餐饮油烟一体化处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于环境保护应用领域，涉及一种餐饮油烟一体化处理系统及方法。经过油烟机的小10?m以下粒径油烟颗粒首先经过双极性预荷电装置进行预荷电，然后带有不同极性电荷的小粒径油烟颗粒进入到交流电场凝并捕集装置中，实现小粒径油烟颗粒的凝并和捕集，1~10?m左右小粒径油烟颗粒去除效率达到99%以上。油烟中残留的1?m以下超细油烟气溶胶和VOCs进入到等离子体催化净化装置中，在强化的电晕放电下，大部分被生成的强氧化自由基和催化剂的协同作用下催化氧化分解成CO2和H2O，同时消除异味，净化后的气体直接排入大气。满足现行的《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001)和未来标准修订后的更高要求。

【技术实现步骤摘要】
餐饮油烟一体化处理系统及方法
本专利技术属于环境保护应用
，主要涉及一种餐饮业油烟一体化处理系统及方法，是一种可以同时去除餐饮油烟中气溶胶、VOCs和异味的有效净化处理系统及方法。
技术介绍
现在人们几乎“谈PM2.5色变”，但殊不知PM2.5一个重要排放源就在我们身边，即餐饮油烟。餐饮油烟废气和工业废气、机动车尾气被视为城市的三大“污染杀手”，对PM2.5的贡献率超过10%。食用油和食物在高温条件下，会发生热分解或裂解，形成一种气态、液态和固态3种有机物形态的混合体，即油烟。根据形态不同，液态和固态颗粒物的混合体称为油雾，粒径在0.010～10μm之间；气态部分则作为挥发性有机物（VOCs）排放。在餐饮油烟中，可检测出的VOCs300多种。餐饮油烟多属于低空排放，对PM2.5等大气颗粒物的贡献良多，油雾排出后可直接形成PM2.5，而VOCs通过在空气中的化学反应，也可以形成PM2.5。餐饮油烟的成分复杂，具有一定的吸入毒性、免疫毒性和致变毒性。大量研究表明，餐饮油烟中存在着能使染色体损伤、DNA损伤等不同生物学效应的细胞遗传毒性物质，具有致突变性。英国一项研究报告称，在通风系统差、燃烧效能极低的炊具上做饭1小时，对健康造成的损害，相当于每天吸两包烟。上海中医药大学一项长达5年的肺癌流行病学调查也发现了同样问题。而上海第二医科大学一项针对女性肺癌的病例对照研究则发现，女性肺癌的诱发因素除吸烟外，与厨房小环境的空气污染有密切关系，人群中51%的肺鳞癌和61%的肺腺癌的发生应归因于家庭厨房油烟污染。而餐饮油烟排放的量也很可观。根据第一次全国污染源普查数据，2010年我国共有餐饮企业175.07×104家，其中规模以上餐饮业21595个，占总数1.2%。2010年我国精制食用植物油产量3878.54×104t，其中城镇居民平均每人每年购买食用植物油8.84kg，农村为6.31kg，则居民每年消耗植物油1015.57×104t，烹饪油烟VOCs排放因子为5.03g/kg则每年仅家庭烹饪可产生VOCs5.1×104t。与此同时，在餐饮油烟治理方面又存在诸多薄弱环节。在控制餐饮油烟污染方面，我国已经出台了一系列法律法规，包括《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》以及从2002年1月1日起实施的《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001)，对于餐饮油烟排放都有明确规定。但我国餐饮油烟治理方面仍有诸多问题：首先是监管层面临很大的挑战。由于技术、资金以及环境意识薄弱等原因，一小部分饮食服务企业并未能按照要求安装油烟净化装置，而已安装油烟净化装置的部分饮食服务企业在日常的运行方面并不给力。其次，在餐饮油烟排放标准方面也存在问题。据了解，目前我国一直沿用的2002年发布的《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001)规定了饮食业单位油烟的最高允许排放浓度为2.0mg/m3，但是并没有规定VOCs的排放浓度。第三，家庭厨房的油烟排放不容忽视。尽管大多数家庭都安装了抽油烟机，但抽油烟机的作用只是将油烟排出室外，并没有达到净化作用。专家认为，如此众多的家庭油烟排放量也不容小觑。目前，国内外餐饮油烟处理技术主要有以下几种：（1）机械净化法机械净化法的原理是利用油烟颗粒的质量大于空气质量，通过重力、离心力、惯性力等使油烟颗粒分离出来，以达到净化的目的。机械净化法使用设备简单，压降小，成本较小，但去除油烟的效率不高，通常只有50%~70%，对粒径较小的成分往往难以达到分离效果，且分离的油烟污染物易堆结且不易清洗，一般只作为净化工艺的预处理。（2）高压静电净化法高压静电净化的原理是使油烟废气通过高压电场，使油烟微粒荷电在电场力的作用下沉积下来，以达到净化的目的。这种设备的投资少、占地小、阻力小、无二次污染。由于易捕捉粒径较小的油滴，净化效率高可达85~95％。但形成的油垢黏度较高，不易清洗；若用清洗剂清洗会导致二次污染，长期使用会在集尘极表面形成一层油膜层，使净化效率大幅下降。（3）洗涤吸收法洗涤吸收法是使吸收液与油烟废气接触，使污染物从气相转移到液相从而得以去除。常见的洗涤吸收工艺为喷淋、循环水膜与集气罩相连的运水烟罩等。洗涤吸收法处理油烟废气的效率高，且对燃烧产生的污染物SO2、NOx等也有一定的去除效果。这种设备结构简单、投资少占地小、运行费用低、维修管理方便；但存在阻力大、产生油污水二次污染的缺点，净化效率一般在80％左右。（4）过滤吸附法过滤吸附法的原理是利用油烟废气中的颗粒物与过滤材料惯性碰撞、截留和扩散沉积共同作用下被捕集于滤料中从而达到净化的效果。常用的过滤材料有活性炭、滤布、纤维、陶瓷以及一些特殊矿物质如海泡石等，其中以活性炭最为广泛。滤料的孔隙大小、厚度、颗粒物粒径和过滤风速是影响去除效率的主要因素。这种设备投资少、运行费用低、无二次污染、维修管理方便；但有阻力大、占地大、需要经常更换滤料的缺点。净化效率一般在80-90％。（5）热氧化焚烧法和催化净化法热氧化焚烧法是利用热推进的反应，将油烟气中的有毒成分转换成安全状态，适用于大型餐饮业。催化净化法是采用各种具有自净化功能的催化剂，在烹调过程中通过催化氧化燃烧将油滴转化为CO2和水蒸汽，从而消除污染和臭味，适用于中小型餐饮业。（6）生物降解法生物降解法是利用特定的微生物对油烟污染物的降解作用达到净化的目的。微生物对油烟中的大部分成分都有降解能力，可利用油烟对污泥进行驯化培养，当其具备一定的降解能力时，将污泥挂膜于填料塔中，当油烟废气通过时可被吸收降解。生物降解法受温度影响较大，当温度较高的油烟通过时降解效果会降低。餐饮油烟废气对环境和人类均有较大的危害，而且随着社会经济的不断发展，油烟废气的污染有进一步扩大的趋势，因此，深入研究其污染治理技术，对于控制和治理油烟废气具有重要意义。采用单一方法对油烟废气进行净化处理，往往存在处理效果不理想，容易造成二次污染等缺点，而复合净化技术采用多种净化方法联用，通过优势互补，扬长避短，能够取得较好的效果，这也餐饮油烟废气净化的发展方向。因此，本专利技术提出了一种新的餐饮油烟一体化处理方法，实现了餐饮油烟中气溶胶、VOCs和异味的同时去除，可以满足现行的《饮食业油烟排放标准》（GB18483-2001），也将满足未来标准修订后的更高要求。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是为解决现行餐饮油烟处理技术中只能实现对较大油烟颗粒去处，不能同时有效地去1µm以下的除超细油烟气溶胶、VOCs和异味的问题，而提出的一种有效的餐饮油烟一体化处理系统及方法，该方法效率高，二次污染小。2、技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：餐饮油烟一体化处理系统，其特征在于：该系统由双极性预荷电装置、交流电场凝并捕集装置和等离子体催化净化装置构成；双极性预荷电装置连通交流电场凝并捕集装置，交流电场凝并捕集装置连通等离子体催化净化装置；双极性预荷电装置内交替布置有正极性电晕极、接地极和负极性电晕极，正极性电晕极与直流正高压电源连接，负极性电晕极与第一直流负高压电源连接，所有板电极均接地；交流电场凝并捕集装置内平行布置有电极板，电极板与交流电源连接；等离子体催化净化装置内依次设置有多针电极、金属筛网、多孔催化剂层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
餐饮油烟一体化处理系统，其特征在于：该系统由双极性预荷电装置（I）、交流电场凝并捕集装置（II）和等离子体催化净化装置（III）构成；双极性预荷电装置（I）连通交流电场凝并捕集装置（II），交流电场凝并捕集装置（II）连通等离子体催化净化装置（III）；双极性预荷电装置（I）内交替布置有正极性电晕极（a）、接地极（b）和负极性电晕极（c），正极性电晕极（a）与直流正高压电源（1）连接，负极性电晕极（c）与第一直流负高压电源（2）连接，所有板电极均接地；交流电场凝并捕集装置（II）内平行布置有电极板，电极板与交流电源（3）连接；等离子体催化净化装置（III）内依次设置有多针电极（5）、金属筛网（6）、多孔催化剂层（7）和金属筛网电极（8），多针电极（5）、金属筛网（6）与多孔催化剂层（7）保持有间距，多针电极（5）与第二直流负高压电源（4）相连，多孔催化剂层（7）与金属筛网电极（8）相连，金属筛网电极（8）接地。

【技术特征摘要】
1.餐饮油烟一体化处理系统，其特征在于：该系统由双极性预荷电装置（I）、交流电场凝并捕集装置（II）和等离子体催化净化装置（III）构成；双极性预荷电装置（I）连通交流电场凝并捕集装置（II），交流电场凝并捕集装置（II）连通等离子体催化净化装置（III）；双极性预荷电装置（I）内交替布置有正极性电晕极（a）、接地极（b）和负极性电晕极（c），正极性电晕极（a）与直流正高压电源（1）连接，负极性电晕极（c）与第一直流负高压电源（2）连接，所有板电极均接地；交流电场凝并捕集装置（II）内平行布置有电极板，电极板与交流电源（3）连接；等离子体催化净化装置（III）内依次设置有多针电极（5）、金属筛网（6）、多孔催化剂层（7）和金属筛网电极（8），多针电极（5）、金属筛网（6）与多孔催化剂层（7）保持有间距，多针电极（5）与第二直流负高压电源（4）相连，多孔催化剂层（7）与金属筛网电极（8）相连，金属筛网电极（8）接地。2.根据权利要求1所述的餐饮油烟一体化处理系统，其特征在于：多孔催化剂层（7）为MnOx/Al2O3催化剂。3.用权利要求1所述餐饮油烟一体化处理系统进行餐饮油烟一体化处理的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：（1）经过油烟机的油烟，含有小于10µm的小粒径油烟颗粒和VOCs，其中的小粒径油烟颗粒在经过双极性预荷电装置（I）后，在正电晕和负电晕放电的作用下，分别完成正极性和负极性的荷电；（2）通过相互混合，分别预荷了正、负电荷的10µm以下小粒径油烟颗粒和VOCs进入到交流电场凝并捕集装置（II）中，由于交变电场的作用，带有不同极性电荷小粒径油烟颗粒发生凝并和捕集，实现了1~10µm...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈欣军，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：