[发明专利]基于声凝聚原理的燃烧能源系统细颗粒物减排装置

摘要

本发明设计了一套实现燃烧能源系统大流量烟气中细颗粒物声凝聚减排的装置。它由高压气流源、高压混气室、气流声源、号筒、耦合舱、凝聚舱、扩展舱、可移动端面、常规除尘器、数据传感控制部件、中央测控计算机以及消声、隔声部件等组成。该装置充分利用声凝聚效率随声压级增加急剧升高的原理，将三种大功率气流声源与变截面管道配套，引入隔栅结构和气声分离部件，使细颗粒物在大尺寸凝聚舱内受高强度和低谐波分量平面驻波声场的作用而迅速团聚，依靠测控计算机统一调节和优化运行参数，实现强声波从产生到作用的最佳传递效率并适应细颗粒物特性的变化，整个实现方案在减排效率、经济性、适用性、无污染和可扩展性等方面具有优势。

主权项

一种基于声凝聚原理的燃烧能源系统细颗粒物减排装置，其特征在于包括以下部件：供给高压气流的高压气流源(1)，稳定高压气流的高压混气室(2)，将高压气流能量转换为特定信号强声波的气流声源(4,5,6)，一号连接法兰(3)，将气流声源(4,5,6)辐射声波能量向下游管道输送的号筒(7)，用于实现强声共振合成的耦合舱等截面段(8)和耦合舱收缩段(9)，排出耦合舱内已利用完毕高压气流的高压气流排气口(13)，容纳烟气并使其受强声波作用的凝聚舱(11)，二号连接法兰(42)，实现高压气流与强声波分离的透声板(10)，大烟气流量条件下使凝聚舱中保持平面驻波条件的隔栅结构(39)，输入燃烧能源系统产生烟气的烟气进气口(17)和排出凝聚后烟气的烟气排气口(18)，用于辅助调节凝聚舱声学共振频率的扩展舱(44)及可移动端面(40)，调节螺杆(41)，螺杆操作机构(34)，三号连接法兰(45)，四号连接法兰(46)，扩展舱密封板(47)，用于去除大粒径团聚物的常规除尘器(20)； 高压气流源(1)的出气口与高压混气室(2)的入口密封连接，高压混气室(2)的出口通过一个一分三的管道分别与各气流声源(4,5,6)的入口密封连接，各气流声源(4,5,6)的出口通过一号连接法兰(3)与号筒(7)的入口密封连接，号筒(7)出口与耦合舱等截面段(8)的一端密封连接，耦合舱等截面段(8)的另一端与耦合舱收缩段(9)截面较大的一端密封连接，耦合舱收缩段(9)截面较小的一端通过二号连接法兰(42)与凝聚舱(11)一端密封连接，二号连接法兰(42)之间安装有透声板(10)，凝聚舱(11)另一端通过三号连接法兰(45)与扩展舱(44)密封连接，凝聚舱(11)靠近二号连接法兰(42)一端的上部设有烟气进气口(17)，靠近三号连接法兰(45)一端的下部设有烟气排气口(18)，凝聚舱(11)内安装有隔栅结构(39)，所述隔栅结构(39)位于烟气进气口(17)和烟气排气口(18)之间，扩展舱(44)内安装有可移动端面(40)，该可移动端面(40)通过调节螺杆(41)与螺杆操作机构(34)连接，螺杆操作机构(34)通过电缆与中央测控计算机(12)连接，用于控制可移动端面(40)在扩展舱(44)内左右移动，以调节凝聚舱(11)和扩展舱(44)的声学共振频率，扩展舱(44)通过安装在四号连接法兰(46)上的扩展舱密封板(47)密封，所述调节螺杆(41)穿过扩展舱密封板(47)中心开口与螺杆操作机构(34)连接，烟气排气口(18)通过连接管道与常规除尘器(20)连接，待处理的烟气经烟气进气口(17)流入，通过烟气排气口(18)经常规除尘器处理后(20)排出； 还包括气室压力传感器(21)、一号流量传感器(22)、二号流量传感器(28)、一号传声器(27)、二号传声器(33)、温度湿度传感器(29)、一号采样与粒径谱仪(32)、二号采样与粒径谱仪(35)，其中气室压力传感器(21)位于高压混气室(2)内，一号流量传感器(22)安装在高压混气室(2)出口处，分别用于测量高压气流源产生 的高压气流的压力和流量，一号传声器(27)位于耦合舱等截面段(8)内，用于测量耦合舱等截面段(8)内的声压，一号采样与粒径谱仪(32)、二号流量传感器(28)与温度湿度传感器(29)位于输送燃烧能源系统产生烟气的管道内，分别用于测量输入烟气浓度、粒径分布、流量、温度和湿度，二号传声器(33)位于凝聚舱(11)内，用于测量凝聚舱(11)内的声压，二号采样与粒径谱仪(35)位于连接烟气排气口(18)和常规除尘器(20)的管道内，用于测量输出烟气浓度和粒径分布，上述数据传感设备均通过数据线与中央测控计算机(12)相连接。