一种净化餐饮油烟的系统

1.本实用新型涉及一种餐饮油烟的净化装置，属于大气污染控制技术领域。更具体地说，涉及一种基于静电法与吸附-催化双功能催化剂协同作用的餐饮油烟污染物净化装置。


背景技术：

2.餐饮油烟污染物对生态环境和人体健康都具有很大的危害，然而餐饮油烟污染物成分十分复杂，包含颗粒物与挥发性有机物(volatile organic compounds,vocs)。餐饮油烟中vocs的成分非常复杂，可检测到的成分可达几百种，包含烷烃、烯烃、醇类、醛酮、芳香化合物及其他物质等。由于中国传统饮食方式的多样性，餐饮vocs 的排放和成分分布受到多种因素的影响，如所用食材、食用油品、烹饪火候等，不同条件下产生的vocs污染物其组分的分布和含量有很大差异，而且不管是分散的家庭烹饪还是集中的餐饮营业场所，餐饮油烟的排放都具有低浓度、大风量的特点。
3.我国的餐饮油烟净化技术始于20世纪初。由于生活水平逐渐提高，家庭厨房以及餐饮业厨房对油烟的排除有了一定的要求，从而使得油烟减排技术逐渐引起相关研究者和企业的关注，并不断对其进行研发和优化。《饮食业油烟排放标准》(gb 18483-2001)中规定了油烟的排放限值，该标准指出，油烟是指对食物烹饪和食品生产加工过程中挥发的油脂、有机质及热氧化或热裂解产生的混合物，其排放限值是 2.0mg/m3。随着科学技术的进步及公众环保意识的提高，已有部分地区，如：北京市、深圳市、重庆市、河南省等，发布了关于餐饮行业污染物排放的地方标准，标准中指出，餐饮油烟污染物的评价指标细化成为了颗粒物、非甲烷总烃两项，颗粒物是指餐饮服务单位在食物烹饪过程中，油脂、各类有机物质经过物理或化学变化形成并排放的液态和固态颗粒物以及烹饪燃料燃烧产生的颗粒物。非甲烷总烃是指在选用检测方法规定的条件下，对氢火焰离子化检测器有响应的除甲烷外的有机化合物的总和(以碳计)。
4.静电式油烟净化是餐饮油烟净化的常用方法之一，即在电场作用下，通过高压电场的颗粒物被极化、荷电，荷电粒子在电场力作用下向极板移动，沉积在收集极上。静电式油烟净化设备的净化机理与应用其他方法净化设备的区别在于，分离力是静电力，直接作用在粒子上，而不是作用在气流上，其优点在于：
5.1.占地小，运行能耗、费用低。
6.2.应用范围广，烟道压降小。
7.3.易于捕捉粒径较小的粉尘，净化效率高，可达90～98％。
8.但静电式油烟净化设备需要定期保养和维护。而且静电式油烟净化设备对油滴等颗粒物的去除效果佳，但对餐饮油烟污染物中的vocs基本没有减排效果。
9.鉴于此，提出本实用新型。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于再生净化餐饮油烟中吸附-催化材料，从而提高吸附-催化材料的使用周期，降低除去油烟污染物的成本。
11.为实现上述目的，采用如下的净化餐饮油烟的系统，包括：
12.静电装置，
13.vocs处理装置，用于填装吸附-催化材料，且与静电装置连通，
14.主通道，静电装置和vocs处理装置依次设在主通道上，和
15.循环管路；
16.其中，静电装置与主通道的进风口连通，vocs处理装置与主通道的出风口连通，循环管路的第一端和第二端分别与主通道连接，静电装置和vocs处理装置位于循环管路两端与主通道的连接处之间。
17.在主通道上设有阀门，用于控制烟气的流向。
18.通过阀门的控制，一方面，烟气可以仅仅在主通道内流动，去除油烟污染物中的油滴颗粒物和vocs；另一方面，阻断主通道与静电装置和vocs处理装置相连通，控制静电装置和vocs处理装置与循环管路连通构成封闭的循环系统，有效的吸附在吸附-催化材料上未反应的vocs气体降解，有效的将吸附-催化材料再生，可以保证后续对vocs气体的吸附和催化作用。
19.通过本实用新型的净化餐饮油烟的系统，可以将已吸附污染物的吸附-催化材料再生，提高吸附-催化材料的使用周期以及长久的除去油烟效率。
附图说明
20.图1为净化餐饮油烟的系统装置一种实施方式的示意图
21.图2a为图1在烹饪开始后的吸附状态的示意图
22.图2b为图1在烹饪结束后的循环再生状态的示意图。
具体实施方式
23.下面对本实用新型的餐饮油烟的净化的装置进一步详细叙述。并不限定本技术的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。
24.除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。
25.本说明书中，使用“数值a～数值b”表示的数值范围是指包括端点数值a、b 的范围。
26.本说明书中，使用“以上”或“以下”表示的数值范围是指包括本数的数值范围。
27.在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案/优选的实施方案”、“另一实施方案/优选的实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的特定要素(例如：具体涉及的特征、结构或特性)包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的
特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
28.定义：
[0029]“vocs”是挥发性有机物的缩写形式，主要包括脂肪烃、芳香烃、醛酮类、醇类、酯类以及卤代烃等物质。
[0030]“含湿条件下的vocs”是指含水量在0以上的vocs。
[0031]
本实用新型中，颗粒物是指餐饮服务单位在食物烹饪过程中，油脂、各类有机物质经过物理或化学变化形成并排放的液态和固态颗粒物以及烹饪燃料燃烧产生的颗粒物。
[0032]
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本技术方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
[0033]
在现有的净化餐饮油烟系统中，使用后的吸附剂通常作为危害废物来处理，或者通过物理的方法进行解吸附，使其吸附剂的吸附性得到恢复。而解吸时会产生大量高浓度废气。这些废气直接排放在大气中，则不符合国标、地标的要求，仍需对解吸出来的污染物进行二次处理。发明人经过大量的研究，提出了如下针对餐饮油烟的净化系统。
[0034]
一种净化餐饮油烟的系统，包括：
[0035]
静电装置，
[0036]
vocs处理装置，用于填装吸附-催化材料，且与静电装置连通，
[0037]
主通道，静电装置和vocs处理装置依次设在主通道上，和
[0038]
循环管路；
[0039]
其中，静电装置与主通道的进风口连通，vocs处理装置与主通道的出风口连通，循环管路的第一端和第二端分别与主通道连接，静电装置和vocs处理装置位于循环管路两端与主通道的连接处之间。
[0040]
所述的净化餐饮油烟系统可以在两种状态下运行：
[0041]
一种工作状态：在开烹饪的时候，阻断循环管路与静电装置和vocs处理装置的连通，油烟经主通道的进风口进入、先经过静电装置、再流过vocs处理装置，最后从主通道的出风口排出。静电装置对输入的混合污染物(油烟)进行处理，去除混合物中的颗粒物；静电装置在放电的过程中，产生一定量的臭氧和高活性粒子，与混合物中的vocs相互作用，在一定程度上可以使一些大分子vocs断链、不完全氧化、分解成一些中小分子物质；静电装置输出vocs混合物到vocs处理装置内，未反应的vocs分子吸附在吸附-催化材料上完成油烟气的彻底净化。
[0042]
另一种工作状态：烹饪结束后，阻断主通道与静电装置和vocs处理装置的连通，循环管路与静电装置和vocs处理装置相互连通形成一个封闭循环系统。在循环系统内，静电装置放电产生臭氧和高活性粒子，促使吸附在吸附-催化材料上的 vocs污染物在臭氧、高活性粒子、吸附-催化材料的活性中心三者共同作用下，被彻底氧化成为co2和h2o。
[0043]
上述两种状态下的切换，可以通过在主通道和/或循环管路上设置阀门来实现。譬如：在循环管路的两端与主通道的连接处分别设置三通阀。三通阀阀门的控制，阻断循环管路与静电装置和vocs处理装置的连通，油烟经主通道的进风口进入、先经过静电装置、再流
过vocs处理装置，最后从主通道的出风口排出。或者，阻断主通道与静电装置和vocs处理装置的连通，循环管路与静电装置和vocs处理装置相互连通形成一个封闭循环系统。
[0044]
可替代的，静电装置和vocs处理装置作为一个组合装置，在组合装置两端的主通道上分别设置阀门，在靠近循环管路的两端的循环管路上分别设置阀门。通过控制上述阀门的开闭，实现两种工作状态的切换。
[0045]
在循环管路上设有风机。在风机的作用下循环管路中的气流定向循环流动，将催化反应后的产物从吸附-催化材料表面带走。
[0046]
静电装置可采用现有技术所有公开的能放电产生等离子的设备。
[0047]
本实用新型的吸附-催化材料可以为颗粒状。在vocs处理装置内，颗粒状的吸附-催化材料均匀堆放。
[0048]
通常，颗粒状的吸附-催化材料在vocs处理装置内自然堆放，装填满vocs处理装置内即可，因此，催化剂的体积即为vocs处理装置的体积。
[0049]
在某些实施方式中，吸附-催化材料为蜂窝状结构，其形状不限，可以为圆柱状、棱柱状或者六面体状等。
[0050]
在本技术的净化餐饮油烟的系统，还包括控制中心，控制中心分别与系统上设置的所有需要控制工作的部件电连接，譬如与风机、阀门、静电装置等电连接。
[0051]
本实用新型中的吸附-催化吸材料可采用现有技术公开沸石分子筛等。
[0052]
通过在净化油烟系统中增设了循环管路(即支路)，在烹饪结束后，在循环管路中，在静电场的作用以及气流的带动下，可以将吸附-催化材料上吸附的vocs催化氧化为对环境友好的物质，并排到大气中。如此，可以将吸附-催化材料再生，使其多次循环利用，再生过程产生的产物对大气没有污染。
[0053]
下面采用具体的实例来进一步说明本实用新型的净化餐饮油烟的系统。
[0054]
如图1所示的一种净化餐饮油烟的系统，包括主通道1，依次设在主通道1上的静电装置3和vocs处理装置4。主通道1上有进风口和出风口，进风口更临近静电装置3，出风口更临近vocs处理装置4，也就是，从进风口进入的油烟先后经过静电装置3、再经过vocs处理装置4。vocs处理装置内填装有吸附-催化材料5。吸附-催化材料可以选用蜂窝状结构，也可以采用颗粒状。
[0055]
还包括循环管路2，循环管路2两端分别与主通道1的连接，静电装置3和vocs 处理装置4位于连接处之间。将静电装置3和vocs处理装置4作为一个组合结构，在组合结构的两侧的主通道1上分别设置有阀门(6,7)，在循环管路2上靠近循环管路2两端分别与主通道1的连接处设有阀门(10,11)。在循环管路2上设置风机9。在系统中，设置控制中心8，分别与需要电控的部件电连接以控制其工作，譬如风机、静电装置、阀门等结构。
[0056]
如附图1，2a以及2b所示，净化餐饮油烟的系统包括两种工作状态：
[0057]
一种工作状态：
[0058]
在烹饪开始时，通过控制中心1开启阀门(6，7)、关闭阀门(10，11)。所产生的餐饮油烟混合污染物(即油滴颗粒物与vocs的混合物)从烟机经主通道1的进风口进入通道内，再依次进入静电装置3和vocs处理装置4。静电装置3开始放电，对输入的混合污染物进行处理，使颗粒物荷电，在电场力作用下运动到收集极上，去除混合物中的颗粒物；同时，静电装置3在放电的过程中，产生一定量的臭氧和高活性粒子，与混合物中的vocs相互作用，在一
定程度上可以使一些大分子 vocs断链、不完全氧化、分解成一些中小分子物质。静电装置3输出vocs混合物到vocs处理装置，vocs分子吸附在吸附-催化双功能的吸附-催化材料5上，达到污染物减排的目的，最后经出风口排除已处理的污染物，其排放浓度在国标或者地方标准规定限值以下。
[0059]
第二种工作状态：
[0060]
烹饪结束后，通过控制中心1关闭阀门(6，7)、开启阀门(10，11)，静电装置3和vocs处理装置4与循环风道2构成封闭的内循环路线，开启风机9，启动静电装置3，气流在风机的作用下在循环线路之间流动。在该状态下，不再产生餐饮油烟混合污染物，在静电装置3内放电产生臭氧和高活性粒子，在vocs处理装置4 内，促使吸附在吸附-催化双功能吸附-催化材料5上的vocs污染物在臭氧、高活性粒子、吸附-催化材料的活性中心三者共同作用下，被彻底氧化成为co2和h2o，吸附-催化材料5的吸附位点和催化位点再次恢复。
[0061]
最后，内循环进行一定时间后，控制中心8控制静电装置3停止放电，开启阀门(6，7)、关闭阀门(10，11)，关闭风机9，将氧化产物co2、h2o排出大气。