实现餐饮业油烟类污染物全面净化的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实现餐饮业油烟类污染物全面净化的装置与方法，该装置的离心式油烟分离设备(3)安装在灶台或燃烧炉(1)的上方，离心式油烟分离设备(3)的输出端口与热催化氧化处理器(5)的EA管道接口段(5A)之间安装有转接管道(4A)；热催化氧化处理器(5)的EB管道接口段(5B)与管壳式气－水换热器(6)的下端连接，管壳式气－水换热器(6)的上端与烟气排出管道(7)连接，烟气排出管道(7)内安装有引流风机(8)。在灶台或燃烧炉(1)与转接管道(4A)之间连接有高温烟气导管(2)，转接管道(4A)内安装有管道内混合器(4)。本发明专利技术装置是在传统离心式油烟分离技术的基础上，增设了热催化氧化技术与油烟变折传输方式，从而实现对油烟中的气溶胶和VOCs氧化成CO

【技术实现步骤摘要】
实现餐饮业油烟类污染物全面净化的装置与方法
本专利技术涉及一种对厨房烟道进行净化的处理技术，更特别地说，是指一种实现厨房油烟类污染物全面净化的装置与方法，属于大气污染净化

技术介绍
最近10多年来，我国产生油烟类污染物的行业不断发展，尤其是餐饮业，产值年平均增速超过10％。与此同时，排放的油烟类污染物也不断增加，据《2015年中国环境统计年报》及生态环境部环保公益专项数据测算，2015年全国仅城镇餐饮业油烟颗粒物排放总量就达24.46万吨，占城镇生活烟(粉)尘总量的9.8％，随油烟排放的非甲烷总烃排放量也高达47.77万吨，约占全国排放总量的1.59％。烹饪食物或炒制过程是油烟类污染物产生的一大来源，产生的油烟类污染物主要包含液、固态颗粒物气溶胶和以非甲烷总烃为主要成分的VOCs(volatileorganiccompounds，挥发性有机物)。颗粒物气溶胶会极大加剧大气灰霾的产生，降低大气环境能见度，影响日常生活。而以非甲烷总烃为主要成分的VOCs成分复杂，不同烹饪或炒制方式产生的有机污染物种类不同。浓度高、组分复杂的油烟污染物可通过人类呼吸作用进入人体，长期暴露于油烟会对人体脏器、心血管及免疫系统造成极大损伤。因此，对于油烟类污染物的防止与治理逐渐成为环境工作者的关注焦点。针对油烟类污染物的净化技术包含机械净化法、液体洗涤法和高压静电法等，各技术原理及净化效率不同，不同应用场景所投入使用的油烟类污染物净化设备也不同。然而，这些净化设备只能解决油烟中颗粒态污染物的去除问题，不能解决气态挥发性有机物的净化问题。因此，要想对餐饮业油烟类污染物全面净化，要求净化设备能同时处理颗粒物气溶胶与VOCs，本专利技术就提出一种实现餐饮业油烟类污染物全面净化的方法与装置。
技术实现思路
本专利技术公开了一种实现油烟类污染物全面净化的方法，属于大气污染净化
该方法是在传统离心式油烟分离技术和装置的基础上，增设了油烟加热和热催化氧化技术和装置，从而使离心分离后残留的微细气溶胶和挥发性有机物完全降解实现对油烟类污染物的全面净化。具体来说，烹饪和炒制等产生的油烟首先经过离心分离装置去除其中的大颗粒气溶胶。然后，采用与高温烟气直接混合换热的方式，或与催化氧化产生的热烟气间接换热的方式，或与导热油间接换热的方式，加热油烟至催化氧化反应的起燃温度。最后，在热催化氧化模块中，残留的微细气溶胶和VOCs被氧化成CO2和H2O等。其中，加热油烟至催化起燃温度可通过三种方式实现，一是燃料燃烧炉或灶台产生的高温烟气与油烟直接混合换热升温；二是先用燃料燃烧炉或灶台产生的高温烟气与油烟直接混合，后用催化燃烧产生的热烟气与油烟间接换热升温；三是先用燃料燃烧炉或灶台产生的高温烟气与油烟直接混合，后用蓄积热量的导热油与油烟间接换热升温。热催化氧化模块中，装载的对于微细油烟气溶胶和VOCs氧化的催化剂为负载型贵金属催化剂或金属氧化物型催化剂。贵金属组分包括铂和钯，载体可为活性氧化铝和分子筛；氧化氧化物催化剂包括氧化铜、氧化铬、氧化镍和氧化钴等。催化氧化起燃温度为150℃～200℃左右，催化氧化反应温度为200℃～400℃左右。本专利技术还公开了实现油烟类污染物全面净化的装置，第一种装置包括有：灶台或燃烧炉(1)、离心式油烟分离设备(3)、烟气排出管道(7)和引流风机(8)；其特征在于还包括有：高温烟气导管(2)、管道内混合器(4)、热催化氧化处理器(5)、管壳式气－水换热器(6)。第二种装置与第一种装置的改进之处在于将管壳式气－水换热器(6)替换为多接口－管壳式气－水换热器(16)；并将所述的多接口－管壳式气－水换热器(16)安装在转接管道(4A)与热催化氧化处理器(5)之间；热催化氧化处理器(5)与烟气排出管道(7)之间设有能够抽拉的烟气挡板(11)。第三种装置与第一种装置的改进之处在于在热催化氧化处理器(5)的下方设有一级－管壳式气－水换热器(17)，在热催化氧化处理器(5)的上方设有二级－管壳式气－水换热器(18)。不论采用何种油烟加热和热催化氧化技术，高温和热烟气管道、换热器和催化反应器等均需进行隔热保温。所述的配高温烟气出口和流量调节阀的灶台或燃烧炉是指，在灶台或燃烧炉内设置一个高温烟气出口和流量调节阀，使燃料燃烧产生的部分高温烟气可通过此出口排出并调节流量，再输送至油烟离心分离器后接的管段或换热器中。高温烟气导管是指，从灶台或燃烧炉排出的高温烟气可通过此管道输送至离心式油烟分离设备之后的管段或换热器，而且可通过调节阀，调节通过此管道的烟气流量。其中，调节阀可根据检测显示的催化氧化模块之前的温度，手动或联动自动的方式，调节烟气流量大小，包括完全关闭。管道混合器是指，采用导流扰动或填料扰动强化高温烟气与油烟直接混合的模块。热催化氧化模块是指，以内嵌式装载蜂窝或颗粒状催化剂的不锈钢框架。管壳式气－水换热器是指，催化反应后的热烟气与水间接换热的换热器。油烟气体走壳程，而且壳程可采用不同的结构形式；水走管程，管程为并列布置的管束。管壳式气－水换热器采用耐腐蚀的材料加工制作。管壳式气－气换热器是指，催化反应后的烟气与催化反应前的油烟间接换热的换器。催化反应后的烟气走壳程，而且壳程可采用不同的结构形式；催化反应前的油烟走管程，管程为并列布置的管束。管壳式气－气换热器采用耐腐蚀的材料加工制作。管壳式油-气换热器是指，催化反应前的油烟和催化反应后的热烟气与导热油间接换热的换热器。催化反应前的油烟和催化反应后的热烟气走壳程，而且壳程可采用不同的结构形式；导热油走管程，管程为并列布置的管束。管壳式油－气换热器采用耐腐蚀的材料加工制作。本专利技术提出的实现餐饮业油烟类污染物全面净化的方法和装置的优点在于：(1)实现餐饮业油烟类污染物的全面净化本专利技术方法在传统离心式油烟分离技术和装置的基础上，增设了热催化氧化技术和装置，以及油烟加热和热回收技术和装置，从而实现对油烟中的气溶胶和VOCs全面净化和燃料燃烧和催化氧化产生热量的合理利用。烹饪和炒制等作业过程产生的油烟类污染物先经过离心分离装置，去除其中的大颗粒气溶胶。然后，采用三种方法的任意一种加热油烟至催化氧化起燃温度。最后，在催化氧化模块，使残留的微细气溶胶和VOCs氧化成CO2、H2O等无害物质。(2)避免烹饪产生的热量散失，造成环境污染本专利技术提出的实现油烟类污染物全面净化的方法是利用灶台或燃烧炉燃烧产生的高温烟气将待处理油烟加热至催化氧化反应起燃温度，启动催化降解反应。避免除烹饪食物以外热量释放至环境空气升高厨房温度，减少烹饪人员的不适感，保证良好的操作环境。(3)实现烟气有效循环，节约能源本专利技术提出的实现油烟类污染物全面净化的三种换热方式，可采用与高温烟气直接混合换热的方式，或与催化氧化产生的热烟气间接换热的方式，或与导热油间接换热的方式，加热油烟至催化氧化反应的起燃温度，启动催化降解。可根据不同场景需求选择对应适合的换热技术，实现热量循环，节约能源。附图说明图1是本专利技术实现餐饮业油烟类污染物全面净化方法的流程图。图2是本专利技术实现餐饮业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现餐饮业油烟类污染物全面净化的装置，包括有：灶台或燃烧炉(1)、离心式油烟分离设备(3)、烟气排出管道(7)和引流风机(8)；其特征在于还包括有：高温烟气导管(2)、管道内混合器(4)、热催化氧化处理器(5)、管壳式气－水换热器(6)；/n在灶台或燃烧炉(1)内设置有一个高温烟气出口，利用所述高温烟气出口连接一高温烟气导管(2)的一端，高温烟气导管(2)的另一端连接在转接管道(4A)上；/n高温烟气导管(2)上安装高温烟气开关(2A)和流量调节阀(2B)；/n管道内混合器(4)安装在转接管道(4A)内；/n热催化氧化处理器(5)由EA管道接口段(5A)、EB管道接口段(5B)、热催化氧化段(5C)和多个催化氧化模块(5F)组成；/n所述的催化氧化模块(5F)是指以内嵌式装载蜂窝或颗粒状催化剂的不锈钢多孔框架；/n催化氧化模块(5F)固定在热催化氧化段5C壳体内部的带孔上支撑板5E与带孔下支撑板5D之间；/nEA管道接口段(5A)与EB管道接口段(5B)的结构相同，为锥形空心桶形状；/n热催化氧化段(5C)为矩形形状；热催化氧化段(5C)设置在EA管道接口段(5A)与EB管道接口段(5B)之间；催化氧化模块(5F)设置在热催化氧化段(5C)内；/n管壳式气－水换热器(6)包括有水箱、外管道(6A)、内毛细管(6B)、半弧形多孔支撑板(6C)、上多孔板(6D)、下多孔板(6E)；半弧形多孔支撑板(6C)上设有用于内毛细管(6B)穿过的通孔，相邻的所述半弧形多孔支撑板(6C)相对放置，用于定位阵列排布的多支内毛细管(6B)；/n外管道(6A)上设有FA管接口(6A1)、FB管接口(6A2)；/nFA管接口(6A1)的一端用于与外部的冷水管道连接，FA管接口(6A1)的另一端焊接在FA水箱(6A1A)上，FA水箱(6A1A)的另一面板上设有多个FA导流口(6A1B)；所述FA导流口(6A1B)上连接有FA耐高温软管，FA耐高温软管的另一端连接在内毛细管(6B)的FC管接口(6B1)上；/nFB管接口(6A2)的一端用于与外部的管道连接，FB管接口(6A2)的另一端焊接在FB水箱(6A2A)上，FB水箱(6A2A)的另一面板上设有多个FB导流口(6A2B)；所述FB导流口(6A2B)上连接有FB耐高温软管，FB耐高温软管的另一端连接在内毛细管(6B)的FD管接口(6B2)上；/n每一根内毛细管(6B)上设有FC管接口(6B1)、FD管接口(6B2)；/nFC管接口(6B1)与FA水箱(6A1A)上的FA导流口(6A1B)之间连接有FA耐高温软管；/nFD管接口(6B2)与FB水箱(6A2A)上的FB导流口(6A2B)之间连接有FB耐高温软管；/n每一根内毛细管(6B)的管内用于冷水通过；相邻内毛细管(6B)之间的间隙用于高温油烟通过；/n上多孔板(6D)与下多孔板(6E)的结构是相同的；上多孔板(6D)上的FA通孔(6D1)用于催化氧化后的全面净化后的油烟通过；下多孔板(6E)上的孔用于经热催化氧化处理器(5)后的高温油烟通过；/n管壳式气－水换热器(6)中的相邻内毛细管(6B)之间形成管间隙壳程；管壳式气－水换热器(6)中的内毛细管(6B)用于冷水通过形成水管程。/n...

【技术特征摘要】
20200520 CN 20201043069861.一种实现餐饮业油烟类污染物全面净化的装置，包括有：灶台或燃烧炉(1)、离心式油烟分离设备(3)、烟气排出管道(7)和引流风机(8)；其特征在于还包括有：高温烟气导管(2)、管道内混合器(4)、热催化氧化处理器(5)、管壳式气－水换热器(6)；
在灶台或燃烧炉(1)内设置有一个高温烟气出口，利用所述高温烟气出口连接一高温烟气导管(2)的一端，高温烟气导管(2)的另一端连接在转接管道(4A)上；
高温烟气导管(2)上安装高温烟气开关(2A)和流量调节阀(2B)；
管道内混合器(4)安装在转接管道(4A)内；
热催化氧化处理器(5)由EA管道接口段(5A)、EB管道接口段(5B)、热催化氧化段(5C)和多个催化氧化模块(5F)组成；
所述的催化氧化模块(5F)是指以内嵌式装载蜂窝或颗粒状催化剂的不锈钢多孔框架；
催化氧化模块(5F)固定在热催化氧化段5C壳体内部的带孔上支撑板5E与带孔下支撑板5D之间；
EA管道接口段(5A)与EB管道接口段(5B)的结构相同，为锥形空心桶形状；
热催化氧化段(5C)为矩形形状；热催化氧化段(5C)设置在EA管道接口段(5A)与EB管道接口段(5B)之间；催化氧化模块(5F)设置在热催化氧化段(5C)内；
管壳式气－水换热器(6)包括有水箱、外管道(6A)、内毛细管(6B)、半弧形多孔支撑板(6C)、上多孔板(6D)、下多孔板(6E)；半弧形多孔支撑板(6C)上设有用于内毛细管(6B)穿过的通孔，相邻的所述半弧形多孔支撑板(6C)相对放置，用于定位阵列排布的多支内毛细管(6B)；
外管道(6A)上设有FA管接口(6A1)、FB管接口(6A2)；
FA管接口(6A1)的一端用于与外部的冷水管道连接，FA管接口(6A1)的另一端焊接在FA水箱(6A1A)上，FA水箱(6A1A)的另一面板上设有多个FA导流口(6A1B)；所述FA导流口(6A1B)上连接有FA耐高温软管，FA耐高温软管的另一端连接在内毛细管(6B)的FC管接口(6B1)上；
FB管接口(6A2)的一端用于与外部的管道连接，FB管接口(6A2)的另一端焊接在FB水箱(6A2A)上，FB水箱(6A2A)的另一面板上设有多个FB导流口(6A2B)；所述FB导流口(6A2B)上连接有FB耐高温软管，FB耐高温软管的另一端连接在内毛细管(6B)的FD管接口(6B2)上；
每一根内毛细管(6B)上设有FC管接口(6B1)、FD管接口(6B2)；
FC管接口(6B1)与FA水箱(6A1A)上的FA导流口(6A1B)之间连接有FA耐高温软管；
FD管接口(6B2)与FB水箱(6A2A)上的FB导流口(6A2B)之间连接有FB耐高温软管；
每一根内毛细管(6B)的管内用于冷水通过；相邻内毛细管(6B)之间的间隙用于高温油烟通过；
上多孔板(6D)与下多孔板(6E)的结构是相同的；上多孔板(6D)上的FA通孔(6D1)用于催化氧化后的全面净化后的油烟通过；下多孔板(6E)上的孔用于经热催化氧化处理器(5)后的高温油烟通过；
管壳式气－水换热器(6)中的相邻内毛细管(6B)之间形成管间隙壳程；管壳式气－水换热器(6)中的内毛细管(6B)用于冷水通过形成水管程。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：改进之处在于将管壳式气－水换热器(6)替换为多接口－管壳式气－水换热器(16)；并将所述的多接口－管壳式气－水换热器(16)安装在转接管道(4A)与热催化氧化处理器(5)之间；热催化氧化处理器(5)与烟气排出管道(7)之间设有能够抽拉的烟气挡板(11)；其中的连接关系为：
依据灶台或燃烧炉(1)的放置位置，将离心式油烟分离设备(3)安装在所述灶台或燃烧炉(1)的上方，并调节离心式油烟分离设备(3)相对灶台或燃烧炉(1)的高度；
在灶台或燃烧炉(1)与转接管道(4A)之间连接有高温烟气导管(2)；高温烟气导管(2)上设有高温烟气开关(2A)和流量调节阀(2B)；
离心式油烟分离设备(3)的输出端口上连接有转接管道(4A)；所述转接管道(4A)内安装有管道内混合器(4)；
转接管道(4A)的另一端与多接口－管壳式气－水换热器(16)的下端连接，多接口－管壳式气－水换热器(16)的上端与热催化氧化处理器(5)的EA管道接口段(5A)连接；
热催...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天乐，赵靖雯，孙也，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11