CN207065668U

CN207065668U - 一种复式过滤油烟净化装置

Info

Publication number: CN207065668U
Application number: CN201720930955.6U
Authority: CN
Inventors: 蒲哲; 胡苏蔓; 门娜; 方艺; 田慧; 罗亚; 王雅珏; 卜令兵
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-03-02
Anticipated expiration: 2027-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种复式过滤油烟净化装置，包含壳体以及依次按顺序固定设置在壳体内的静电滤网、活性炭过滤网、HEPA过滤网和催化净化载体，所述壳体包含进气管道、第一圆台型过滤部、催化净化载体容腔、第二圆台型过滤部和出气口，静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网之间通过胶水固定连接并且静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网均固定设置在进气管道内。本实用新型吸附能力强、去除效率高，性能可靠。

Description

一种复式过滤油烟净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种油烟净化装置，特别是一种复式过滤油烟净化装置。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，餐饮业迅速发展，但与此同时烹饪产生油烟的排放对环境的污染也愈发严重，各种有害气体对人类健康造成威胁。我们所说的油烟是指食物烹饪、加工过程中挥发的油脂、有机质及其加热分解或裂解的产物,是由食用油和食物在高温下经过一系列反应生成的气体、液体和固体的混合物。也就是说,油烟排放包括由液体和固体组成的颗粒物排放,简称为挥发性有机化合物排。2000年4月通过的《中华人民共和国大气污染防治法》第四十四条中对餐饮业油烟污染做出了明确规定：“城市餐饮服务业的经营者，必须采取措施，防止油烟对附近居民的居住环境造成污染。”此外不仅仅只是餐饮业，家庭厨房排放的油烟也达到很大比例。众所周知，油烟气含有多种有毒有害成分,并且成分十分复杂。这种油烟既有油脂、蛋白质及原料佐料在受热条件下进行物理化学反应而产生的有机烟气,也有加热操作过程液滴溅裂油料物料分解、氧化、聚合的高分子化合物,因此存在的状态既有悬浮颗粒物(Ts)P又有气体状态的有机污染物。主要分为不饱和烃类、饱和烃类、苯系物、多环芳烃、杂环化合物以及醇、醛等,具体有200多种。加上操作间内燃料产生的污染可形成气、液、固三态污染,其中油烟中的味道主要是气态污染物所为。针对抽油烟机净化不完全带来的环境污染问题，处理并解决油烟已成为迫在眉睫的课题。

目前，国内厨房油烟净化器主要分为惯性分离式、静电沉积式、催化净化式和过滤吸附式四大类。惯性分离技术净化油烟的主要机理通过气流方向改变所产生的惯性,将油雾中颗粒物从气流中分离出来,并沉积到拦截设备上,拦截设备主要有隔栅、油雾网罩等。其净化效率不高约为一,仅适合预处理,还得与其它方法结合使用。

1.洗涤吸收技术净化油烟的主要机理是用吸收液吸收烟气中的污染物,通过气液接触使油烟雾滴和其它污染物质从气相向液相转移。常见有水雾水膜式油烟净化装置、运水烟罩、雾化喷淋器、喷淋塔等。简单的喷淋方式除油效果差,高效的装置结构复杂,效率虽高,但运行费用也高,同时产生二次污染。水雾水膜式油烟净化装置,是将排烟罩和净化装置结合成一体,虽然设备紧凑,阻力小,但对微小雾滴的净化效率较低,存在二次污染。运水烟罩集吸风罩与油烟净化装置于一体,虽然净化效率高,不占场地,能自动清洗,但价格昂贵,且需要配备专门清洗液。过滤技术净化油烟的主要机理是采用过滤介质如高分子复合材料对油烟进行过滤,将其中的油烟等颗粒污染物截留下来。常见有滤布过滤、纤维垫过滤等。这种方法净化效率虽然很高,但滤料易堵塞,需定期更换,压降大,价格较贵。

2.吸附技术净化油烟的主要机理是采用吸附介质活性炭等将油烟中的污染物吸附脱除。这种设备结构简单,净化效率高。但吸附介质达到吸附容量后需更换,价格较贵,造成总运行费用提高。

3.静电沉积技术净化油烟的主要机理是将油烟引入高压电场,使油烟气中颗粒物荷电,在电场力作用下向集尘极运动,沉积下来后从油烟中脱除。该类设备虽然结构紧凑、占地面积小、净化效率较高,但收集极上的油烟清洗困难,且易造成二次污染。另外设备投资费用较高,应用受到一定的限制。

4.催化剂氧化净化油烟的主要机理是采用各种具有自净功能的催化剂,通过催化氧化燃烧将油滴转化为和水蒸汽,从而消除污染和臭味。净化特点是技术难度大且造价较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种复式过滤油烟净化装置，提高净化效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：包含壳体以及依次按顺序固定设置在壳体内的静电滤网、活性炭过滤网、HEPA过滤网和催化净化载体。

进一步地，所述壳体包含进气管道、第一圆台型过滤部、催化净化载体容腔、第二圆台型过滤部和出气口，第一圆台型过滤部为圆台型壳体并且第一圆台型过滤部的两端分别与进气管道直径和催化净化载体容腔直径匹配，进气管道一端与第一圆台型过滤部较小的一端固定连接，第一圆台型过滤部较大的一端与催化净化载体容腔一端固定连接，第二圆台型过滤部为圆台型壳体并且第二圆台型过滤部的两端分别与催化净化载体容腔直径和出气口直径匹配，第二圆台型过滤部较大的一端与催化净化载体容腔另一端固定连接，第二圆台型过滤部较小的一端与出气口固定连接。

进一步地，所述静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网之间通过胶水固定连接并且静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网均固定设置在进气管道内。

进一步地，所述催化净化载体采用蜂窝状圆柱形载体。

进一步地，所述催化净化载体包含陶瓷蜂窝载体和涂覆在陶瓷蜂窝载体表面的活性氧化铝涂层。

进一步地，所述进气管道、第一圆台型过滤部、催化净化载体容腔之间为可拆卸式连接。

进一步地，所述可拆卸式连接结构为螺纹连接或者卡扣连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型采用了非贵金属做为催化剂，成本低，制作工艺不复杂；吸附能力强、去除效率高，性能可靠；活性炭安装与维护方便，重量轻，通用性强；添加静电滤网，有效延长活性炭过滤网和HEPA过滤网的使用寿命，减少更换频率；减少能耗，降低通风阻力，提高效率；可除去大部分有害油烟气体成分，尤其是挥发性有机物；不会造成二次污染；降低能耗，真正做到节能减排。

附图说明

图1是本实用新型的一种复式过滤油烟净化装置的示意图。

图2是本实用新型的催化净化载体的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1或2所示，本实用新型的一种复式过滤油烟净化装置，包含壳体以及依次按顺序固定设置在壳体内的静电滤网1、活性炭过滤网2、HEPA过滤网3和催化净化载体4。

壳体包含进气管道5、第一圆台型过滤部6、催化净化载体容腔7、第二圆台型过滤部8和出气口9，第一圆台型过滤部6为圆台型壳体并且第一圆台型过滤部6的两端分别与进气管道5直径和催化净化载体容腔7直径匹配，进气管道5一端与第一圆台型过滤部6较小的一端固定连接，第一圆台型过滤部6较大的一端与催化净化载体容腔7一端固定连接，第二圆台型过滤部8为圆台型壳体并且第二圆台型过滤部8的两端分别与催化净化载体容腔7直径和出气口9直径匹配，第二圆台型过滤部8较大的一端与催化净化载体容腔7另一端固定连接，第二圆台型过滤部8较小的一端与出气口9固定连接。

静电滤网1、活性炭过滤网2和HEPA过滤网3之间通过胶水固定连接并且静电滤网1、活性炭过滤网2和HEPA过滤网3均固定设置在进气管道5内。

静电滤网1具有双层静电结构，发达的静电绒毛，有效预先过滤微尘颗粒，pm2.5等，增强过滤精度，延长HEPA和活性炭滤网的使用寿命，同时对灰尘具有很强的静电吸附力，降低活性炭过滤网以及HEPA过滤网的更换频率。

活性炭过滤网2采用通孔结构的蜂窝为载体。是一种吸附装置，可去除异味。此外，这种深度净化过滤器还可去除蒸汽杂质和有害气体。与传统活性炭过滤网相比，具有更优良的气体动力学性能，100%表面吸附能力，体积密度小，比表面积大、吸附效率高，风阻系数小。蜂窝状活性炭滤网是在聚氨酯泡棉上载附粉状活性炭制成，其含碳量在35%-50%左右。具有活性炭高效的吸附性能。可用于空气净化，去除挥发性有机化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和空气中的污染物。空气阻力小，能耗低，可在一定风量下除臭、除异味，净化环境，具有很好的净化效果。可广泛用于处理含有甲苯、二甲苯、苯等苯类、酚类、酯类、醇类、醛类等有机气体及恶臭气体和含有微量重金属的低浓度、大风量的各类气体。对废气进行初步吸附浓缩、净化。

HEPA过滤网3是高效率空气微粒子过滤网的简称。达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7%，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。它对直径为0.3微米（头发直径的1/200）以上的微粒去除效率可达到99.7%以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。HEPA过滤器由任意地被安排的纤维席子组成。影响作用的关键度规是纤维密度和直径和过滤器厚度。体积小密度高的颗粒，在经过HEPA滤网时运动速度会降低，自然沉降到HEPA上，此过程有点类似水中泥沙在河下游沉降的过程。同时由于HEPA滤网编织不均匀，形成大量的空气漩涡，超小颗粒物受到此气旋的影响吸附在HEPA滤网上，实现过滤目的。此外超微颗粒在布朗运动的作用下撞击到HEPA滤网纤维上受到范德华力影响，被过滤。

催化净化载体4采用蜂窝状圆柱形载体。催化净化载体包含陶瓷蜂窝载体和涂覆在陶瓷蜂窝载体表面的活性氧化铝涂层。

催化净化工艺是在固体催化剂的无毒表面上与有毒杂质进行的化学反应。反应结果是气体污染物被转换为较低风险的其它化合物。在该油烟净化装备中，在催化剂的条件下促使 VOCs 在较低的温度下燃烧而转化为无毒的水和二氧化碳，从而将 VOCs 去除。含烃类物质的废气在通过催化剂床层时,碳氢分子和氧分子分别被吸附在催化剂表面并被活化,因而能在较低温度下迅速完全氧化分解成CO₂和H₂o,能耗较小。此外基本上不会造成二次污染，因为该法是将有机物氧化分解成二氧化碳和水,且净化率一般都在95%以上。并且由于温度低,能大量减少NOx的生成，同时可以除去包括气态分子(如丙烯醛等)的所有污染物。该方法具有去除效果好、降解产物无污染、能耗低的特点，是目前较为有效的净化 VOCs的方法之一。

其中，催化净化载体选择蜂窝载体,它具有很高的比表面,膨胀系数小,压降较片粒柱状低,机械强度大,耐磨,耐热冲击等优点,且合制成整机装置。蜂窝陶瓷气孔率一般高达70%左右，其通气阻力小，可以达到节能的效果，材料多为堇青石，可以适应较为苛刻的抗热冲击性能的要求，未燃烧的排气在载体表面燃烧，载体在热机械振动的条件下反复承接热应力的考验，在载体表面涂上催化剂，通过高几何接触表面积和低热容量，提高催化剂性能，在油烟废气通过时，将废气中的有害成份变成无害成份。排放尾气中的微粒子,能发挥卓越的截留效果。其中，采用活性氧化铝涂覆在陶瓷蜂窝载体表面，增大比表面积，使催化反应更有效在整体式催化剂中，陶瓷蜂窝载体只是一个间接地支撑体，涂层才是催化活性成分的真实载体。

其中，催化剂的配置选用了非贵金属氧化物 Co₃O₄, CuO, MnO₂ 一般加入少量的Pd 为活性成分。具体做法如下：

1、1克催化剂需要吸收 0.2 克的选定氧化物，需要制备浓度为 20％的溶液。将72g 的 Co(NO₃)26H₂O 加入80g 的H₂O中，得到浓度为5%的Co₃O₄催化剂。将 60g 的 Cu(NO₃)₂ 3H₂O 加入80g 的 H₂O 中，得到浓度为 5%的 CuO 催化剂将 102g 的 Mn(NO₃)₂ 加入80g 的 H2O 中，得到浓度为 5%的 MnO₂催化剂。

2、将催化剂分别浸在制备的三种所载体中，浸泡 2小时。

3、将催化剂在 120 ℃下干燥 2小时。

4、干燥后，将催化剂在 650 ℃下煅烧 6小时。硝酸盐的分解产生具有催化活性的金属氧化物反应方程式如下

3 Co(NO₃)26H₂O = Co₃O₄ + 6 NO₂ + O₂ + 18 H₂O

2 Cu (NO₃)₂ 3H₂O= 2 CuO + 4 NO₂ + O₂ + 6 H₂O

Mn(NO₃)₂= Mn O₂ + 2 NO₂

5、分别加入 10％的 Pd(NO₃)₂ 溶液，并浸2小时。

6、过滤之后将沉淀在 120 ℃下干燥2小时。

7、干燥后，将样品在 650 ℃下煅烧6小时。

进气管道5、第一圆台型过滤部6、催化净化载体容腔7之间为可拆卸式连接。可拆卸式连接结构为螺纹连接或者卡扣连接。这样方便静电滤网1、活性炭过滤网2、HEPA过滤网3和催化净化载体4的更换。

本实用新型的一种复式过滤油烟净化装置的工作原理为：采用了两种过滤方法叠加，主要是过滤技术和催化氧化剂氧化净化两种不同的去油烟方法的结合，为两截式过滤装置，达到更高效的净化效果，这种方法往往可以获得其它类净化装置难以比拟的效果如惯性分离和过滤分离的组合、湿润洗涤和离心惯性分离的结合等等,均得到了较好的效果，其净化特点是各种基本净化方式都可以组合在一起。我们在排烟管的前面安装了静电滤网，活性炭过滤网和HEPA过滤网作为预处理，利用了物理过滤方法。首先是通过静电滤网的双层静电结构，有效预先过滤微尘颗粒，延长hepa和活性炭滤网的使用寿命，再将过滤后的油烟进行活性炭过滤网的净化，可初步去除部分挥发性有机化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和空气中的污染物等。然后再经过HEPA过滤网，主要吸收了pm2.5等小分子物质。第二部分采用堇青石材质的蜂窝陶瓷作为载体，附着活性Al₂O₃涂层提高比表面，负载Pd、Pt贵金属为活性成分，对油烟进行再次净化处理，其主要机理是采用各种具有自净功能的催化剂，先将废气中的挥发性有机物通过催化氧化燃烧将油滴降解、吸收或者转化为CO₂和水汽，从而消除各种污染和臭味。这种方法可以吸收挥发性有机物，通过催化氧化方法，使挥发性有机物在较低温度下也可以发生反应。并通过类似于处理汽车尾气的陶瓷触媒转化器，使催化氧化燃烧反应产生在此发生器内，更加安全高效。最后再从装置中排出到大气的便是经处理后的油烟，其中大部分污染气体及有害气体已被过滤氧化反应掉了，达到净化的目的。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：包含壳体以及依次按顺序固定设置在壳体内的静电滤网、活性炭过滤网、HEPA过滤网和催化净化载体。

2.按照权利要求1所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述壳体包含进气管道、第一圆台型过滤部、催化净化载体容腔、第二圆台型过滤部和出气口，第一圆台型过滤部为圆台型壳体并且第一圆台型过滤部的两端分别与进气管道直径和催化净化载体容腔直径匹配，进气管道一端与第一圆台型过滤部较小的一端固定连接，第一圆台型过滤部较大的一端与催化净化载体容腔一端固定连接，第二圆台型过滤部为圆台型壳体并且第二圆台型过滤部的两端分别与催化净化载体容腔直径和出气口直径匹配，第二圆台型过滤部较大的一端与催化净化载体容腔另一端固定连接，第二圆台型过滤部较小的一端与出气口固定连接。

3.按照权利要求2所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网之间通过胶水固定连接并且静电滤网、活性炭过滤网和HEPA过滤网均固定设置在进气管道内。

4.按照权利要求2所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述催化净化载体采用蜂窝状圆柱形载体。

5.按照权利要求4所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述催化净化载体包含陶瓷蜂窝载体和涂覆在陶瓷蜂窝载体表面的活性氧化铝涂层。

6.按照权利要求2所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述进气管道、第一圆台型过滤部、催化净化载体容腔之间为可拆卸式连接。

7.按照权利要求6所述的一种复式过滤油烟净化装置，其特征在于：所述可拆卸式连接结构为螺纹连接或者卡扣连接。