一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒遷移脫除裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣中懸浮顆粒迀移脫除裝置，具體涉及一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源消耗的增加，燃料燃燒向大氣中排放大量的懸浮顆粒物。像空氣動力學直徑小于2.5 μπι的幾何尺寸過小的懸浮顆粒，傳統(tǒng)的顆粒脫除裝置如旋風除塵器等難以完全清除。聲波能夠分離出煙氣中的懸浮顆粒，是一種有效的脫除煙氣中小尺寸懸浮顆粒物的懸浮顆粒物脫除方法。與之相關(guān)的懸浮顆粒物脫除方法的發(fā)展創(chuàng)新有利于對大氣中懸浮顆粒如ΡΜ2.5的污染物控制。聲波，特別是聲駐波，能夠激發(fā)暴露在聲場中的小尺寸懸浮顆粒相互接觸或碰撞構(gòu)成尺寸較大的懸浮顆粒。這些較大的懸浮顆?？梢酝ㄟ^傳統(tǒng)顆粒脫除設(shè)備進行清除。到目前為止國內(nèi)外許多研究人員針對該技術(shù)已經(jīng)進行了大量的研究，相關(guān)技術(shù)一般稱為聲波團聚技術(shù)。研究結(jié)果一方面證明了聲波團聚技術(shù)是一種有效的能夠促進小尺寸懸浮顆粒物從氣體中脫除的技術(shù)；另一方面也提出了在工業(yè)上應用該技術(shù)的同時需要消耗大量的聲能。而為產(chǎn)生足夠的聲能也需要消耗大量的其它形式能量，如電聲換能器消耗的電能等。
[0003]熱聲轉(zhuǎn)換技術(shù)是一種利用溫度梯度由熱能直接產(chǎn)生聲能的能量控制與轉(zhuǎn)換技術(shù)。能夠利用比電能品位更低的熱能，如廢熱/冷、太陽能熱等熱源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，利用高低溫熱源通過溫度梯度產(chǎn)生聲能的能量轉(zhuǎn)化過程驅(qū)動懸浮顆粒的迀移脫除。
[0005]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，該裝置包括:高溫端，熱聲回熱器，低溫端，聲管，共振腔，處理煙氣聲腔，通聲阻氣隔膜；所述的高溫端，熱聲回熱器，低溫端位于聲管內(nèi)，所述聲管和共振腔相連；所述通聲阻氣隔膜位于共振腔內(nèi)且將共振腔分割成兩部分，分割后，位于共振腔內(nèi)靠近聲管的一部分與聲管相連，另一部分為處理煙氣聲腔；煙氣引入處理煙氣聲腔，經(jīng)聲管輸入的聲波處理后，聲波處理后的煙氣被引出。
[0006]所述共振腔與聲管的匹配要滿足熱聲轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生的最大聲壓的聲波頻率為煙氣中懸浮顆粒受聲波作用而團聚變大的最佳頻率。
[0007]所述處理煙氣聲腔，其體積在保證熱聲轉(zhuǎn)換過程順利進行的條件下，體積設(shè)計為偏大。
[0008]有益效果:本發(fā)明將熱聲轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和聲波團聚顆粒技術(shù)結(jié)合，形成由熱能直接驅(qū)動的煙氣中懸浮顆粒的去除方法，有以下有益效果:
[0009]I)直接利用熱源作為聲波去除懸浮顆粒的能量來源，能實現(xiàn)在工業(yè)上大規(guī)模使用聲波去除煙氣中懸浮顆粒的技術(shù)過程中直接利用比電能品位更低的熱能來直接產(chǎn)生聲波，有利于把低品位熱源或廢熱、廢冷作為主要能源用于去除工業(yè)排放煙氣中的懸浮顆粒。
[0010]2)對于煤電、冶金等場所而言，能夠整合利用設(shè)備本身具有的廢熱，基于熱聲轉(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生的大量聲能用于去除企業(yè)本身需要排放的大量煙塵，有利于企業(yè)“節(jié)能減排”的實施。
【附圖說明】
[0011]圖1是本法發(fā)明實施的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置示意圖；
[0012]圖中有:高溫端1，熱聲回熱器2，低溫端3，聲管4，共振腔5，處理煙氣聲腔5-1，通聲阻氣隔膜6，煙氣7，聲波處理后的煙氣8。
【具體實施方式】
[0013]本實施例的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，如圖1所示，包括:高溫端1，熱聲回熱器2，低溫端3，共振腔5，聲管4，處理煙氣聲腔5-1，通聲阻氣薄膜6 ;所述高溫端1、熱聲回熱器2和低溫端3位于聲管4內(nèi)，所述聲管4和共振腔5相連；所述通聲阻氣薄膜6分割共振腔5，分割位置位于共振腔5內(nèi)且靠近聲管的位置；所述處理煙氣聲腔5-1為通聲阻氣隔膜6和共振腔5組成的封閉聲腔；所述煙氣7引入煙氣聲腔5-1，經(jīng)聲波處理后引出。
[0014]所述高溫端1、熱聲回熱器2、低溫端3、共振腔5、和聲管4的匹配原則滿足熱聲轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生的最大聲壓的聲波頻率為煙氣中懸浮顆粒受聲波作用而團聚變大的最佳頻率；所述高溫端的溫度大于低溫端的溫度。
[0015]在保證熱聲轉(zhuǎn)換過程順利進行的條件下，所述處理煙氣聲腔5-1的體積參數(shù)設(shè)計為偏大。
[0016]上述的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除方法的工作原理及過程是:高溫端I和低溫端3使熱聲回熱器2產(chǎn)生由高溫端指向低溫端的溫度梯度并且在共振腔5和聲管4的阻抗匹配下，在共振腔內(nèi)產(chǎn)生聲波。通入共振腔內(nèi)的煙氣7在聲波對小尺寸懸浮顆粒團聚的作用下，小顆粒變?yōu)榇箢w粒。以聲波團聚技術(shù)中顆粒團聚的最佳聲波頻率為熱聲轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計的初始頻率參數(shù)，實現(xiàn)聲波團聚技術(shù)和熱聲轉(zhuǎn)換技術(shù)的最佳聲學匹配。較大體積的煙氣聲腔5-1便于容納更多的煙氣，實現(xiàn)大量懸浮顆粒的同步清除以及在消耗單位聲能時增大煙氣的處理量。
[0017]所述的通聲阻氣薄膜6的材料為聚酯薄膜，主要原料是聚對苯二甲酸乙二醇酯。一般厚度為12 μπι，有利于聲波的穿透，減少聲波損失。具有耐高溫、耐低溫、耐摩擦、剛性高、氣密性好等優(yōu)點。機械性能優(yōu)良，在隨聲波高頻率振動時，物理和化學特性不易改變。
[0018]實施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)在共振腔5內(nèi)形成多個波腹和波節(jié)的駐波，共振腔5內(nèi)為一維聲駐波。
【主權(quán)項】
1.一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，其特征在于該裝置包括:高溫端(I)，熱聲回熱器⑵，低溫端(3)，聲管(4)，共振腔(5)，處理煙氣聲腔(5-1)，通聲阻氣隔膜(6);所述的高溫端(I)，熱聲回熱器(2)，低溫端(3)位于聲管⑷內(nèi)，所述聲管⑷和共振腔(5)相連；所述通聲阻氣隔膜(6)位于共振腔(5)內(nèi)且將共振腔(5)分割成兩部分，分割后，位于共振腔(5)內(nèi)靠近聲管(4)的一部分與聲管(4)相連，另一部分為處理煙氣聲腔(5-1)；煙氣(7)引入處理煙氣聲腔(5-1)，經(jīng)聲管(4)輸入的聲波處理后，聲波處理后的煙氣(8)被引出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，其特征在于所述共振腔(5)與聲管(4)的匹配要滿足熱聲轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生的最大聲壓的聲波頻率為煙氣中懸浮顆粒受聲波作用而團聚變大的最佳頻率。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒迀移脫除裝置，其特征在于所述處理煙氣聲腔(5-1)，其體積在保證熱聲轉(zhuǎn)換過程順利進行的條件下，體積設(shè)計為偏大。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱聲驅(qū)動的懸浮顆粒遷移脫除裝置，該裝置包括：高溫端(1)，熱聲回熱器(2)，低溫端(3)，聲管(4)，共振腔(5)，處理煙氣聲腔(5-1)，通聲阻氣隔膜(6)；所述的高溫端(1)，熱聲回熱器(2)，低溫端(3)位于聲管(4)內(nèi)，所述聲管(4)和共振腔(5)相連；所述通聲阻氣隔膜(6)位于共振腔(5)內(nèi)且將共振腔(5)分割成兩部分，分割后，位于共振腔(5)內(nèi)靠近聲管(4)的一部分與聲管(4)相連，另一部分為處理煙氣聲腔(5-1)；煙氣(7)引入處理煙氣聲腔(5-1)，經(jīng)聲管(4)輸入的聲波處理后，聲波處理后的煙氣(8)被引出。本發(fā)明具有將熱源直接作為能量源經(jīng)熱聲轉(zhuǎn)換過程和聲波團聚過程直接去除煙氣中懸浮顆粒的優(yōu)點。
【IPC分類】B01D51/08
【公開號】CN105107334
【申請?zhí)枴緾N201510608994
【發(fā)明人】喬正輝, 黃亞繼, 董衛(wèi), 程梅, 周樹青
【申請人】東南大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月22日