[发明专利]多级声场耦合湍流场脱除燃煤烟气PM2.5的装置和方法

权利要求书

1.一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于该装置包括烟气入口(1)、粉尘出口(2)、预湍流段(3)、第一级声场(4)、湍流段(5)、第二级声场(6)、第三级声场(7)、第四级声场(8)、烟气出口(9)、信号发生器(10)、功率放大器(11)、压缩式驱动器(12)、渐扩段(13)和超声波发生器(14)、超声波换能器(15)；其中，该装置内的流道主体下方为预湍流段(3)，在预湍流段(3)的上面从下至上分别为第一级声场(4)、第二级声场(6)、第三级声场(7)、第四级声场(8)，在第一级声场(4)与第二级声场(6)之间、第二级声场(6)与第三级声场(7)之间、第三级声场(7)与第四级声场(8)之间分别设有湍流段(5)，在第四级声场(8)的上部为烟气出口(9)，在预湍流段(3)的下部为烟气入口(1)，在该装置的底部为粉尘出口(2)。

2.根据权利要求1所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的预湍流段(3)由上下两排湍流圆柱组成，在流道内上下交错布置。

3.根据权利要求1所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的湍流段(5)由若干弧形扰流叶片相隔一定的距离排列组成。

4.根据权利要求1所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的湍流段(5)，叶片曲率半径为20mm-50mm，叶片与该装置内流道的夹角设置为60°～80°。

5.根据权利要求1所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的第一级声场(4)，在该段设有两个超声波换能器(15)，该超声波换能器(15)与超声波发生器(14)连接，组成超声波发生装置。

6.根据权利要求5所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的超声波换能器(15)，其声波频率为20kHz，声压级为135dB～148dB。

7.根据权利要求1所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于在所述的第二级声场(6)、第三级声场(7)、第四级声场(8)处分别设有两个压缩式驱动器(12)，该压缩式驱动器(12)的输入端与功率放大器(11)连接，功率放大器(11)的输入端与信号发生器(10)连接，组成高中低频声波发生装置。

8.根据权利要求7所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的第二级声场(6)、第三级声场(7)、第四级声场(8)处分别设置的压缩式驱动器(12)，所发出的频率范围由下至上分别为9200Hz～10000Hz，4800Hz～5600Hz，1400Hz～2200Hz，声压级均为135dB～148dB。

9.根据权利要求8所述的一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置，其特征在于所述的第一级声场(4)旁的超声波换能器(15)位置，以及在第二级声场(6)、第三级声场(7)、第四级声场(8)旁的压缩式驱动器(12)的位置设有渐扩段(13)。

10.一种权利要求1所述装置的多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM2.5的方法，其特征在于：含尘烟气经烟气入口(1)进入该装置的流道主体，依次经过预湍流段(3)，第一级声场(4)，湍流段(5)，第二级声场(6)，第三级声场(7)，第四级声场(8)；烟气在经过预湍流段(3)的湍流圆柱和湍流段(5)的弧形叶片的时候发生湍流，形成湍流场，流道两侧的超声波换能器(15)发出频率为20kHz、声压级为135dB～148dB的声波，调节同一段两个超声波换能器的位置，声波在流道中形成第一级驻波声场；流道两侧的三组压缩式驱动器(12)所发出的频率范围由下至上分别为9200Hz～10000Hz，4800Hz～5600Hz，1400Hz～2200Hz，声压级均为135dB～148dB，调节同一段两个压缩式驱动器的位置，声波在流道中形成第二至第四级驻波声场，在声场和湍流场的联合作用下，绝大部分PM_2.5颗粒团聚为大颗粒，通过烟气出口(9)进入到后续的除尘设备。