除效果，同时对大气环境调节干预具有积极作用。整个实现方案在除尘除霾效率、经济性、适用性、无污染和可扩展性方面具有优势。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置，其特征在于包括以下部件：将日常电能转化成特定频率、特定功率超声波电信号的超声波发生器，将超声波点信号转化为特定频率及能量的高频驱动力的超声波换能器，将上述超声波换能器的特定频率及能量的振动传导到除尘喷雾液体的胁迫振动室及不锈钢防爆堵头，产生特定水压力的水源或者水泵，能够承受该特定水压的球阀，对该类高频振动吸收较小的管材、连接件及适用于上述特定水压的全金属雾化喷嘴。所述胁迫振动室设置一路喷雾液体输入、一路喷雾液体输出及一处由与胁迫振动室连接的不锈钢防爆堵头构成的高频振动能量输入端。

上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述超声波发生器、球阀、胁迫振动室、特定管件及全金属雾化喷嘴水平放置，喷雾水水平流过装置该段区域，所述水泵、防爆堵头及超声波换能器垂直放置，其中所述防爆堵头与超声波换能器倒置竖直放置，防爆堵头作为超声波换能器与水的传导器件，满足喷雾水充分接受超声波换能器的胁迫进行振动。

进一步说，本发明中的喷雾水接受超声波换能器产生的胁迫进行振动的过程中，液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时将发生生长和崩溃的动力学过程，其产生的空化作用将进一步强化喷雾对大气颗粒物的吸附团聚效果。

更进一步说，上述过程产生的空化现象不仅强化大气颗粒物的脱除效果，还能对整个装置内进行自我清洁，保证微小污垢在空化作用下及时除去，随着喷雾一同喷出，不残留且不堵塞装置，保证装置的清洁度，进而延长其使用寿命。

上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述水泵、阀门、胁迫振动室、全金属雾化喷嘴、管材及连接件均连通且紧密连接。