微波等离子体炬的油烟净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油烟净化技术领域，特别涉及一种微波等离子体炬的油烟净化装置。
【背景技术】
[0002] 油类在加热过程中会发生热分解及氧化分解而产生大量挥发性和不挥发性有机 物，其主要成分是醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酮、内酯、杂环化合物等。大量研究 表明，长期暴露于油烟环境中的人患呼吸道疾病的几率不亚于长期吸烟者，还会引发多种 突变病症。因此，国家制定了《饮食业油烟排放标准》GB18483-2001，对饮食业油烟净化处理 排放做出了相应的规范。为去除油烟中的有毒有害物质，使排放达到国家相应的标准，油烟 净化机被广泛使用于宾馆、饭馆、酒家、餐厅以及学校、机关、工厂等场所;食品油炸、烹饪加 工行业;油溅热处理车间、油雾润滑车间、工件焊接车间以及烯油锅炉排放等工业场合。
[0003] 目前，常见的油烟净化处理设备及其工艺有以下几种：油烟收集罩:采用简易罩收 集油烟，通过排气扇把油烟排到室外，仅收集排放油烟。运水烟罩:采用碱液作为洗涤剂，通 过喷淋的方式与油烟接触将油烟净化，然后通过抽风机收集排放。水喷淋洗涤塔净化工艺： 采用烟罩收集送入吸收塔(喷淋、筛板、填料）的方式净化，然后通过抽风机排放。高压静电 (等离子)净化:利用高压下的气体电离和电场作用力，使尘粒荷电后从气体中分离。物理过 滤:丝网、活性炭、钢丝其中之一或几种复合。光催化:利用紫外光将含油气体的油雾分解。 生物净化:利用嗜油微生物将油烟中的油雾分解净化。液沫洗涤:利用传质双膜理论，物理、 化学方法的结合产物，机电一体化产品。
[0004] 然而，目前已有的油烟净化处理工艺面临以下一些缺点。1)油烟去除率低：油烟收 集罩、运水烟罩、物理过滤等处理方法的油烟去除率较低，排放的气体中仍残存有大量的油 烟成份，环境污染严重。另外，一些净化方法对油烟中某类成份净化效率低，比如液沫洗涤 对微小雾滴的净化效率较低，存在二次污染。2)设备结构复杂:如水喷淋洗涤塔净化工艺设 备安装空间大，系统复杂，导致其应用的场合受到了一定的约束。3)技术复杂，设备成本高： 如光催化、生物催化所需的技术难度大，且造价较高，而高压静电方法设备投资费用较高， 应用受到一定的限制。4)维护周期短，难度大：如高压静电净化需要每两周清洗一次，物理 过滤需每周清洗，生物净化需要定期处理更新，而液沫洗涤每使用2~3天需做一次排污、添 加专业净化剂的工作，高压静电方法收集电极上的油烟清洗困难，且易造成二次污染，这些 定期维护工作导致了成本和材料费用的上升。
[0005] 目前，在公开号为CN105148693A的中国发明专利申请文件《一种油烟有机物净化 方法》中，提出了一种油烟有机物净化方法，该方法从外部以不断循环的方式通入空气至待 处理区中，使得油烟有机物和氧气在物理意义上充分混合，将该混合油烟有机物通过微波 等离子炬装置产生的等离子火焰，与高能电子碰撞，使其中的分子键发生断裂，并与活性自 由基发生反应生成COdra 2O,最终将处理后的油烟排放到油烟机外。该方法可有效去除油烟 中的有害成分，达到油烟高效处理的效果，但是其并没未涉及油烟净化装置的详细构造、逻 辑控制流程及具体设计，如何使用微波等离子体炬阵列产生稳定的高温等离子体区域，如 何通过功率调节和入口空气流量调节确保油烟处理效果等。
[0006] 另外，授权公告号为CN200966972Y的中国实用新型专利文件《等离子体焊烟废气 净化机》及授权公告号为CN 204365116 U的中国实用新型专利文件《等离子体工业油烟净 化机》，分别提供了一种等离子体气体净化机，两者的净化原理均基于微脉冲等离子电源， 依靠电晕放电产生等离子体，这种放电产生于两个电极之间，使获得能量的电子与氧分子 发生非弹性碰撞，电子把能量转移给氧分子，气体被激活，直接打开气体分子之间的分子 键，使有害气体分解为最简单的分子，从而对废气中的有害成份降解氧化，祛除异味。其中， 《等离子体工业油烟净化机》是在《等离子体焊烟废气净化机》基础上进行了改进，在电场净 化层后安装催化氧化过滤层，使用氧化剂来跟油烟中的有机污染物反应，其最终产物为CO 2 和H20。然而，采用电晕放电方法产生等离子体需要在高峰值电压下工作，不容易获得稳定 的电晕放电，反应器易产生局部的电弧放电，不仅增大电能消耗，且破坏正常放电的进行， 导致净化效率降低;另外，由于装置中电极长期暴露于各种杂质的油烟废气中，容易受到污 染，清洗困难，维护周期短，成本高;且催化剂的使用存在老化问题，需要定期更换，增大了 油烟净化处理成本。
【发明内容】
[0007] 本发明目的在于提供一种微波等离子体炬的油烟净化装置，能使油烟在等离子体 炬阵列中充分分解与氧化，显著提高油烟净化处理率，能够有效避免传统等离子油烟净化 机电极污染的问题，易于维护，并对各等离子体炬的功耗进行自动调节，有效降低能量消 耗。
[0008] 为解决上述问题，本发明提出一种微波等离子体炬的油烟净化装置，包括:用于通 入油烟的油烟入口管道，用于通入空气的空气入口管道，用于接收并将空气和油烟混合的 净化箱，所述净化箱内设有用于净化油烟的等离子体炬阵列，所述净化箱设有用于将净化 气体输出的排放管道，还包括净化功率控制系统和空气流量控制系统；
[0009] 所述净化功率控制系统包括设在所述油烟入口管道上的油烟流量检测装置和油 烟浓度检测装置、及接收所述油烟流量检测装置所测的油烟入口流量和所述油烟浓度检测 装置所测的油烟入口浓度的等离子体炬阵列控制器，所述等离子体炬阵列控制器根据油烟 入口流量和油烟入口浓度优化调整各等离子体炬的功率；
[0010] 所述空气流量控制系统包括设在所述空气入口管道上的空气流量检测装置和空 气流量控制阀、设在所述排放管道上的残氧检测装置、及接收所述空气流量检测装置所测 的空气流量和所述残氧检测装置所测的空气残氧量的空气流量控制器，所述空气流量控制 器根据所测的空气流量和空气残氧量调节所述空气流量控制阀的开度。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列包括多个等离子体炬，等离子体 炬按上下交错递阶分布组成阵列。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列包括十个等离子体炬，上下各五 个且错开布置。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列控制器通过建立油烟入口流量、 油烟入口浓度与等离子体炬的功率和净化后油烟浓度之间的多目标优化模型，根据遗传算 法求解最优值，调整各等离子体炬的功率;所述多目标优化模型包括：
[0014] 确定决策变量:各等离子体炬的功率P1，P2，P3，…，PN;
[0015] 建立目标函数： ，N'
[0016] 最小化能耗函数.min[p,.…·. （1) /-1.
[0017] 最大化油烟净化率函数maxg.……（2) a
[0018] 设置约束条件：
[0019] PiLO < Pi < Pi_up 1 = 1,2,3,...,N
[0020] af