CN107029533A - 一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，属于废气处理技术领域，本发明装置包括静电除尘室、等离子体净化室以及尾气处理三部分组成。以油烟净化为目的，经静电除尘、等离子净化以及尾气吸收三个过程可将油烟废气氧化分解为CO₂和H₂O，实现油烟净化，本发明装置可多组等离子体净化单元并联，增大反应场中活性物质产生量，进而增大废气处理量和油烟净化效率。本装置结构简单，设有尾气处理，可吸附多余的O₃，不会对环境造成二次污染，符合国家环境保护的需求。本发明可应用于油烟净化，也可推广应用到其他有机废气净化。

Description

一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置

技术领域

本发明属于废气处理技术领域，具体为一种油烟废气处理方法及装置。

技术背景

随着生活水平的提高，人们对生活质量要求越来越高，而厨房的油烟废气成了困扰大家的一个问题。根据饮食业油烟排放标准（GB18483-2001）规定，饮食业单位必须安装油烟净化设备。而近年来也出现了大量的油烟净化设备，有的只是单纯的将油烟排入大气，产生噪音大，并将严重污染大气环境。

针对这些问题，人们研制出一些新型的油烟净化设备，如中国专利（申请公告号为：CN105240893A，申请号为201510783854.6）公开了一种新型餐厨油烟净化装置，它前段采用过滤法去除一级油、中段采用静电法二级除油和除异味，后段采用微孔开孔泡沫铝板来去除噪音，使其去除油烟的同时去除异味和噪音。但存在以下不足：（1）该油烟净化装置仅采用物理方法对油烟进行收集，并不能实现油烟降解，收集的高浓度油烟不易处理，易对环境造成二次污染，不符合国家环境保护的需求（2）该装置结构复杂，设备功能单一，应用领域窄。而低温等离子体处理油烟废气的设备是利用高压放电时气体被击穿激发产生的高能电子来完成一系列氧化还原反应来达到氧化去除油烟的目的。其结构简单，操作简便，能有效地去除油烟废气，且不产生噪音。

发明内容

本发明的目的是：针对现有油烟废气净化装置的不足，提出一种净化处理油烟废气方法及装置，具有装置结构简单、操作简便、有效去除油烟废气等优点。

本发明采用的原理是：油烟废气在风机带动下，经静电除尘室，利用高压电场使烟气发生电离，从而使气流中的大颗粒固体荷电在电场作用下与气流分离。在静电吸附作用下，除去油烟废气中大颗粒固体；在等离子体净化室中，空气在电晕-介质阻挡放电协同作用，产生具有高内能和动能的活性粒子，与除尘后的油烟废气分子撞击发生氧化作用，生成H₂O和CO₂，达到去除目的。该方法与现有技术相比采用的是更加先进，环保的等离子体技术，采用高电压场击穿空气，放电产生高能活性粒子，通过电晕与介质阻挡协同放电来提高高能粒子产生量及其能量，减少处理时间，提高处理效果。而现有技术只是简单的用过滤技术来处理油烟废气。

本发明专利目的的技术方案为：一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，包括静电除尘室、等离子体净化室以及尾气处理3部分组成。所述静电除尘室由阴极、阳极以及极板构成。所述等离子体净化室由电晕-介质阻挡低温等离子体放电管构成，可多个并联；所述电晕-介质阻挡放电管包括带针尖可调正极不锈钢棒、负极装置、阴极架、阳极架、高压绝缘子构成；所述针尖为四角星型、六角星型、八角星型以及针状型；所述负极装置包括介质阻挡和不锈钢丝，环列于正极不锈钢棒周围；所述阻挡介质为石英、陶瓷、聚四氟乙烯。所述尾气处理为饱和KI溶液。尾端设有风机。本装置可以一组或者多组平行或则串联使用，增大净化效率和处理量。

一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，经静电除尘、等离子净化以及尾气吸收三个过程实现油烟废气净化处理。所述方法具体步骤如下：

（1）模拟油烟废气的配置

第（1）步骤，本发明以丙酮气体模拟油烟废气，采用冰浴鼓泡法进行丙酮气体配制。具体操作过程为：一路气体通过质量流量计控制干燥空气通过冰浴鼓泡装置，带出一定浓度丙酮蒸汽，与另一路大流量空气（0.7~5L/min）控制，在混合瓶均匀混合后制成一定流量（10m~30mL/min）的丙酮气体。

（2）静电除尘

完成第（1）步骤后，打开静电除尘净化室和等离子体净化室的开关30s后，打开风机将第（1）步所得油烟抽入静电除尘室，极板间距为20cm，电压为220 V，去除油烟中大颗粒固体物质。

（3）等离子体净化

完成第（2）步骤后，除尘后的油烟通过等离子体净化室。等离子体净化室由4~6个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管并联，电晕-介质阻挡放电管的针尖可选四角星型、六角星型、八角星型以及针状型，阻挡介质可选石英、陶瓷、聚四氟乙烯材料。在6~12 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度。

（4）尾气处理

完成第（3）步骤后，油烟被等离子体净化区内的O₃氧化分解为CO₂和H₂O，通入洁净空气吹洗反应器内部单元，将气体导入装有过饱和KI溶液的尾气吸收瓶中，检测臭氧浓度达标后，关闭风机。

本发明的有益效果为:

（1）本发明装置设有静电除尘室、等离子体净化室以及尾气处理。废气先通过静电除尘室，可以有效的除去油烟废气中的颗粒物，再经电晕-介质阻挡等离子体的处理，提高高能粒子产生量及其能量，可将油烟废气氧化分解为CO₂和H₂O，实现油烟净化，处理时间短，去除效果好。

（2）本发明装置可多组等离子体净化单元并联，增大电晕-介质阻挡低温等离子体放电管中活性物质的产生，以减小净化时间，增大废气处理量和油烟净化效率。

（3）本发明装置设有尾气处理，可吸附多余的O₃，不会对环境造成二次污染，符合国家环境保护的政策；本装置结构简单，运行成本低，处理效果好。

附图说明

图1为本发明的基本结构示意图。其中，1为静电吸附室，2为等离子体净化室，3为风机，4为尾气吸收装置，5为静电除尘装置，6为电晕-介质阻挡低温等离子体放电管。

图2为静电除尘装置俯视图。其中，7为导电管，8为极板，9为外壳

图3为本发明等离子体净化室中电晕-介质阻挡低温等离子体放电管结构示意图。其中，10为塑料支柱，11为正极，12为负极，13为阻挡介质，14为八角星片。

图4为电晕-介质阻挡低温等离子体放电管建议布置位置截面图。（a）为4个放电管并联，（b）为5个放电管并联，（c）为6个放电管并联。其中，15为壳体，6为电晕-介质阻挡低温等离子体放电管。

具体实施方式

实施例1

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方案，但是本发明还可以在其他方面应用。

一种多功能净化去除油烟废气的方法及设备，包括静电除尘室1、等离子体净化室2以及尾气处理装置43部分组成。所述静电除尘室1由阴极、阳极以及极板8构成。所述等离子体净化室2由5个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管5并联构成。所述电晕-介质阻挡放电管5包括带针尖可调正极不锈钢棒11、负极装置12、阴极架、阳极架、高压绝缘子构成；所述带针尖14为八角星型；所述负极装置12包括介质阻挡12和不锈钢丝，可环列于正极不锈钢棒周围；所述阻挡介质13为石英。所述尾气处理为饱和KI溶液。尾端设有风机。本装置可以一组或者多组平行或则串联使用，增大净化效率和处理量。

一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，经静电除尘、等离子净化以及尾气吸收三个过程实现油烟废气净化处理。所述方法具体步骤如下：

（1）模拟油烟废气的配置

第（1）步骤，本发明以丙酮气体模拟油烟废气，采用冰浴鼓泡法进行丙酮气体配制。具体操作过程为：一路气体通过质量流量计控制干燥空气通过冰浴鼓泡装置，带出一定浓度丙酮蒸汽，与另一路大流量空气（1.5L/min）控制，在混合瓶均匀混合后制成一定流量（10mL/min）的丙酮气体。

（2）静电除尘

完成第（1）步骤后，打开静电除尘净化室和等离子体净化室的开关30s后，打开风机将第（1）步所得油烟抽入静电除尘室，极板间距为20cm，，电压为220 V，去除油烟中大颗粒固体物质。

（3）等离子体净化

完成第（2）步骤后，除尘后的油烟通过等离子体净化室。等离子体净化室由5个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管并联，电晕-介质阻挡放电管的针尖为八角星型，阻挡介质为石英管。在8 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度。

（4）尾气处理

完成第（3）步骤后，油烟被等离子体净化区内的O₃氧化分解为CO₂和H₂O，通入洁净空气吹洗反应器内部单元，将气体导入装有过饱和KI溶液的尾气吸收瓶中，检测臭氧浓度达标后，关闭风机。该装置对丙酮的降解率可达32.06%。

实施例2

一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，同实施例1，其中：

（1）模拟油烟废气的配置

第（1）步骤，本发明以丙酮气体模拟油烟废气，采用冰浴鼓泡法进行丙酮气体配制。具体操作过程为：一路气体通过质量流量计控制干燥空气通过冰浴鼓泡装置，带出一定浓度丙酮蒸汽，与另一路大流量空气（1L/min）控制，在混合瓶均匀混合后制成一定流量（20mL/min）的丙酮气体。

（2）静电除尘

完成第（1）步骤后，打开静电除尘净化室和等离子体净化室的开关30s后，打开风机将第（1）步所得油烟抽入静电除尘室，v电压为220 V，去除油烟中大颗粒固体物质。

（3）等离子体净化

完成第（2）步骤后，除尘后的油烟通过等离子体净化室。等离子体净化室由5个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管并联，电晕-介质阻挡放电管的针尖为八角星型，阻挡介质为石英管。在12 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度。

（4）尾气处理

完成第（3）步骤后，油烟被等离子体净化区内的O₃氧化分解为CO₂和H₂O，通入洁净空气吹洗反应器内部单元，将气体导入装有过饱和KI溶液的尾气吸收瓶中，检测臭氧浓度达标后，关闭风机。该装置对丙酮的降解率可达27.24%。

实施例3

一种多功能净化去除油烟废气的方法及设备，同实施例1，其中：

（1）模拟油烟废气的配置

第（1）步骤，本发明以丙酮气体模拟油烟废气，采用冰浴鼓泡法进行丙酮气体配制。具体操作过程为：一路气体通过质量流量计控制干燥空气通过冰浴鼓泡装置，带出一定浓度丙酮蒸汽，与另一路大流量空气（1L/min）控制，在混合瓶均匀混合后制成一定流量（20mL/min）的丙酮气体。

（2）静电除尘

完成第（1）步骤后，打开静电除尘净化室和等离子体净化室的开关30s后，打开风机将第（1）步所得油烟抽入静电除尘室，极板间距为25cm，电压为220 V，去除油烟中大颗粒固体物质。

（3）等离子体净化

完成第（2）步骤后，除尘后的油烟通过等离子体净化室。等离子体净化室由5个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管并联，电晕-介质阻挡放电管的针尖为八角星型，阻挡介质为石英管。在8 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度。

（4）尾气处理

完成第（3）步骤后，油烟被等离子体净化区内的O₃氧化分解为CO₂和H₂O，通入洁净空气吹洗反应器内部单元，将气体导入装有过饱和KI溶液的尾气吸收瓶中，检测臭氧浓度达标后，关闭风机。该装置对丙酮的降解率可达22.47%。

实验结果

1、当放电电压为8kV，模拟油烟气丙酮气体流量为10mL/min时，不同空气流量对丙酮降解率的影响

表1不同空气流量对模拟油烟气净化率的影响

空气流量L/min	0.7	1	1.5	2	3
						降解率%	20.97	25.42	32.06	24.83	15.42

2、当模拟油烟气丙酮气体流量为10mL/min、，空气流量为1L/min时，不同放电电压对丙酮降解率的影响

表2不同放电电压对模拟油烟气净化率的影响

放电电压kV	6	7	8	10	12
						降解率%	7.04	11.84	17.64	23.09	27.24

3、当放电电压为8kV，空气流量为1L/min时，不同模拟油烟气流量对丙酮降解率的影响

表3同丙酮气体流量对对模拟油烟气净化率的影响

丙酮气体流量mL/min	10	15	20	25	30
						降解率%	16.79	18.09	22.47	18.31	15.59

从上述实验可知，本发明装置以丙酮模拟油烟，放电电压8~12kV，产生大量臭氧等活性粒子，分别通入空气流量为0.7~5L/min后，控制丙酮气体流量10~30mL/min，使丙酮反应场中氧化分解为CO₂和H₂O，反应3min后，丙酮降解率为15.42~32.06%，净化效果明显。

Claims (3)

1.一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，其特征在于所述方法具体操作步骤如下：

（1）模拟油烟废气的配置

第（1）步骤，本发明以丙酮气体模拟油烟废气，采用冰浴鼓泡法进行丙酮气体配制；具体操作过程为：一路气体通过质量流量计控制干燥空气通过冰浴鼓泡装置，带出一定浓度丙酮蒸汽，与另一路大流量空气（1.5L/min）控制，在混合瓶均匀混合后制成一定流量（10mL/min）的丙酮气体；

（2）静电除尘

完成第（1）步骤后，打开静电除尘净化室和等离子体净化室的开关30s后，打开风机将第（1）步所得油烟抽入静电除尘室，极板间距为20cm，电压为220 V，去除油烟中大颗粒固体物质；

（3）等离子体净化

完成第（2）步骤后，除尘后的油烟通过等离子体净化室；等离子体净化室由5个电晕-介质阻挡低温等离子体放电管并联，电晕-介质阻挡放电管的针尖为八角星型，阻挡介质为石英管；在8 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度；

（4）尾气处理

完成第（3）步骤后，油烟被等离子体净化区内的O₃氧化分解为CO₂和H₂O，通入洁净空气吹洗反应器内部单元，将气体导入装有过饱和KI溶液的尾气吸收瓶中，检测臭氧浓度达标后，关闭风机；该装置对丙酮的降解率可达32.06%。

2.根据权利要求1所述的一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，其特征在于所述方法具体操作步骤如下：

第（1）步骤中，大流量空气流量为1L/min，混合后制成的丙酮气体流量为20mL/min；

第（3）步骤中，在12 kV的放电电压下净化丙酮3min，待反应稳定后测定丙酮浓度；

第（4）步骤中，该装置对丙酮的降解率可达27.24%。

3.根据权利要求1所述的一种多功能净化去除油烟废气的方法及装置，其特征在于所述方法具体操作步骤如下：

第（1）步骤中，大流量空气流量为1L/min，混合后制成的丙酮气体流量为20mL/min；

第（4）步骤中，该装置对丙酮的降解率可达22.47%。