CN102861493B

CN102861493B - 一种处理餐饮油烟中pm2.5的光电高能净化装置

Info

Publication number: CN102861493B
Application number: CN201210337317.5A
Authority: CN
Inventors: 冯智星; 罗志荣; 钟惠云; 邓表宽; 谭志雄; 梁小雷; 冯晓茹
Original assignee: Guangdong Senyang Environment Protection Engineering & Facilities Co Ltd
Current assignee: Guangdong Senyang Environment Protection Engineering & Facilities Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: CN102861493A

Abstract

一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，包括等离子反应系统、滤液雾格网、液雾增湿系统和光化学及催化反应系统，所述光化学及催化反应系统包含紫外线发生阵列和设于其前后的催化反应网，油烟废气依次经过等离子反应系统、滤液雾格网、液雾增湿系统和光化学及催化反应系统后得以净化。还包括电气控制系统，该电气控制系统包括感应电流模块、在线监控模块、电化学传感模块及显示屏。本发明不产生二次污染残留物、资源消耗少、运行成本较低、管理维护方便、工艺先进可靠、能提供实时在线运行数据、为环保职能部门提供执法监督管理的数据支持。

Description

一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置

技术领域

本发明涉及一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，属于大气与城乡居民居住环境保护技术领域。

背景技术

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

国务院总理温家宝2012年2月29日主持召开国务院常务会议，同意发布新修订的《环境空气质量标准》。历时4年修改后，PM2.5终于写入“国标”，纳入各省市强制监测范畴。与此同时，在国务院常务会议上，还再次强调了全国开展PM2.5监测的时间表。会议要求，2012年要在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开展细颗粒物与臭氧等项目监测，2013年在113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市开展监测，2015年覆盖所有地级以上城市。

餐饮企业的油烟污染是影响城市空气环境质量的主要环境问题之一，也是公认的PM2.5主要来源之一。油烟中含有大量挥发性有机物，在空气中冷却会化合成为PM2.5，增加局部区域的污染物浓度。虽然目前多数餐饮企业都安装了静电油烟净化器、活性炭箱等的油烟净化设备，但对于油烟中粒径＜2μm的微小颗粒捕集效率低，因而油烟尾气中多数以PM2.5为主，餐饮油烟中的异味多数也来源于油烟尾气中的PM2.5，餐饮油烟的异味存在就是油烟尾气中的主要感官特征，所以去除油烟中的异味即同时能去除油烟中的PM2.5.目前我国各地的餐饮业油烟大量排放，已经严重影响了城市空气环境质量以及市民的正常生活和健康，必须加快对餐饮油烟的有效治理，尤其是在油烟尾气的PM2.5方面。据统计，现在国内大部分餐饮企业主要采用静电除尘技术处理油烟，该技术只能有效降低烟气中的PM10，而经过静电技术处理后，一般油烟尾气中以PM2.5为主，约占尾气PM10的80%以上，由此可见，当前被广泛应用的静电处理技术对餐饮油烟中PM2.5无法有效处理去除。与此同时，据统计，近年来市民针对餐饮油烟异味扰民的投诉总是居高不下，约占总体环境污染投诉的50%，尤其在发达城市投诉个案更多，这反映出餐饮油烟异味已经严重影响市民的生活质量和城市的生态人居环境。

过去，水喷淋洗涤与活性炭吸附过滤以及生物除臭等方法处理净化异味常被作去除异味，由于水喷淋是通过水的喷淋洗涤方法来去除油烟中的烟尘，但只能很有限的洗涤一些大颗粒的油烟烟尘，而且其工艺的缺陷也导致喷淋洗涤系统不能与油烟烟气完全接触反应，小颗粒的油烟烟尘就成为漏网之鱼，效果不仅不佳还造成了喷淋洗涤后污水的二次污染；而活性炭吸附过滤的方法的缺陷在于油烟的排放量是连续性的较大风量排放，基本在一周之内活性炭就会吸附饱和并失效，更换成本一次需几百块甚至上千块以上，则一个月的更换费用高达四、五千元以上，导致餐饮业的经营成本大为增高，几乎不愿意更换，设备安装之后形同虚设，同时活性炭吸附饱和后也同样产生固体废物的二次污染。还有人采用喷植物浓缩香料液的掩盖油烟异味的方法，将植物浓缩香料化成液态、喷洒在厨房附近空间及油烟管道内，让除味液雾滴与油烟中的异味物质分子接触，用除味液香味掩盖油烟异味，，结果由于接触不均匀，除油烟异味的效果不但佳而且成本也很高，还增加除味液带来的新污染。至于生物除臭的技术，由于油烟的烟气温度较高，在南方地区的夏季，油烟在排风管内的温度高达45~60多度，微生物较难稳定生存，加上如遇到餐厅需停业或放假，微生物就失去能量的来源，生物除臭法不适用于治理餐饮油烟方面。

近年来，国内外兴起了应用低温等离子技术、光化学技术处理废气的研究，其中以光催化技术应用最为广泛。

低温等离子体技术的原理是采用电晕放电、射频放电等方式，在常温常压下获得大量的高能电子和·O、·OH等活性粒子，利用这些活性粒子将废气转化为CO₂、H₂O等无害或低害物质。低温等离子体技术具有工艺简单、适用性强、易于操作、能耗低等优点，已成为处理废气的前沿技术。

光催化是常温深度反应技术，其所采用的催化剂一般为单一化合物光催化剂。理论上，只要半导体吸收的光能不小于其带隙能，就足以激发产生电子和空穴，该半导体就有可能用作光催化剂。常见的单一化合物光催化剂多为金属氧化物或硫化物。

光催化技术技术利用了半导体粒子能带结构的特点。半导体粒子的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，价带和导带之间存在禁带。当用能量等于或大于禁带宽度的光照射半导体时，价带上的电子被激发跃迁到导带，在价带上产生空穴，并在电场作用下分离并迁移到粒子表面。光生空穴因具有极强的得电子能力，而具有很强的氧化能力，将其表面吸附的OH-和H2O分子氧化为-OH自由基，而-OH自由基几乎无选择地将有机物氧化，并最终降解为CO₂和H₂O。也有部分有机物与h+直接反应，而迁移到表面的e-则具有很强的还原能力。整个光催化反应中，-OH起着决定性作用。半导体内产生的电子-空穴对存在分离/被俘获与复合的竞争，电子与空穴复合的概率越小，光催化活性越高。半导体粒子尺寸越小时，电子与空穴迁移到表面的时间越小，复合的概率越小；同时粒子尺寸越小，比表面积越大，越有利于反应物的吸附，从而增大反应概率。故目前光催化反应研究绝大部分集中在粒子尺寸极小的纳米级半导体。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，综合运用上述低温等离子净化技术、光催化与光分解等光化学技术。

为实现上述目的，本发明一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，包括等离子反应系统、滤液雾格网、液雾增湿系统和光化学及催化反应系统，所述光化学及催化反应系统包含紫外线发生阵列和设于其前后的催化反应网，油烟废气依次经过等离子反应系统、滤液雾格网、液雾增湿系统和光化学及催化反应系统后得以净化。

本发明还包括电气控制系统，该电气控制系统包括感应电流模块、在线监控模块、电化学传感模块及显示屏，所述感应电流模块串联在供电电源主回路中，所述电化学传感模块设于净化后的油烟废气出口，所述在线监控模块包括A/D转换器、CPU和通讯模块，所述感应电流模块感应的电流信号和电化学传感模块监测的净化后油烟废气颗粒物浓度信号分别经A/D转换器输入CPU处理，该CPU分别输出检测数据至通讯模块传输，至显示屏显示。

所述等离子反应系统包括高压电晕放电极和低压沉积极板，高压电晕放电极为直径0.2～0.3mm钼丝，其工作电压为12000～14000V，低压沉积极板为多张平行布置的铝板，间距为2cm，极板厚度为0.7mm，油烟废气经高压电晕放电极电离，再经平行于气流方向的低压沉积极板沉积，AC220V的交流电经调压系统为高压电晕放电极和低压沉积极板供电。

所述滤液雾格网采用不锈钢框架内嵌碳纤维滤网制成。

所述液雾增湿系统包括依次相连的压力流体泵、管道和雾化喷头，所述雾化喷头设于油烟废气气流的顶部，与滤液雾格网轴线的距离为5cm。

所述催化反应网采用孔径5～10mm的蜂窝状镍网，厚度30～50mm，其表面附着平均粒径5nm的二氧化钛光触媒。

所述紫外线发生阵列包括支承框架和设于支承框架的多条紫外线灯管，每条紫外线灯管垂直于气流方向，每根紫外线灯管的迎风面设有固定在支承框架上的由镜面铝板制成的导流片。所述支承框架内壁贴有一层镜面铝板，所述多条紫外线灯管由上至下等距水平布置，相邻灯管中心间距为10～15cm，该紫外线灯管采用大功率高输出紫外线灯管，其产生的紫外线波长位于UVD波段。所述紫外线发生阵列设有一至三个，每个紫外线发生阵列前后均布置催化反应网，相邻紫外线发生阵列中心间距为20～25cm。

所述等离子反应系统、滤液雾格网、液雾增湿系统和光化学及催化反应系统均设于反应箱内，该反应箱两端设有进出风法兰，该法兰内设有平行于反应箱上下底面的匀风导流片，所述反应箱内壁贴有一层镜面铝板。

工作时，等离子反应系统通过电晕放电效应将流经等离子高压区的油烟废气形成等离子态，其中部分分子量较小的污染物由于高能电解的作用而分解为小分子物质；形成等离子态的烟气之后通过低压沉积极板间电场力的作用使其中的带电极性粒子被吸附到极板上使之去除。经过等离子反应系统后的油烟废气，其中粒径大于2μm的污染物基本得到去除，从而保护了后续工艺的正常运作。在等离子反应系统后布置有一块滤液雾格网，防止液雾进入等离子反应系统引起打火现象。经过等离子反应系统预处理后，油烟废气通过液雾增湿系统增湿，增湿后的油烟废气温度降低，有利于保持后续紫外线发生阵列的最佳工作温度，同时烟气中的水分子将为后续光化学反应中的光触媒提供持续的自由基来源，使其催化活性得以持续。在紫外线发生阵列发出的紫外线照射下，餐饮油烟废气中的部分有毒和异味高分子物质被激发开始发生光解、分子结合链断裂，光解后有毒和异味高分子物质被分解为小分子基团；同时紫外线也使油烟废气中的部分氧分子也被激发分解为氧离子，与另一部分氧分子氧化为臭氧O₃，实现净化工作任务。在紫外线的照射下，催化反应网表面固化的纳米级二氧化钛光触媒催化作用被激活。在光触媒表面，H₂O、O₂等被激化形成活性极强的羟基自由基OH^-，过氧羟基自由基HO^2-，超氧阴离子自由基O^2-等活性自由基，与烟气中的脂肪烃类、醛类、多环芳烃、脂肪酸类物质发生剧烈反应，从而使之得到降解；与此同时，餐饮油烟废气中的污染物在紫外线的催化下，由于光致电离效应，也发生不同程度的分解，形成的小分子基团与光解催化过程中形成的自由基及臭氧等强氧化剂继续反应，生成无毒无臭、结构稳定的气态及小分子物质，其中部分被完全分解为H₂O和CO₂。光触媒催化作用产生的这些活性自由基和臭氧寿命极短，氧化活性极强，臭氧和这些活性自由基双重作用，非常快地催化光解后的小分子基团，先后发生氧化反应，实现去除餐饮油烟PM2.5，消除油烟尾气异味困扰的功能目标。上述多重作用相互交叉进行，细菌、病毒细胞物质分子也同油烟废气中的有毒、异味高分子物质光解一样，其细胞中脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白吸收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，生物活性被杀灭，因而也达到灭菌目的。

本发明还设有电气控制系统，其在线监控模块通过感应电流模块对调压系统、镇流器的电流值进行测量，并将数据通过通讯模块传输到远端，如通过通讯模块将数据转换成无线信号，通过GPRS网络传输到远端的服务器；电化学传感模块对净化后的油烟浓度进行实时测量，并将数据转换为电信号传输至在线监控模块，并经通讯模块将相关测量数值传输至远端。同时，在线监控模块收集到的设备运行数据通过显示屏实时显示。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1、利用等离子反应系统对进入设备的油烟废气进行预处理，通过电晕极化、静电沉积效应将油烟中的大颗粒微粒进行捕集，保护后续工艺设备的正常运作。

2、应用光化学及触媒催化技术，通过紫外线发生阵列以及催化反应网的综合作用，利用光致电离、臭氧氧化、自由基氧化、空穴氧化等多种效应将油烟中的亚微米级及气态污染物进行高效净化，从而达到去除餐饮油烟尾气PM2.5的效果。

3、利用液雾增湿系统增加油烟废气的湿度，通过紫外线及光触媒的催化，在油烟污染物颗粒表面及光触媒表面形成具有强氧化性的自由集团，促进系列光化学反应及氧化反应过程的进行，从而提高对污染物的降解效果。

4、应用电气感应以及通信传输技术，对设备工作过程中的电流、电压、开关机等参数实时检测，并通过显示器实时反映，使设备运行状况一目了然；同时可通过通讯模块将设备运行数据实时传输至环保部门的在线服务器，为环保部门对餐饮企业油烟污染治理的监管及执法提供有力的依据。

本发明工艺先进可靠、能提供实时在线运行数据、为环保职能部门提供执法监督管理的数据支持，本发明不产生二次污染残留物、资源消耗少、运行成本较低、管理维护方便。

附图说明

图1为本发明实施例的气流流向示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例大处理量的结构示意图；

图4为本发明实施例的紫外线发生阵列立体结构示意图；

图5为图4的主视图；

图6为图5的A-A视图；

图7为本发明实施例的电气控制系统方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

如图1至图7所示，本实施例一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，包括等离子反应系统1、滤液雾格网7、液雾增湿系统2、光化学及催化反应系统、电气控制系统和设备箱体。

光化学及催化反应系统包含紫外线发生阵列4和设于其前后的催化反应网3。如图2所示，光化学及催化反应系统中的紫外线发生阵列4设有一个，其前后布置催化反应网3，如图3所示，光化学及催化反应系统中的紫外线发生阵列4设有二个，每个紫外线发生阵列4前后均布置催化反应网3，相邻紫外线发生阵列4中心间距为20～25cm。

设备箱体包括反应箱5-1、设于反应箱5-1两端的进出风法兰5-3、设于法兰5-3内的匀风导流片5-4和电控箱5-2；所述等离子反应系统1、滤液雾格网7、液雾增湿系统2和催化反应网3、紫外线发生阵列4均布置于反应箱5-1内；所述电气控制系统布置于电控箱5-2。如图2所示，按油烟气流方向，反应箱5-1内依次布置进风法兰5-3、等离子反应系统1、滤液雾格网7、液雾增湿系统2、催化反应网3、紫外线发生阵列4、催化反应网3、出风法兰5-3。如图3所示，按油烟气流方向，反应箱5-1内依次布置进风法兰5-3、等离子反应系统1、滤液雾格网7、液雾增湿系统2、催化反应网3、紫外线发生阵列4、催化反应网3、紫外线发生阵列4、催化反应网3、出风法兰5-3。如图3所示为大处理量的结构示意图，设置了二个紫外线发生阵列4，根据处理量不同，还可设置三个，每个紫外线发生阵列4前后均布置催化反应网3，相邻紫外线发生阵列4中心间距为20～25cm。

等离子反应系统1包括高压电晕放电极和低压沉积极板，高压电晕放电极为直径0.2～0.3mm钼丝，其工作电压为12000～14000V，低压沉积极板为多张平行布置的铝板，间距为2cm，极板厚度为0.7mm，油烟废气经高压电晕放电极电离，再经平行于气流方向的低压沉积极板沉积。在低压沉积极板后垂直于气流方向布置有一块滤液雾格网7，滤液雾格网7采用不锈钢框架内嵌碳纤维滤网制成。在滤液雾格网7与催化反应网3之间的反应箱5-1顶部，安装有两个雾化喷头2-3，距离滤液雾格网7轴线5cm，该两个雾化喷头2-3与管道2-2、压力流体泵2-1依次相连，共同构成液雾增湿系统2，该液雾增湿系统2的进水管连接自来水管道，并设置截止阀控制水量，通过不锈钢雾化喷头产生粒径为0.3～0.6mm的液雾。催化反应网3由支承框架以及设置在支承框架上的蜂窝状镍网组成，该蜂窝状镍网的孔径为5mm，厚度30mm,其表面附着二氧化钛光触媒，其平均粒径为5nm。紫外线发生阵列4包括不锈钢支承框架4-1和设于支承框架4-1上的多条紫外线灯管4-2，每条紫外线灯管4-2成柱状排列在与油烟气流方向垂直的基面上，平行于油烟废气的进出风口，多条紫外线灯管4-2由上至下等距水平布置，相邻灯管中心间距为10～15cm，每条紫外光灯管4-2的迎风面设有镜面铝板制成的导流片4-3，该导流片4-3固定在不锈钢支承框架4-1上，该不锈钢支承框架4-1内壁贴有一层镜面铝板，紫外线灯管4-2采用大功率高输出紫外线灯管，其发出的紫外光波长小于200nm，位于UVD波段。反应箱5-1两端设有的进出风法兰5-3由碳钢制作，法兰5-3内设有平行于反应箱5-1上下底面的匀风导流片5-4，该导流片5-4宽5cm，反应箱5-1内壁贴有一层镜面铝板。

电气控制系统布置于电控箱5-2，电气控制系统包括调压系统6-1、镇流器6-2、感应电流模块6-8、在线监控模块6-5、电化学传感模块6-6、指示灯6-4、电源开关6-3和液晶显示屏6-7，电控箱5-2中安装有调压系统6-1、镇流器6-2、感应电流模块6-8、在线监控模块6-5、电化学传感模块6-6，电控箱5-2表面安装有指示灯6-4、电源开关6-3和液晶显示屏6-7。

如图7所示，电源开关6-3控制供电电源主回路的通断；调压系统6-1将电源进线的220V电压转换为14000V高压，施加于等离子反应系统1；多个镇流器6-2并联于电路中，并与紫外线灯管4-2两极连接；感应电流模块6-8串联在供电电源主回路中，电化学传感模块6-6设于净化后的油烟废气出口，安装在出风口法兰5-3处，在线监控模块6-5包括A/D转换器、CPU和通讯模块，感应电流模块6-8感应的电流信号和电化学传感模块6-6监测的净化后油烟废气颗粒物浓度信号分别经A/D转换器输入CPU进行数据分析，并将分析后的数字信号通过通讯模块发送到远端的服务器，同时由液晶显示屏6-7显示在线监控模块6-5收集分析的设备运行状态信息。

本发明使用时安装于废气收集管道的后段，通过外置的风机将油烟废气送入本发明内。

油烟废气从进风口法兰5-3进入反应箱5-1后，首先经过等离子反应系统1，在12000～14000V的高压下，高压电晕放电极产生电晕极化效应，将流经放电极的油烟废气电离产生大量高能电子和带电活性粒子，其中大颗粒的带电粒子在通过平行于气流方向的低压沉积极板时，在极板间电场的作用下被吸附到极板上，从而得到去除；少部分高能电子和带电活性粒子与油烟废气中的污染物反应，最终生成CO₂、H₂O等无害或低害物质；低压沉积极板由牌号为1070H26的铝板制成，质量轻，具有良好的电学性能，同时也有较高的强度，可以有效减少极板由于气流经过产生振动而引起的打火现象，保证其工作稳定性。

经过等离子反应系统1的预处理后，油烟废气中的有机大颗粒得到去除，油烟废气以亚微米级及气态有机污染物为主。之后，油烟废气通过滤液雾格网7，滤液雾格网7用于将等离子反应系统1和液雾增湿系统2隔开，避免等离子反应系统1进水而造成打火。

经过滤液雾格网7后，油烟废气被安装于反应箱5-1顶部的雾化喷头2-3喷雾增湿。增湿后的油烟废气依次通过催化反应网3、紫外线发生阵列4。

催化反应网3采用孔径5~10mm蜂窝状镍网作为光触媒基体，具有较大的比表面积，同时风阻较小，能有效减少风机的阻力损耗，光触媒采用有效粒径为5nm的二氧化钛，具有更高的比表面积，镍与二氧化钛具有极佳的亲和性，因而能有效实现二氧化钛的固着。

紫外线发生阵列4是烟气系列光化学反应的动力来源。紫外线发生阵列4采用了大功率高输出紫外线灯管，产生的紫外线波长位于UVD波段，能为光触媒催化与紫外光解反应提供更高的能量。每根紫外线灯管4-2的有效作用半径为8～10cm，在此范围内灯管发出的紫外线具有良好的光解和催化能力，相邻紫外线灯管4-2中心间距为10～15cm，保证烟气在紫外线灯管4-2有效半径区域内通过。紫外线发生阵列4采用不锈钢支承框架4-1，由镜面铝板制成的导流片4-3固定在支承框架4-1上，结实耐用，镜面铝相比其他材料，对紫外线吸收率更低，因而具有更好的紫外线反射效果，可增加反应过程的紫外光照度；在紫外线灯管4-2迎风面设置导流片4-3，使污染物不会直接碰撞到紫外线灯管4-2，保持灯管表面的洁净，延长灯管清理维护周期。

油烟废气进入催化反应网3后，首先在紫外线的作用下发生光生电离效应，有机大分子被分解，产生大量活性基团；当油烟废气中的污染物与催化反应网3表面附着的光触媒接触时，与光触媒表面在紫外线照射下形成的空穴-电子对、羟基自由基等强氧化剂反应，污染物被迅速氧化分解，生成无害无臭的小分子物质、H₂O、CO₂；同时，增湿后油烟废气中的水雾，部分附着在蜂窝状催化反应网3的表面，H₂O在紫外线和光触媒的联合作用下，生成羟基自由基，为催化反应不断带来羟基自由基的补充，使自由基氧化、空穴氧化反应持续进行；另外，空气中的少量O₂也在紫外线催化下生成O₃，O₃作为强氧化剂也参与到有机污染物的氧化分解反应中；在整个反应过程中，会有少量污染物附着在蜂窝状催化反应网3表面，通过紫外线发生阵列4产生的紫外线光解和催化反应网3表面光触媒的催化，这部分污染物将被分解为H₂O、CO₂，从而使催化反应网3得到净化。

通过上述光致电离、臭氧氧化、自由基氧化、空穴氧化的多重作用净化，油烟废气中的有害和异味高分子微粒分解、氧化，油烟尾气中的PM2.5得到有效消除，最终实现油烟除味的感官效果。实践表明，在上述反应中产生多种活性自由基与臭氧具备协同促进的关系，它们之间的交互协同作用起到了相乘的综合催化效果，大大加快光解、氧化反应速率，光解、氧化的净化工作历程不到0.1秒钟时间，大幅度提高了餐饮油烟有害和异味物质净化处理的效率。

为更有效了解运行情况和处理效果，本发明利用电化学传感模块6-6对设备处理后餐饮油烟的颗粒物浓度进行检测，电化学传感模块6-6采用电化学感应原理，通过在出风口法兰5-3处安装电化学感应探头，对净化后烟气中颗粒物浓度进行检测，油烟颗粒物碰撞电化学传感模块6-6后产生微弱的电流信号，在线监控模块6-5接收到该电流信号后，通过A/D转换，由CPU进行数据分析，运算出油烟等效浓度，并将其以数字信号的形式通过通讯模块发送到远端的服务器，同时由液晶显示屏实时显示在线监控模块收集分析的设备运行状态信息，方便操作控制。

本发明主要利用电晕极化、高能电离、静电沉积、光致电离、臭氧氧化、自由基氧化、空穴氧化、光电协同等多种效应，首先通过高压电晕作用使油烟中的化合物电离、通过高能静电沉积效应捕集粒径较大的极性颗粒,并对后续工艺设备起到预处理及保护作用；剩余的微米级及气态污染物在后续的紫外线发生阵列及催化反应网作用下，通过光致电离、臭氧氧化、自由基氧化、空穴氧化效应进行分解催化氧化，使微米级烟尘、气态污染物和异味高分子微粒进一步分解、氧化，有效消除油烟尾气中的PM2.5，并最终实现油烟除味的感官效果。由于本发明使臭氧和多种活性自由基强氧化剂联合同时并用，它们之间的交互协同作用起到了相乘的综合催化效果，大大加快光解、氧化反应速率，光解、氧化的净化工作历程不到0.1秒钟时间，大幅度提高了餐饮油烟微米级烟尘、气态污染物和异味物质净化处理的效率，是目前切实解决餐饮油烟PM2.5的最有效方法。

Claims

1.一种处理餐饮油烟中PM2.5的光电高能净化装置，其特征在于：包括等离子反应系统（1）、滤液雾格网(7)、液雾增湿系统（2）和光化学及催化反应系统，所述光化学及催化反应系统包含紫外线发生阵列（4）和设于其前后的催化反应网（3），油烟废气依次经过等离子反应系统（1）、滤液雾格网(7)、液雾增湿系统（2）和光化学及催化反应系统后得以净化；所述液雾增湿系统（2）包括依次相连的压力流体泵（2-1）、管道（2-2）和雾化喷头（2-3），所述雾化喷头（2-3）设于油烟废气气流的顶部，与滤液雾格网(7)轴线的距离为5cm，所述催化反应网（3）采用孔径5～10mm的蜂窝状镍网，厚度30～50mm，其表面附着平均粒径5nm的二氧化钛光触媒，所述紫外线发生阵列（4）包括支承框架（4-1）和设于支承框架（4-1）的多条紫外线灯管（4-2），每条紫外线灯管（4-2）垂直于气流方向，每条紫外线灯管（4-2）的迎风面设有固定在支承框架（4-1）上的由镜面铝板制成的导流片（4-3）。

2.根据权利要求1所述的光电高能净化装置，其特征在于：还包括电气控制系统，该电气控制系统包括感应电流模块、在线监控模块（6-5）、电化学传感模块（6-6）及显示屏（6-7），所述感应电流模块（6-8）串联在供电电源主回路中，所述电化学传感模块（6-6）设于净化后的油烟废气出口，所述在线监控模块（6-5）包括A/D转换器、CPU和通讯模块，所述感应电流模块（6-8）感应的电流信号和电化学传感模块（6-6）监测的净化后油烟废气颗粒物浓度信号分别经A/D转换器输入CPU处理，该CPU分别输出检测数据至通讯模块传输，至显示屏（6-7）显示。

3.根据权利要求1所述的光电高能净化装置，其特征在于：所述等离子反应系统（1）包括高压电晕放电极和低压沉积极板，高压电晕放电极为直径0.2～0.3mm钼丝，其工作电压为12000～14000V，低压沉积极板为多张平行布置的铝板，间距为2cm，极板厚度为0.7mm，油烟废气经高压电晕放电极电离，再经平行于气流方向的低压沉积极板沉积。

4.根据权利要求1所述的光电高能净化装置，其特征在于：所述滤液雾格网(7)采用不锈钢框架内嵌碳纤维滤网制成。

5.根据权利要求1所述的光电高能净化装置，其特征在于：所述支承框架（4-1）内壁贴有一层镜面铝板，所述多条紫外线灯管（4-2）由上至下等距水平布置，相邻灯管中心间距为10～15cm，该紫外线灯管采用大功率高输出紫外线灯管，其产生的紫外线波长位于UVD波段。

6.根据权利要求1或5所述的光电高能净化装置，其特征在于：所述紫外线发生阵列（4）设有一至三个，每个紫外线发生阵列（4）前后均布置催化反应网（3），相邻紫外线发生阵列（4）中心间距为20～25cm。

7.根据权利要求1所述的光电高能净化装置，其特征在于：所述等离子反应系统（1）、滤液雾格网(7)、液雾增湿系统（2）和光化学及催化反应系统均设于反应箱（5-1）内，该反应箱（5-1）两端设有进出风法兰（5-3），该法兰（5-3）内设有平行于反应箱（5-1）上下底面的匀风导流片（5-4），所述反应箱（5-1）内壁贴有一层镜面铝板。