一种流化床式油烟处理设备及其用途制造技术

本发明专利技术提供了一种流化床式油烟处理设备及其用途。一种流化床式油烟处理设备，包括集烟罩、反应箱和风机；所述风机控制烟气进入所述集烟罩并经过所述反应箱，最终排出；在所述反应箱内，沿烟气的排出方向依次分布有加湿器、紫外灯、布气板、不锈钢丝滤膜，所述反应箱的出烟口由布气板、不锈钢丝滤膜依次封堵；所述布气板和所述不锈钢丝滤膜优选为可再生；所述加湿器用于向进入所述反应箱内部的气体加湿。本发明专利技术利用·OH与油烟高传质系数的氧化反应，实现了较高的油烟的净化率。

【技术实现步骤摘要】
一种流化床式油烟处理设备及其用途
本专利技术涉及机械
，尤其是涉及一种流化床式油烟处理设备及其用途。
技术介绍
中国人膳食结构与西方人不同，无论饮食种类还是烹饪工具都与西方国家都有很大的不同。中国饮食加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式厨房中的油烟很大，容易使厨房环境变得油腻而不好清洗；同时，厨房油烟中含有300多种有害物质，对人体健康和环境都有严重危害。从成因上看，厨房油烟主要为食用油和食品加热过程中产生的油烟雾。在烹调过程中，菜中水沫急剧汽化膨胀，其中部分又冷凝成雾和油烟一起形成可见的油烟雾。油烟雾主要为水雾，仅在上部夹有小量与水雾互不浸润的油气、油烟。另外，油烟废气有一些刺激性味道。从形态上看，油烟废气包括油脂颗粒物、可挥发性有机物及气态污染物，且液体粘度较大，异味主要由气态污染物造成。从成分上看，厨房油烟中的污染物主要包括油滴及燃料未完全燃烧产生的炭黑颗粒、有机大分子颗粒和挥发有机化合物(VOC)。目前，国内外对厨房油烟废气的处理设备主要有惯性分离、静电沉积、膜过滤及洗涤等，主要用于去除厨房油雾气中的颗粒物，对VOC的去除效果甚微。随着人们对油烟处理的日益重视，已研究出对VOC针对性去除的设备，其所用的原理主要有紫外照射或者臭氧氧化和低温等离子，但都是效率低下的设备，达到的效果并不显著，无法满足相关排放标准，并且投入与产出并不匹配，性价比较低。以北京市的饮食业油烟排放标准为例，其要求排放的油烟气中油脂在1mg/m3以下，颗粒物的含量在5mg/m3以下，VOC的含量在10mg/m3以下，而现有的净化设备根本无法长时间稳定地满足该要求。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流化床式油烟处理设备，该流化床式油烟处理设备利用羟基自由基与油烟气在流化床反应装置下高效氧化反应的原理，提高了对油烟气中有机胶性颗粒与VOC的去除率，而且具有防爆防火、无点火能等特点。为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种流化床式油烟处理设备，包括集烟罩、反应箱和风机；所述风机控制烟气进入所述集烟罩并经过所述反应箱，最终排出；在所述反应箱内，沿烟气的排出方向依次分布有加湿器、紫外灯、布气板、不锈钢丝滤膜，所述反应箱的出烟口由布气板、不锈钢丝滤膜依次封堵；所述布气板和所述不锈钢丝滤膜优选为可再生；所述加湿器用于向进入所述反应箱内部的气体加湿；优选地，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜之间还设有紫外灯。上述流化床式油烟处理设备主要由三个基本单元构成，这三个基本单元提供了羟基自由基产生的条件以及流化反应环境，进而实现了高效去除有机胶性颗粒与VOC的功能。三个基本单元包括：提供水的加湿器，提供紫外线的紫外灯，以及发生流化反应的布气板和不锈钢丝滤膜。若要实现油烟气被羟基自由基高效氧化，则必须满足产生大量羟基自由基和较高的传质系数的氧化反应的基本条件。为此，本专利技术通过两个主要渠道供应羟基自由基：一是利用水在紫外灯的照射下产生大量羟基自由基，反应式如式(一)；二是空气中的氧气在紫外灯的照射下产生的氧自由基，氧自由基与水进一步反应生成羟基自由基，反应式如式(二)和(三)。H2O+UV→·H+·OH式(一)O2+UV→2·O式(二)·O+H2O→2·OH式(三)本专利技术通过布气板和不锈钢丝网滤膜的结构设计提供了一种较高的传质系数的氧化反应设备：本专利技术的反应箱模拟流化床的反应原理，使反应物(包括羟基自由基和油烟气)通过布气板时重新分布，避免部分油烟气沟漏不与·OH接触而直接排入大气；重新分布后·OH和油烟气的通过布气板后，油烟气中待氧化的物质(尤其是难以氧化的苯及胶性颗粒类物质)富集于不锈钢丝网滤膜上，此时油烟气与·OH在布气板和不锈钢丝滤膜之间产生沸腾式的接触，进行较大接触面积、较长时间的氧化反应。由此可见，由于将·OH和油烟气拦截在布气板和不锈钢丝滤膜之间，使这两种反应物在此短暂停留，油烟气中的颗粒以及胶性物质在不锈钢丝滤膜表面富集，从而既使·OH和油烟气的接触面积更大，又使待氧化的物质停留时间延长，进而延长反应时间，即从反应面积和反应时间两方面提高氧化反应的传质系统，最终提高净化效率。此外，不锈钢丝滤膜在氧化反应过程中也完成了自身再生。综上，本专利技术所提供的流化床式油烟处理设备的工作流程为：在风机作用下，油烟气进入集烟罩，再进入反应箱，同时加湿器向通过反应箱内部的气体加湿，此时在紫外灯的照射下水被激发产生·OH，部分氧气也被激发并与水接触产生·OH。之后，·OH与油烟气在风机的带动下经过反应箱中的布气板，经过布气后进入布气板和不锈钢丝滤膜之间的区域，油气中待氧化的化合物(尤其是难以氧化的胶性物质)富集于不锈钢丝网滤膜上，又由于此处有一定的压降，压降迫使·OH与油烟气在此区域处于流化状态，进行沸腾式接触，发生大概率的径向传质，进而充分反应，使油烟气中有机物被分解成CO2和H2O。此外，由于不锈钢丝滤膜时刻处于振动状态，因此，其上面的孔道不容易被油烟气中颗粒物堵塞；由此可见，本专利技术既避免了短时间使用后由孔道堵塞导致净化效率大幅降低的问题，又通过提高羟基自由基和油烟气反应的传质系数提高了污染物的降解率，满足排放要求。另外，由于氧气容易被自发生成的·O会优先结合O2生成O3(如反应式(四))，而O3对VOC的氧化性远低于·OH。因此，在实际应用中，优先为了降低臭氧的产率，在油烟气进入反应箱之前，使反应箱内部形成高湿度环境。·O+O2→O3式(四)如上文所述，本专利技术的主要用途是对挥发性有机化合物或油烟有机胶性颗粒的分解处理，因此其应用领域是非常广泛的，并不仅限于厨房的油烟处理，还包括化工厂的尾气处理、污水厂的尾气处理、垃圾处理场的尾气处理或汽车尾气处理。虽然本专利技术所利用的化学反应原理很常见，尤其在污水处理中，类似于芬顿反应，它具有高效、广谱净化有机化合物的能力，然而本专利技术克服了实现这类氧化反应的诸多难题，包括：(1)如何实现连续性的净化处理，而不影响油烟源头排烟的作业，同时实现膜体的再生，提高设备的适应性；(2)如何使净化系统与烟气排放系统集成一体，以及降低设备的占用空间及运行、制造成本等；(3)如何高效率地生成大量·OH；(4)如何广谱的对VOC高效率的降解和去除。在以上核心结构基础上，本专利技术的设备的机械构造还可以进一步改进，具体如下。优选地，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜优选为可再生；以便实现设备的长期连续使用，两者均选用不锈钢材质时设备寿命更长。优选地，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜之间还设有紫外灯。在此区域增设紫外灯，可以增加·OH的生产量，提高氧化效率和降解能力。优选地，所述加湿器为水雾化器。另外，该方案所用的加湿器为水雾化器，因此反应箱中的水分处于水汽状态，不会产生径流问题，因此无需设置专用的液箱及回水装置。优选地，所述反应箱与所述集烟罩由两层导风板连为一体，烟气通过所述两层导风板进入所述反应箱；所述两层导风板中，每个所述导风板上设有多个导风孔，并且两层导风板上的导风孔错位分布。将反应箱与集烟罩集为一体，有诸多优点：(1)减小设备体积；(2)缩短油烟通道，更节能高效；(3)对传统油烟净化设备的结构改动小，更利于产品升级，通常只需要改造集烟罩的内部结构或某一侧板，即本专利技术与传统油烟净化设备可共用同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流化床式油烟处理设备，其特征在于，包括集烟罩、反应箱和风机；所述风机控制烟气进入所述集烟罩并经过所述反应箱，最终排出；在所述反应箱内，沿烟气的排出方向依次分布有加湿器、紫外灯、布气板、不锈钢丝滤膜，所述反应箱的出烟口由布气板、不锈钢丝滤膜依次封堵；所述布气板和所述不锈钢丝滤膜优选为可再生；所述加湿器用于向进入所述反应箱内部的气体加湿；优选地，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜之间还设有紫外灯。

【技术特征摘要】
1.一种流化床式油烟处理设备，其特征在于，包括集烟罩、反应箱和风机；所述风机控制烟气进入所述集烟罩并经过所述反应箱，最终排出；在所述反应箱内，沿烟气的排出方向依次分布有加湿器、紫外灯、布气板、不锈钢丝滤膜，所述反应箱的出烟口由布气板、不锈钢丝滤膜依次封堵；所述布气板和所述不锈钢丝滤膜优选为可再生；所述加湿器用于向进入所述反应箱内部的气体加湿；优选地，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜之间还设有紫外灯。2.根据权利要求1所述的流化床式油烟处理设备，其特征在于，所述加湿器为水雾化器。3.根据权利要求2所述的流化床式油烟处理设备，其特征在于，所述反应箱与所述集烟罩由两层导风板连为一体，烟气通过所述两层导风板进入所述反应箱；所述两层导风板中，每个所述导风板上设有多个导风孔，并且两层导风板上的导风孔错位分布，优选等间距错位分布；优选地，所述反应箱的底部设有排油槽；优选地，所述两层导风板为可拆卸的。4.根据权利要求1所述的流化床式油烟处理设备，其特征在于，所述反应箱由多个U型箱体并排组成；每个所述U型箱体的左右两侧通过底部贯通，并且所述集烟罩的出烟口与所述U型箱体的右侧箱体的进风口相通；所述U型箱体的左侧箱体设有所述紫外灯、所述布气板和所述不锈钢丝滤膜，所述布气板和所述不锈钢丝滤膜依次封堵所述U型箱体的左侧箱体的出风口；所述U型箱体的右侧箱体内设有撞击流组件和所述加湿器，所述加湿器为射流管；所述撞击流组件由上至下包括：第一导流板、第二导流板；所述第一导流板和所述第二导流板之间设有所述射流管，所述第一导流板由一块弧形板与两块平板拼接而成，并且两块所述平板分别拼接在所述弧形板的两侧，两块所述平板与所述弧形板之间形成有开口的空腔；所述第二导流板由两块相对设置的导板组成，两块所述导板相对形成的孔道与所述第一导流板的开口相通；...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗建民，罗逸嘉，
申请(专利权)人：罗建民，罗逸嘉，
类型：发明
国别省市：北京,11