一種油煙有機(jī)物凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油煙凈化處理技術(shù)，尤其涉及的是一種通過等離子體處理進(jìn)行油煙有 機(jī)物凈化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國改革開放的進(jìn)行和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是第三產(chǎn)業(yè)的興起，餐飲服務(wù)業(yè)得 到了迅速的發(fā)展和壯大。在人們享受豐富多樣的飲食同時，餐飲業(yè)所排放的油煙也帶來了 越來越嚴(yán)重的環(huán)保問題。大量未經(jīng)處理的油煙排放到空氣中，污染和破壞了周圍環(huán)境，也危 害了居民的身心健康。因此保護(hù)居民干凈、純潔的城市環(huán)境，加強(qiáng)飲食業(yè)油煙治理勢在必 行。
[0003] 在烹飪過程中，食用油和食物在高溫下發(fā)生一系列氧化、裂解、聚合等化學(xué)反應(yīng)， 蒸發(fā)出大量的有機(jī)煙氣，其中部分分解物以油霧形式發(fā)散到空氣中形成油煙氣。油煙即包 括食用油及其加熱分解或裂解的產(chǎn)物，又包括食物中的蛋白質(zhì)、高分子化合物和各種佐料 發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，是一種包含有氣體、液體和固體三種狀態(tài)的物質(zhì)。我們通常這 樣定義，把油煙排放中由液體和固體組成的顆粒物排放（Particulate Matter Emissions) 簡稱為PME，把揮發(fā)性有機(jī)化合物排放（Volatile Organic Compounds Emissions)簡稱為 VOCs，油煙就是由以上兩類物質(zhì)組成。其主要成分是醛、酮、烴、脂肪酸、醇、芳香族化合物、 酮、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物等。一般飲食服務(wù)業(yè)，在廚房內(nèi)安裝排油煙機(jī)把烹調(diào)產(chǎn)生的油煙直接 外排，并未進(jìn)行凈化處理，使油煙中含有的各種短鏈醛、酮、酸、醇等有害氣體及燃料燃燒所 產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物等擴(kuò)散到空氣中，污染了周圍的空氣，影響了周圍居民的身體健 康和環(huán)境衛(wèi)生。因此，國家制定了《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18483-2001，對飲食業(yè)油煙凈 化處理排放做出了相應(yīng)的規(guī)范。為去除油煙中的有毒有害物質(zhì)，使排放達(dá)到國家相應(yīng)的標(biāo) 準(zhǔn)，油煙凈化處理設(shè)備被廣泛使用于賓館、飯館、酒家、餐廳以及學(xué)校、機(jī)關(guān)、工廠等場所；食 品油炸、烹飪加工行業(yè)；油濺熱處理車間、油霧潤滑車間、工件焊接車間以及烯油鍋爐排放 等工業(yè)場合。然而，油煙的成分異常復(fù)雜，主要有脂肪酸、烷烴、烯烴、醛、酮、酯、芳香化合物 和雜環(huán)化合物等，其成分隨所選用的食用油種類、操作條件、操作規(guī)模及操作溫度的不同有 很大差異，因其成分的復(fù)雜性以及多相性，決定了其治理的困難性。目前，常見的油煙凈化 處理方法根據(jù)原理分為以下幾種：
[0004] 1)慣性分離法
[0005] 慣性分離法的原理是通過慣性碰撞使油煙氣流運(yùn)動方向發(fā)生強(qiáng)烈轉(zhuǎn)折，使油煙氣 體中的顆粒物在慣性作用下到達(dá)沉積面而從氣流中脫離出來。主要設(shè)備為工業(yè)上慣用的慣 性分離除霧設(shè)施，有金屬網(wǎng)罩、格柵等，這些設(shè)備目前在家用廚房抽油煙機(jī)中被廣泛采用， 一些老式飲食業(yè)也在使用。慣性分離法的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、壓降較?。ㄍǔ?0~ IOOPa);缺點(diǎn)是對粒徑較小的顆粒去除率低，總?cè)コ室草^低，通常為50%~70%，而且由 于油煙中顆粒物粘度很大，清洗維護(hù)工作量較大，故推廣應(yīng)用受到限制，而且隨著城市環(huán)保 執(zhí)法的要求越來越嚴(yán)，這一方法的應(yīng)用越來越受到限制。
[0006] 2)普通過濾法
[0007] 普通過濾法的工作原理是使油煙氣通過過濾材料，油煙顆粒物在濾料的碰撞、攔 截和擴(kuò)散作用下被捕集于濾料中得到凈化。這種技術(shù)的關(guān)鍵是濾料的選擇，一般選用吸油 性能較高的高分子復(fù)合材料。當(dāng)油煙氣體通過油煙過濾層時，過濾層能吸附油煙氣中的小 顆粒氣溶膠，且對氣味有明顯凈化作用。但隨著油煙霧的附著，吸附能力會逐漸減弱，由于 濾料捕集的顆粒物粘度較高，靠通常的重力自流或擠壓清除都很難清洗，濾料易堵塞，且壓 降較大，如玻璃纖維床壓降高達(dá)1500Pa，且占地面積大，只能安裝在室外，濾料需要定期更 換，運(yùn)行成本高，這些問題使過濾法的應(yīng)用受到一定限制。
[0008] 3)液體洗滌法
[0009] 液體洗滌法的原理為將油煙氣通過特殊的氣體分布裝置與吸收液接觸，將油煙氣 中的顆粒物從氣相脫除到液相，從而達(dá)到凈化的目的。根據(jù)氣液接觸方式的不同，可以分為 液膜式、噴淋式和沖擊式三種。液體洗滌法的凈化效果比較高，但對亞微米級的顆粒物凈化 效率較低；洗滌廢液未能較好解決，目前直接將洗滌廢液排入下水道，產(chǎn)生二次污染；另外 洗滌液的消耗常常造成運(yùn)行費(fèi)用的增高。
[0010] 4)靜電沉積法
[0011] 靜電沉積法的工作原理為將油煙引入高壓電場，在高壓電場中發(fā)生電離而使油煙 中顆粒物荷電，在電場力作用下向集塵極運(yùn)動，并在集塵極凝聚沉積下來從油煙中脫除，從 而使氣體得到凈化。靜電凈化設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備緊湊、占地面積小、凈化效率高，通?？蛇_(dá) 90%以上，壓降較小，噪音和能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低；缺點(diǎn)是不能去除氣態(tài)污染物，由于集塵 極上油煙冷凝物粘度較高，形成油膜層，阻礙電場放電，導(dǎo)致凈化效率下降，而且集塵極清 洗困難，維護(hù)工作量大，清除集塵極上的顆粒物時又易產(chǎn)生廢液的二次污染，還存在火災(zāi)隱 患。另外，對中小型飲食業(yè)而言，靜電沉積型油煙凈化器設(shè)備投資費(fèi)用較高。
[0012] 綜上所述，現(xiàn)有的油煙凈化處理方法具有以下缺點(diǎn)：
[0013] 1)油煙去除率不夠理想：以上均是基于各種物理方法進(jìn)行油煙凈化，油煙去除率 較低，排放的氣體中仍殘存有大量的油煙成分，環(huán)境污染嚴(yán)重。
[0014] 2)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜：如水噴淋洗滌塔凈化工藝設(shè)備安裝空間大，系統(tǒng)復(fù)雜。導(dǎo)致其 應(yīng)用的場合受到了一定的約束。
[0015] 3)處理效果不穩(wěn)定：油煙處理裝置的處理效果受到表面清潔度的影響，初期運(yùn)行 效果良好，當(dāng)處理裝置表面被油煙等污染物附著時，處理效果會受到嚴(yán)重影響。
[0016] 4)維護(hù)周期短，維護(hù)費(fèi)用高：如高壓靜電凈化需要每兩周清洗一次，物理過濾需 每周清洗，生物凈化需要定期處理更新，而液沫洗滌每使用2~3天做一次排污、添加專業(yè) 凈化劑的工作。這些定期維護(hù)工作導(dǎo)致了人力成本和材料費(fèi)用的上升。
[0017] 因此，需要進(jìn)一步研發(fā)處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、投資少、占地面積小、運(yùn)行管理費(fèi)用 低、操作維護(hù)簡單的新型油煙凈化技術(shù)。中國專利局公開號為CN204365116U的實(shí)用新型專 利《等離子體工業(yè)油煙凈化機(jī)》公開了一種等離子體工業(yè)油煙凈化機(jī)，采用了均流網(wǎng)、油煙 分離網(wǎng)、等離子電場凈化層、催化氧化過濾層和離心風(fēng)機(jī)來對油煙進(jìn)行凈化，其中，該油煙 凈化機(jī)的等離子電場凈化層基于微脈沖等離子電源，依靠電暈放電產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而打 開氣體分子之間的分子鍵，使有害氣體分解為最簡單的分子，同時，在電場凈化層后安裝催 化氧化過濾層，使用氧化劑來跟油煙中的有機(jī)污染物反應(yīng)，其最終產(chǎn)物為〇)2和H20。作為 一種高壓等離子體油煙凈化設(shè)備，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對油煙產(chǎn)生的有害廢氣降解和氧化，祛 除異味，凈化空氣。然而，電暈放電需要足夠高的電壓以增加電暈部位的電場，日常電壓難 以滿足微脈沖等離子電源的工作電壓需求，升壓設(shè)備體積較為龐大、造價昂貴且存在安全 隱患；同時，在高壓和強(qiáng)電場的工作條件下，不容易獲得穩(wěn)定的電暈放電，亦容易產(chǎn)