本发明专利技术提供了基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置及方法，属于大气污染控制技术领域。本装置包括出水喷雾模块(3)、不锈钢胁迫振动区(5)和进水区(8)三个功能模块及其所含组成零件。本发明专利技术的主要技术特征是，由超声波发生器及超声波换能器实现电-高频振动的能量转换，同时一定压力的水经过进水区、胁迫振动室及出水喷雾模块形成具有高频振动及其他微观动作的喷雾，直接喷射作用于大气中。喷雾液滴通过被高频振动强化提升与颗粒物惯性碰撞几率、减小穿透功的过程，高效捕集、团聚脱除大气中颗粒物，改善大气环境。本装置采用湿式除尘法，无二次污染，同时采用开放式除尘方法，作用区域广，适用性强，颗粒物捕集效率高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，属于大气污染控制
。本装置包括出水喷雾模块(3)、不锈钢胁迫振动区(5)和进水区(8)三个功能模块及其所含组成零件。本专利技术的主要技术特征是，由超声波发生器及超声波换能器实现电-高频振动的能量转换，同时一定压力的水经过进水区、胁迫振动室及出水喷雾模块形成具有高频振动及其他微观动作的喷雾，直接喷射作用于大气中。喷雾液滴通过被高频振动强化提升与颗粒物惯性碰撞几率、减小穿透功的过程，高效捕集、团聚脱除大气中颗粒物，改善大气环境。本装置采用湿式除尘法，无二次污染，同时采用开放式除尘方法，作用区域广，适用性强，颗粒物捕集效率高。【专利说明】
本专利技术涉及环保领域，属于污染控制设备的
，尤其涉及其中一种基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置，用于对大气中颗粒物进行高效吸附团聚、沉降处理。 本专利技术还涉及利用上述装置进行大气颗粒物污染无害化处置的方法。
技术介绍
大气颗粒物污染是国内外众多城市空气的首要污染物。大气颗粒物，尤其是细粒子，会危害人体健康，散射太阳辐射，影响地球-大气系统能量平衡，降低能见度。大气悬浮颗粒物对人体健康的影响日趋明确，可引起哮喘、肺癌、心血管疾病、新生儿畸形等健康问题。同时，大气细颗粒物(PM2.5)由于其比表面积大，更易于富集空气中的有机污染物、重金属、细菌与病毒等严重危害人们的健康的物质，对人类的寿命及生活质量有很大影响。我国空气颗粒物的粒径分布、粒子来源和具体化学组成成份之间的关系复杂，呈现大气复合型污染特征，常规除尘方法因其实现成本高、适用范围窄、除尘效率低或处理流量受限等因素已经不适用于处置该类复合型大气颗粒物污染。 大气颗粒物的粒径对雾霾、大气粉尘治理影响极大。粒径越小的粉尘，界面张力又对它的影响相对就越大，其捕集效率就越低。当尘粒极微小时，其斯托克斯数亦很小，使动能小于穿透功(Ek < w)，惯性碰撞不再是支配性的捕集作用机理，尘粒与水滴之间的界面作用将要受到许多其他参数的控制。传统的抑尘方法的是水喷淋法，在工作过程中以旋风式、雾状水膜或帘状水膜与被粉尘接触，以达到吸附微尘的目的。但是由于粉尘处理的主要对象是150μπι以下的粉尘颗粒，特别是直径5μπι以下的可吸入粉尘颗粒，粒径越小的粉尘，界面张力等因素对它的影响相对就越大，其捕集效率就越低，传统的抑尘方法将不再起作用。 同时由于粉尘及大气悬浮颗粒物成分复杂，多是粒径小，比表面积大，活性强，憎水性强，易附带有毒、有害物质(例如多环芳烃、微生物等)，且在大气中的停留时间长的细小悬浮颗粒物质，传统的水喷淋法极难将大气中的颗粒污染物吸附去除、减量。 因此，研究和设计一种高效除尘除霾降尘装置及方法对大气污染治理具有重要意义。
技术实现思路
专利技术目的:针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了，通过超声波发生器及换能器的作用，达到电能-喷雾高频振动动能的转化，使除尘装置产生的喷雾在大气中具有更复杂、动能更大的微观物理动作，实现在开放性环境中对大气悬浮颗粒物进行高效无害化脱除，尤其是对大气可吸入细颗粒物(ΡΜ2.5)的脱除效果，同时对大气环境调节干预具有积极作用。整个实现方案在除尘除霾效率、经济性、适用性、无污染和可扩展性方面具有优势。 技术方案:为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为: 基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置，其特征在于包括以下部件:将日常电能转化成特定频率、特定功率超声波电信号的超声波发生器，将超声波点信号转化为特定频率及能量的高频驱动力的超声波换能器，将上述超声波换能器的特定频率及能量的振动传导到除尘喷雾液体的胁迫振动室及不锈钢防爆堵头，产生特定水压力的水源或者水泵，能够承受该特定水压的球阀，对该类高频振动吸收较小的管材、连接件及适用于上述特定水压的全金属雾化喷嘴。所述胁迫振动室设置一路喷雾液体输入、一路喷雾液体输出及一处由与胁迫振动室连接的不锈钢防爆堵头构成的高频振动能量输入端。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述超声波发生器、球阀、胁迫振动室、特定管件及全金属雾化喷嘴水平放置，喷雾水水平流过装置该段区域，所述水泵、防爆堵头及超声波换能器垂直放置，其中所述防爆堵头与超声波换能器倒置竖直放置，防爆堵头作为超声波换能器与水的传导器件，满足喷雾水充分接受超声波换能器的胁迫进行振动。 进一步说，本专利技术中的喷雾水接受超声波换能器产生的胁迫进行振动的过程中，液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时将发生生长和崩溃的动力学过程，其产生的空化作用将进一步强化喷雾对大气颗粒物的吸附团聚效果。 更进一步说，上述过程产生的空化现象不仅强化大气颗粒物的脱除效果，还能对整个装置内进行自我清洁，保证微小污垢在空化作用下及时除去，随着喷雾一同喷出，不残留且不堵塞装置，保证装置的清洁度，进而延长其使用寿命。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述水泵、阀门、胁迫振动室、全金属雾化喷嘴、管材及连接件均连通且紧密连接。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述超声波换能器与防爆堵头用超声波换能器专用环氧乙烯胶进行胶接，要求胶层均匀、不缺胶和不允许有裂缝，使超声能量最大限度地向喷雾液体中传输。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，全金属雾化喷嘴为一头、两头或多头金属全金属雾化喷嘴，喷嘴根据实际需要进行匹配选择，喷淋角度以适应实际环境条件为准，与胁迫振动室通过连接件紧密连接。 进一步说，上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置采用的全金属雾化喷嘴是一种能够将液体雾化喷出，而均匀悬浮于空气中的一种装置。其工作原理是通过内部压力，将内部的液体挤压进入喷嘴中，喷嘴内部放置有一块铁片，高速流动的液体撞击在铁片上，反弹后形成直径主要为15-60微米左右的雾化颗粒，并通过喷嘴出口喷出，产生喷雾。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，所述全金属雾化喷嘴及其连接件组成的喷雾组件个数、拼接形状可根据环境需要改变，使其具有良好的环境适应性，体现良好的除尘效果，每隔五个喷雾组件中间增加一个上述的胁迫振动室，同时增加一个上述的与特定频率功率匹配的超声波换能器及防爆堵头。所述由五个喷雾组件、胁迫振动室、超声波换能器及防爆堵头构成除尘子单元。所述出水喷雾模块包括若干个除尘子单元，所述除尘子单元均设置开合切断装置。 上述的基于电-高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置中，其脱除大气悬浮颗粒物的原理之一是惯性碰撞理论，惯性碰撞理论的核心是当尘粒随气流运动时，由于惯性，尘粒会横穿过气流与水滴碰撞，其重要参数是斯托克数St: St = pp*Dp*V*C/9ug*Dd 上述模型中各参数表示: St-斯托克数；P P-尘粒的密度；Dp_尘粒的直径；V-水滴的最终速度；C_坎宁安参数；μ g_空气的粘度；；Dd_水滴的直径。 当尘粒较大时，上述模型的计算结果更接近实际情况，然而随着粉尘粒径的逐渐减小，斯托克数不断变小，惯性作用逐渐相对减弱。在微小颗粒情况下，惯性碰本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于电‑高频振动转化的超声波强化雾化喷淋除霾降尘装置，其特征在于包括以下部件：超声波发生器、超声波换能器、水源或者水泵、球阀、胁迫振动室、不锈钢防爆堵头、管材、连接件、全金属雾化喷嘴。所述胁迫振动室设置一路喷雾液体输入、一路喷雾液体输出及一处由与胁迫振动室连接的不锈钢防爆堵头构成的高频振动能量输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李春龙，胡杨，李恒，马祎，高翔，孙英，
申请(专利权)人：李春龙，
类型：发明
国别省市：北京;11
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