用聲音實(shí)現(xiàn)每天企業(yè)的超低排放?這種乍聽起來天方夜譚般的想法，現(xiàn)如今已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)媒體報(bào)道，可取代濕式電除塵并實(shí)現(xiàn)成本降低50%的多效高強(qiáng)聲波除塵技術(shù)已經(jīng)悄然應(yīng)用于多家煤電企業(yè)，有望在今后實(shí)現(xiàn)大范圍推廣。
你可能沒有聽說過用聲音來實(shí)現(xiàn)煤電企業(yè)的超低排放。實(shí)際上，這樣的一套讓人簡直意想不到的“黑科技”已經(jīng)悄然應(yīng)用于多家煤電企業(yè)。
超低排放靠聲波?
“和目前市場(chǎng)上其他的超低排放技術(shù)路線相比，多效高強(qiáng)聲波除塵技術(shù)可做到完全取代濕式電除塵方案。并且，設(shè)備安裝周期大大縮短，投資成本和運(yùn)行費(fèi)用僅為濕式電除塵技術(shù)的三分之一至二分之一?！痹诮沼赡暇┏s聲學(xué)股份有限公司(簡稱常榮聲學(xué))、江蘇聲振聲學(xué)技術(shù)研究所有限公司主辦的第一屆聲學(xué)技術(shù)研討會(huì)暨新產(chǎn)品、新技術(shù)發(fā)布會(huì)上，常榮聲學(xué)董事長張榮初表示。
張榮初關(guān)于取代濕式電除塵的判斷有具體的實(shí)踐支撐。
在今年7月結(jié)束的30萬千瓦機(jī)組的試驗(yàn)中，常榮聲學(xué)在山東一骨干電廠脫硫塔出口凈煙道上，采用多效高強(qiáng)聲波 煙道高效管式除霧器技術(shù)。結(jié)果表明，脫硫凈煙氣中總塵濃度基本可降至3.5毫克每立方米以下，符合煙塵超低排放標(biāo)準(zhǔn)小于等于5毫克每立方米的要求。
說到除塵技術(shù)，張榮初談道：“常榮聲學(xué)，從成立至今，15年的風(fēng)雨歷程，從軍工航天到燃煤節(jié)能減排，我們一直以研發(fā)創(chuàng)造為前進(jìn)的動(dòng)力，將民生、環(huán)保問題當(dāng)做自己的頭等大事?！薄斑@是煤電超低排放技術(shù)領(lǐng)域涌現(xiàn)出的獨(dú)特技術(shù)實(shí)踐，必將推動(dòng)煤電超低排放技術(shù)向縱深推進(jìn)?！敝袊h(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)噪聲與振動(dòng)控制專業(yè)委員會(huì)秘書長邵斌，在上述會(huì)議上對(duì)常榮聲學(xué)的多效高強(qiáng)聲波除塵技術(shù)如此評(píng)價(jià)。
微米級(jí)顆粒物克星
目前，工業(yè)上常用的除塵設(shè)備主要有旋風(fēng)分離器、靜電除塵器、布袋除塵器和濕式洗滌器。
“這些設(shè)備具有較高的總除塵效率，但是它們有個(gè)共同缺陷，即對(duì)粒徑較大的顆粒的脫除效率很高，而對(duì)微米或亞微米級(jí)顆粒脫除效率卻很低。”多年從事聲學(xué)研究的，華北電力大學(xué)博士生導(dǎo)師姜根說。據(jù)姜根生介紹，這些除塵設(shè)備對(duì)PM10特別是PM2.5的捕集效率很低。
“為了捕集從除塵裝置出來的微細(xì)顆粒物(PM2.5)，有效的途徑之一就是利用多效聲波對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)處理，使其中的顆粒發(fā)生碰撞團(tuán)聚，顆粒數(shù)目濃度降低、平均粒徑增大，這種技術(shù)稱為聲波團(tuán)聚技術(shù)?！背s聲學(xué)吹灰事業(yè)部總監(jiān)李淼介紹道。
自2009年以來，常榮聲學(xué)的聲波治理技術(shù)———“奧笛”可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波發(fā)聲器，已廣泛應(yīng)用于全國各發(fā)電集團(tuán)的近200家電廠，改造涉及空預(yù)器、尾部煙道、水平煙道、折焰角、GGH等多個(gè)部位，在去除灰、垢、焦方面作用顯著。
據(jù)西安熱工院蘇州分院院長楊恂介紹，在利用聲波技術(shù)去除灰、垢、焦的基礎(chǔ)上，常榮聲學(xué)開始了聲波除塵的研發(fā)之路，楊恂也積極為此提供智力支持。
根據(jù)同頻共振原理，結(jié)合之前的高聲強(qiáng)發(fā)聲技術(shù)，常榮聲學(xué)找出了PM2.5顆粒物的共振頻率，發(fā)出有針對(duì)性的高聲強(qiáng)聲波，使小顆粒迅速團(tuán)聚為大顆粒，從而高效去除PM10以下的小顆粒。
“奧笛”聲波發(fā)生器從除垢業(yè)務(wù)開始起步，到除焦、除灰的應(yīng)用，再到如今的除塵，所投項(xiàng)目能夠在1~2年的時(shí)間收回投資成本，業(yè)績每年以50%的速度進(jìn)行增長，保障燃煤電廠超低排放更加穩(wěn)定運(yùn)行。
在姜根生看來，聲波除塵有其獨(dú)特的適用環(huán)境，尤其對(duì)比PM2.5還小的顆粒物治理更適合。
聲波除塵研究已久
據(jù)了解，原來，利用聲波進(jìn)行除塵不是常榮聲學(xué)的“原創(chuàng)”，國內(nèi)外多所學(xué)校之前都有過一些研究。
美國賓夕法尼亞大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)聲波對(duì)煙氣中超細(xì)顆粒具有明顯的凝聚效應(yīng)，可使微粒平均粒徑增大至100倍以上，且通過試驗(yàn)得出了最佳聲強(qiáng)、頻率及作用時(shí)間。
清華大學(xué)環(huán)境系和青島科技大學(xué)化工學(xué)院，在模擬煙氣混合氣氛下對(duì)燃煤飛灰進(jìn)行聲波團(tuán)聚試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著氣體流速加快，濕度增加，顆粒團(tuán)聚率逐漸提高。
東南大學(xué)潔凈煤發(fā)電與燃燒技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行超細(xì)顆粒聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，經(jīng)聲波作用后，顆粒平均粒徑明顯增大，團(tuán)聚效果隨聲波強(qiáng)度呈指數(shù)增加，對(duì)聲波頻率則存在一個(gè)團(tuán)聚效果最佳的頻率值。
近年來，常榮聲學(xué)對(duì)聲波團(tuán)聚技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，取得了大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，并已于2014年獲實(shí)用新型專利，一種可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波除霧(塵)器。2016年申請(qǐng)發(fā)明專利：一種基于流場(chǎng)轉(zhuǎn)換的分離裝置。
“常榮聲學(xué)是國內(nèi)率先將聲波除塵的研究成果在煤電企業(yè)落地的。聲波除塵技術(shù)也必將在廣大煤電企業(yè)得到推廣。”東南大學(xué)教授楊林軍談道。
