一种热声驱动的悬浮颗粒迁移脱除装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种烟气中悬浮颗粒迀移脱除装置，具体涉及一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置。
【背景技术】
[0002]随着能源消耗的增加，燃料燃烧向大气中排放大量的悬浮颗粒物。像空气动力学直径小于2.5 μπι的几何尺寸过小的悬浮颗粒，传统的颗粒脱除装置如旋风除尘器等难以完全清除。声波能够分离出烟气中的悬浮颗粒，是一种有效的脱除烟气中小尺寸悬浮颗粒物的悬浮颗粒物脱除方法。与之相关的悬浮颗粒物脱除方法的发展创新有利于对大气中悬浮颗粒如ΡΜ2.5的污染物控制。声波，特别是声驻波，能够激发暴露在声场中的小尺寸悬浮颗粒相互接触或碰撞构成尺寸较大的悬浮颗粒。这些较大的悬浮颗粒可以通过传统颗粒脱除设备进行清除。到目前为止国内外许多研究人员针对该技术已经进行了大量的研究，相关技术一般称为声波团聚技术。研究结果一方面证明了声波团聚技术是一种有效的能够促进小尺寸悬浮颗粒物从气体中脱除的技术；另一方面也提出了在工业上应用该技术的同时需要消耗大量的声能。而为产生足够的声能也需要消耗大量的其它形式能量，如电声换能器消耗的电能等。
[0003]热声转换技术是一种利用温度梯度由热能直接产生声能的能量控制与转换技术。能够利用比电能品位更低的热能，如废热/冷、太阳能热等热源。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术的不足，本发明提供一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，利用高低温热源通过温度梯度产生声能的能量转化过程驱动悬浮颗粒的迀移脱除。
[0005]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明提供的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，该装置包括:高温端，热声回热器，低温端，声管，共振腔，处理烟气声腔，通声阻气隔膜；所述的高温端，热声回热器，低温端位于声管内，所述声管和共振腔相连；所述通声阻气隔膜位于共振腔内且将共振腔分割成两部分，分割后，位于共振腔内靠近声管的一部分与声管相连，另一部分为处理烟气声腔；烟气引入处理烟气声腔，经声管输入的声波处理后，声波处理后的烟气被引出。
[0006]所述共振腔与声管的匹配要满足热声转换过程产生的最大声压的声波频率为烟气中悬浮颗粒受声波作用而团聚变大的最佳频率。
[0007]所述处理烟气声腔，其体积在保证热声转换过程顺利进行的条件下，体积设计为偏大。
[0008]有益效果:本发明将热声转换系统和声波团聚颗粒技术结合，形成由热能直接驱动的烟气中悬浮颗粒的去除方法，有以下有益效果:
[0009]I)直接利用热源作为声波去除悬浮颗粒的能量来源，能实现在工业上大规模使用声波去除烟气中悬浮颗粒的技术过程中直接利用比电能品位更低的热能来直接产生声波，有利于把低品位热源或废热、废冷作为主要能源用于去除工业排放烟气中的悬浮颗粒。
[0010]2)对于煤电、冶金等场所而言，能够整合利用设备本身具有的废热，基于热声转换技术产生的大量声能用于去除企业本身需要排放的大量烟尘，有利于企业“节能减排”的实施。
【附图说明】
[0011]图1是本法发明实施的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置示意图；
[0012]图中有:高温端1，热声回热器2，低温端3，声管4，共振腔5，处理烟气声腔5-1，通声阻气隔膜6，烟气7，声波处理后的烟气8。
【具体实施方式】
[0013]本实施例的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，如图1所示，包括:高温端1，热声回热器2，低温端3，共振腔5，声管4，处理烟气声腔5-1，通声阻气薄膜6 ;所述高温端1、热声回热器2和低温端3位于声管4内，所述声管4和共振腔5相连；所述通声阻气薄膜6分割共振腔5，分割位置位于共振腔5内且靠近声管的位置；所述处理烟气声腔5-1为通声阻气隔膜6和共振腔5组成的封闭声腔；所述烟气7引入烟气声腔5-1，经声波处理后引出。
[0014]所述高温端1、热声回热器2、低温端3、共振腔5、和声管4的匹配原则满足热声转换过程产生的最大声压的声波频率为烟气中悬浮颗粒受声波作用而团聚变大的最佳频率；所述高温端的温度大于低温端的温度。
[0015]在保证热声转换过程顺利进行的条件下，所述处理烟气声腔5-1的体积参数设计为偏大。
[0016]上述的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除方法的工作原理及过程是:高温端I和低温端3使热声回热器2产生由高温端指向低温端的温度梯度并且在共振腔5和声管4的阻抗匹配下，在共振腔内产生声波。通入共振腔内的烟气7在声波对小尺寸悬浮颗粒团聚的作用下，小颗粒变为大颗粒。以声波团聚技术中颗粒团聚的最佳声波频率为热声转换系统设计的初始频率参数，实现声波团聚技术和热声转换技术的最佳声学匹配。较大体积的烟气声腔5-1便于容纳更多的烟气，实现大量悬浮颗粒的同步清除以及在消耗单位声能时增大烟气的处理量。
[0017]所述的通声阻气薄膜6的材料为聚酯薄膜，主要原料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。一般厚度为12 μπι，有利于声波的穿透，减少声波损失。具有耐高温、耐低温、耐摩擦、刚性高、气密性好等优点。机械性能优良，在随声波高频率振动时，物理和化学特性不易改变。
[0018]实施例中，能够实现在共振腔5内形成多个波腹和波节的驻波，共振腔5内为一维声驻波。
【主权项】
1.一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，其特征在于该装置包括:高温端(I)，热声回热器⑵，低温端(3)，声管(4)，共振腔(5)，处理烟气声腔(5-1)，通声阻气隔膜(6);所述的高温端(I)，热声回热器(2)，低温端(3)位于声管⑷内，所述声管⑷和共振腔(5)相连；所述通声阻气隔膜(6)位于共振腔(5)内且将共振腔(5)分割成两部分，分割后，位于共振腔(5)内靠近声管(4)的一部分与声管(4)相连，另一部分为处理烟气声腔(5-1)；烟气(7)引入处理烟气声腔(5-1)，经声管(4)输入的声波处理后，声波处理后的烟气(8)被引出。2.根据权利要求1所述的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，其特征在于所述共振腔(5)与声管(4)的匹配要满足热声转换过程产生的最大声压的声波频率为烟气中悬浮颗粒受声波作用而团聚变大的最佳频率。3.根据权利要求1或2所述的一种热声驱动的悬浮颗粒迀移脱除装置，其特征在于所述处理烟气声腔(5-1)，其体积在保证热声转换过程顺利进行的条件下，体积设计为偏大。
【专利摘要】本发明公开了一种热声驱动的悬浮颗粒迁移脱除装置，该装置包括：高温端(1)，热声回热器(2)，低温端(3)，声管(4)，共振腔(5)，处理烟气声腔(5-1)，通声阻气隔膜(6)；所述的高温端(1)，热声回热器(2)，低温端(3)位于声管(4)内，所述声管(4)和共振腔(5)相连；所述通声阻气隔膜(6)位于共振腔(5)内且将共振腔(5)分割成两部分，分割后，位于共振腔(5)内靠近声管(4)的一部分与声管(4)相连，另一部分为处理烟气声腔(5-1)；烟气(7)引入处理烟气声腔(5-1)，经声管(4)输入的声波处理后，声波处理后的烟气(8)被引出。本发明具有将热源直接作为能量源经热声转换过程和声波团聚过程直接去除烟气中悬浮颗粒的优点。
【IPC分类】B01D51/08
【公开号】CN105107334
【申请号】CN201510608994
【发明人】乔正辉, 黄亚继, 董卫, 程梅, 周树青
【申请人】东南大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月22日