[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

说明书

本发明公开了一种多级声场耦合湍流场脱除燃煤烟气PM_2.5的装置和方法。该装置内的流道主体下方为预湍流段(3)，在预湍流段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)，在第一级声场与第二级声场之间、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)。通过四级声场和湍流场的协同作用，大大提高了PM_2.5的团聚效率，能够将绝大部分PM_2.5团聚为大颗粒物，在此基础上结合后续除尘设备能够将PM_2.5基本脱除，从而实现PM_2.5的超低排放。

技术领域

本发明属于污染物清除设备及清除技术领域，特别涉及一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置和方法。

背景技术

煤炭等化石燃料的燃烧会释放大量的细颗粒物，造成颗粒物污染，其中PM_2.5的危害最严重，它的粒径小于2.5μm，表面极易富集各种有害气体、重金属和多环芳烃等强致癌污染物，PM_2.5进入人体后，会沉积于肺泡区，进入血液，影响生殖系统的正常功能，带来致癌、致畸、致突变，同时PM_2.5也是灰霾天气能见度降低的主要原因，严重阻碍了人们的出行。

针对日益严重的颗粒物污染，燃煤电厂普遍安装了相应的除尘设备，包括机械分离器、袋式除尘器、静电除尘器和湿式静电除尘器。虽然这些除尘设备对颗粒物具有较高的除尘效率，但是对细颗粒物，尤其是PM_2.5的脱除效率普遍不高，造成PM_2.5颗粒大量进入大气，严重危害人类健康。

为了能够高效的脱除PM_2.5等细颗粒物，需要采用预处理技术先将PM2.5颗粒团聚成大颗粒物，然后进入常规除尘设备，然而单频声场对颗粒物的团聚效果有限。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种多级声场耦合湍流场联合作用脱除燃煤烟气PM_2.5的装置及方法，将低中高频声波、超声波四种频率的四级声场与多个湍流场结合，多频率声场对不同烟气参数和不同颗粒物条件的适应性强，能够最大程度上提高声波对PM_2.5的团聚效率，另外配合多个湍流场，增加对烟气的扰动，使烟气中颗粒物的碰撞概率再次提高，进一步提高了PM_2.5的团聚效率，通过双场结合，能够将绝大部分的PM_2.5颗粒团聚为大颗粒，增加了后续除尘设备对颗粒物的脱除效率，实现了PM_2.5的超低排放。

技术方案：本发明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的装置包括烟气入口、粉尘出口、预湍流段、第一级声场、湍流段、第二级声场、第三级声场、第四级声场、烟气出口、信号发生器、功率放大器、压缩式驱动器、渐扩段和超声波发生器、超声波换能器；其中，该装置内的流道主体下方为预湍流段，在预湍流段的上面从下至上分别为第一级声场、第二级声场、第三级声场、第四级声场，在第一级声场与第二级声场之间、第二级声场与第三级声场之间、第三级声场与第四级声场之间分别设有湍流段，在第四级声场的上部为烟气出口，在预湍流段的下部为烟气入口，在该装置的底部为粉尘出口。

其中，

所述的预湍流段由上下两排湍流圆柱组成，在流道内上下交错布置。

所述的湍流段由若干弧形扰流叶片相隔一定的距离排列组成。

所述的湍流段，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°。

所述的第一级声场，在该段设有两个超声波换能器，该超声波换能器与超声波发生器连接，组成超声波发生装置。