CN102949909A - 一种高效低成本餐饮油烟净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油烟净化器采用撞击流高效增强反应机理对餐饮油烟进行快速的净化处理，系统主要由六部分构成：四组喷嘴、工作增压泵、填料堆、油烟反应处理剂槽、隔离板、气液分离组件。四组喷嘴的结构关系形成蛇形风道，在工作增压泵作用下雾化油烟处理剂，与迎面而来的油烟气发生撞击反应，经过填料堆鲍尔环可以增强混合效果提高反应效率。油烟气与油烟处理剂的撞击反应在本发明净化器所设计的蛇形风道结构区域内完成。被处理油烟气经过与通过喷嘴已经雾化的油烟处理剂的多次碰撞，将烟气中的油污快速溶入处理剂中，油烟异味同时被除去。本发明净化油烟不但处理效率高而且处理成本低。

Description

一种高效低成本餐饮油烟净化器

技术领域

本发明属于油烟处理中的环保技术领域，更具体涉及一种利用化学多相流的撞击流原理实现高效低成本的净化处理餐饮油烟的油烟净化器。

背景技术

随着我国第三产业的兴起发展和人民生活水平的日益提高，城市的饮食服务业迅速发展起来。它在繁荣城乡经济和丰富人民物质文化生活方面确实发挥了积极的作用，但是由该行业产生的餐饮油烟未经处理就向外排放已经造成环境的污染日益严重，严重影响了周围居民的身体健康和环境卫生。油烟排放具有以下特点：数量多、分布广、无组织，呈间歇性排放，成分复杂，低空扩散性强，局部污染严重等现象。研究表明，烹饪烟雾成分复杂，具有一定的吸入毒性、免疫毒性和致突变性。在一般烹饪过程中，都会产生一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物以及致癌物——苯等有毒气体。当食用油加热到270℃左右(油冒烟)就会产生油雾凝聚物，这会造成细胞染色体的损伤，最终导致皮肤衰老和多病，此外，厨房油烟还可导致肺癌、肺炎及其它呼吸道疾病。可见餐饮油烟的不正常或不达标排放是一个直接威胁和谐环境的建构和人体健康的重要因素。实际上，餐饮油烟污染已经成为仅次于工业污染和交通污染后的第三大空气污染源。因此，对于餐饮油烟的治理已经达到了刻不容缓的阶段。市场上流通的油烟净化器大多采用工业通风除尘中颗粒物净化机理去除烹调油烟气中的液固颗粒物，净化技术主要包括旋风惯性分离、过滤、洗涤和静电沉积等4种基本形式及其复合式。利用净化机理设计的油烟净化器具有不同的优点和局限性，专家提出，复合式油烟净化技术是目前最具发展前景的实用技术，但是维护费用高、操作复杂、价格高等问题。实际上目前最常用的餐饮业厨房油烟净化是湿式喷淋和静电两种形式。湿式喷淋采用专用油烟处理剂，使其形成水帘，烟气通过时可洗脱烟气中含有的细小油滴。这种方式成本相对静电低，但是效率相应地也较低。静电处理是使烟气通过带高压静电的导电板，将其中细小油滴吸附在导电极板上达到处理目的。这种方式处理效率相对前者高，但是造价相对较高，而且设备防护措施做得并不够妥当，很易发生危险，安全隐患较大。因此仅少部分饮食业单位在环保部门的要求下安装油烟净化设备，实现达标排放。基于以上分析，我们需要研究满足高效和低成本目的的油烟净化器才能满足实际国情，而决定油烟净化器的性价比的最重要因素是油烟净化机理的改善。为了解决现有的净化设备带来的不便和弊端，也为了让净化设备被每个餐饮点容易接受并都能方便安装，甚至在厨房也能简易安装，需要一种高效低成本餐饮油烟净化器。

本发明专利采用多相流撞击流原理，将油烟处理剂通过喷嘴雾化成微小液滴气流形式，然后使餐饮油烟气和雾化后的油烟处理剂气流发生相互高速对撞。雾化后的处理剂微小液滴经过碰撞将被进一步细化，并且在碰撞时通过撞击面与餐饮油烟气发生强化反应，这样能够极大地提高餐饮油烟气被油烟处理剂吸收的效率。高速的混合气流在本发明所设计的净化器的蛇形通道内再经过多次撞击，它们的反应得到进一步加强从而发生更充分和更完全的化学和物理反应，使得油烟气的治理净化更明显，处理效率比现有的所有净化器都要明显提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高效低成本餐饮油烟净化器，一种油烟处理效率高而且处理成本低的餐饮油烟净化器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，该油烟净化器包括机壳、油烟处理剂和工作增压泵，机壳内设有弯曲的蛇形油烟通道，在油烟通道内依次设有第一组喷嘴、第二组喷嘴、第三组喷嘴和第四组喷嘴，第一组喷嘴设于油烟通道的入口处，在第一组喷嘴与第二组喷嘴间的油烟通道内设有增加反应物间混合效果的填料堆，在第二组喷嘴与第三组喷嘴间的油烟通道内设有油烟处理剂槽，第三组喷嘴与第四组喷嘴间的油烟通道内设有错开隔离板，第四组喷嘴与油烟通道的出口间设有气液分离组件，工作增压泵将油烟处理剂槽内的油烟处理剂注入第一组喷嘴、第二组喷嘴、第三组喷嘴和第四组喷嘴。

更优的，所述填料堆由鲍尔环填料构成。

更优的，所述气液分离组件包括气液分离板和导管，导管一端对应油烟反应处理剂槽。

更优的，所述油烟通道内要求油烟气的风速5～30m/s。

更优的，所述油烟反应处理剂是一种带抗菌成分的表面活性液体。

更优的，所述组成喷嘴组的喷雾喷嘴须将油烟处理剂雾化成1～200微米的液滴。

采用上述技术方案后，其有益效果是：本发明专利采用多相流撞击流原理，将油烟处理剂通过喷嘴雾化成微小液滴气流形式，然后使餐饮油烟气和雾化后的油烟处理剂气流发生相互高速对撞。雾化后的处理剂微小液滴经过碰撞将被进一步细化，并且在碰撞时通过撞击面与餐饮油烟气发生强化反应，这样能够极大地提高餐饮油烟气被油烟处理剂吸收的效率。高速的混合气流在本发明所设计的净化器的蛇形通道内再经过多次撞击，它们的反应得到进一步加强从而发生更充分和更完全的化学和物理反应，使得油烟气的治理净化更明显，处理效率比现有的所有净化器都要明显提高

附图说明

图1是净化系统原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种高效低成本餐饮油烟净化器，该油烟净化器包括机壳、油烟处理剂和工作增压泵6，机壳内设有弯曲的蛇形油烟通道，在油烟通道内依次设有第一组喷嘴2、第二组喷嘴3、第三组喷嘴4和第四组喷嘴5，第一组喷嘴2设于油烟通道的入口处，在第一组喷嘴2与第二组喷嘴3间的油烟通道内设有增加反应物间混合效果的填料堆8，在第二组喷嘴3与第三组喷嘴4间的油烟通道内设有油烟处理剂槽9，第三组喷嘴4与第四组喷嘴5间的油烟通道内设有错开隔离板10，第四组喷嘴5与油烟通道的出口间设有气液分离组件，工作增压泵6将油烟处理剂槽9内的油烟处理剂注入第一组喷嘴2、第二组喷嘴3、第三组喷嘴4和第四组喷嘴5。

所述填料堆8由鲍尔环填料构成；气液分离组件包括气液分离板11和导管12，导管12一端对应油烟反应处理剂槽9；油烟通道内要求油烟气的风速5～30m/s；油烟反应处理剂是一种带抗菌成分的表面活性液体；组成喷嘴组的喷雾喷嘴须将油烟处理剂雾化成1～200微米的液滴。

原理及有益效果：本发明的结构原理如图1所示，主要由六部分构成：四组喷嘴、工作增压泵、填料堆、油烟反应处理剂槽、隔离板、气液分离组件。图中1是油烟气入口，连接到各灶台排放油烟气的收集装置，2到5是四组喷嘴，6是控制喷嘴作用的工作增压泵，7是增压泵对四组喷嘴增压的管路，8是填料堆，9是油烟反应处理剂槽，10是第三组喷嘴4和第四组喷嘴5之间的错开隔离板，11是气液分离板，12是连接气液分离板分离出来的液体导到油烟反应处理剂槽9的导管，13是净化器的净化气体出口。图中在净化器的内部所标的箭头组合是表示混合气流的流向，也是本发明所采用的撞击流通道或者说是撞击反应区，整个反应区形成蛇形风道。下面叙述本发明油烟净化器的各零部件的作用。

四组喷嘴2到5组装在蛇形风道结构的不同地方。第一组喷嘴2和第二组喷嘴3之间加入填料堆8，本发明采用的填料堆是鲍尔环，鲍尔环起到增加反应物之间的混合效果，提高反应物在反应时的充分性和均匀性。蛇形风道构成了本发明净化器的撞击流反应区管路。油烟反应处理剂槽9设计在第二组喷嘴3和第三组喷嘴4之间，气液分离板分离出来的液体可以通过导管流到该槽，分离出来的液体可以跟油烟处理剂循环使用，这样可以节省成本和提高油烟处理剂的利用效率。为了提高撞击面本发明不但采用了多组喷嘴多次碰撞而且利用气流流动的物理特点设计的碰撞流向结构是蛇形的，在蛇形风道中即第三组喷嘴4和第四组喷嘴5之间增加错开隔离板10，它除了实现反应混合气流流向角度的改变外，而且利用第三维方向的空间错开，实现了反应混合气流在第三维方向的变化。气液分离板11安装在蛇形风道的最后位置，目的是分离已经经过充分反应的液体和已经净化的气体，其中液体沿着分离板直接到达分离板底部的导流管12，而气体从净化器的净化气体出口13向外排放。

本发明撇开现有的净化机理，提出一种具有开创性的结合物理化学学科知识的净化机理，即以多相流的撞击流原理为净化机理，研究饮食油烟在风机作用下与逆流而来的油烟处理剂反应液发生高效的接触和发生快速的物理化学反应，从而达到脱油、乳化油烟的目的而实惠有效且长期能高效工作的油烟净化设备。

本发明油烟净化器净化油烟的工作流程可以分为三阶段：撞击前预备阶段、撞击反应阶段、气液分离阶段。

第一，撞击前预备阶段。撞击前预备阶段主要由四组喷嘴、油烟处理剂和鲍尔环构成。首先在工作增压泵12的作用下，油烟处理剂被输送到第一组喷嘴2，将油烟处理剂进行雾化并且准备迎接对面而来的油烟气流。因为从各收集油烟气装置的出口送出来的油烟气体进入本发明净化器油烟气入口1时已有一定的速度，被输送到第一组喷嘴2处与喷嘴喷出来的雾化油烟处理剂准备相向碰撞。第一次相向碰撞后的混合气液流经过鲍尔环可以大大提高混合效果，保证后面充分的接触和反应。第二组、第三组、第四组喷嘴也是在工作增压泵12的作用下喷出雾化的油烟处理剂，准备迎接对面高速而来的已经混有雾化油烟处理剂和油烟气的气流。每组喷嘴对油烟处理剂都形成雾化液滴，让气体和液体颗粒相互对撞形成更大的撞击面。这种对撞结果使处理剂多次细化，形成更加微小的液滴，极大增加了反应吸收效率。

第二，撞击反应阶段。这阶段主要在整个装置的蛇形风道发生和完成。本发明油烟净化器利用撞击流原理净化油烟，净化器所设计的四组喷嘴一是雾化油烟处理剂二是实现两相物质(油烟处理剂液体和油烟气体)的相撞。下一组的喷嘴对迎面而来的油烟气流进行再次细化，提高撞击反应时的反应面。每两组喷嘴之间都是撞击碰撞的空间。经过多次的撞击和反应，油烟处理剂和餐饮油烟气已经得到充分的物理化学反应，油烟中的有害物质已经被处理剂分解、脱油、乳化等作用，撞击区的雾气气流在到达气液分离组件前已经变成是由液体和无污染的气体构成。

第三，气液分离阶段。在撞击反应区后面安装气液分离板11，目的是分离气体和液体。气液分离板将碰撞迎面而来的混合气液，把液体部分拦截流到板底部的导管12而被回收或者导流到油烟反应处理剂槽9再次循环使用，气体部分经碰撞后可以继续向前流动而向外安全排放。餐饮油烟经本系统物理和化学方法混合处理后，可达到甚至低于国家环保总局G′B18483-2001《餐饮业油烟排放标准》的规定。

本发明餐饮油烟净化器可以直接安装在各灶台排放油烟气的收集装置出口。喷雾喷嘴须将油烟处理剂雾化成1～200微米的液滴。

经分析，本发明专利具有以下重大突破特点：

第一，本发明油烟净化器采用的净化机理首次使用撞击流技术。本发明充分利用撞击流技术不但可以强化多相流系统的热质传递过程，而且还能够提高接触面极大地促进化学反应的进行等特点，本发明净化器把撞击流原理作为净化油烟的物理工作机理可以能够通过提高饮食油烟气在风机作用下与逆流而来的油烟处理剂反应液发生高效的接触和发生快速的物理化学反应，从而达到脱油、乳化油烟的目的。

第二，本发明油烟净化器使用四组喷嘴及其设计安装结构的巧妙特点不但实现对撞条件而且大大提高了餐饮油烟气和雾化后的油烟处理剂的接触面积和反应速度，在撞击流反应区可以得到充分的接触和反应。

第三，本发明油烟净化器在第一组和第二组喷嘴之间巧妙安装了填料堆鲍尔环，这样的设计大大提高反应物之间混合的均匀性，增强了它们的物理和化学反应，让顽固的油烟气中的成分能够得到充分的分解和脱油。

第四，本发明油烟净化器设计的撞击流反应区结构是一个蛇形管道形状，这样的设计把撞击流特点、喷嘴作用以及鲍尔环作用几乎发挥到了完全的地步，净化的效果明显得到质的变化。

第五，本发明油烟净化器选择的油烟处理剂是一种带抗菌成分的表面活性液体，配合本发明结构可以循环使用，净化效果比目前使用的油烟净化器都要好，可以达标排放，并且可以去除异味。

第六，本发明油烟净化器整个装置价格低廉，结构简单，可以轻易的安装在各个油烟排气口，包括家庭厨房也可以应用。

本发明油烟净化器高效低成本，真正做到了家家餐馆和户户家庭都能够轻易安装和能够用得起的水平。油烟处理剂可以循环使用，经一段时间油烟吸收饱和后，可由排污管排出收集再经处理进行油水分离后可以安全排放，并注入新的处理剂。其维护费低，排放安全，不但节省餐饮业的成本而且避免了对环境的污染。

实例1

设计成标准风量2000m³/h的净化器结构要求如下：进出口尺寸设计成310x480mm，每组喷嘴需要8个喷嘴组成，每个喷嘴需要的工作压力为0.1MPa-0.5MPa  范围，此时的单个喷嘴流量为0.1L/min-2L/min，使用370W的增压泵。该净化器的净化效果：可将含油浓度300mg/m³的油烟净化为含油浓度小于2mg/m³的干净空气，同时除去异味，净化后气体含水量小于5％，整体风压降小于200Pa。完全达标可以排放。

实例2

设计成标准风量4000m³/h的净化器结构要求如下：进出口尺寸设计成610x480mm，每组喷嘴需要16个喷嘴组成，每个喷嘴需要的工作压力为0.1MPa-0.5MPa  范围，此时的单个喷嘴流量为0.1L/min-2L/min，使用550W的增压泵。该净化器的净化效果：可将含油浓度300mg/m³的油烟净化为含油浓度小于2mg/m³的干净空气，同时除去异味，净化后气体含水量小于5％，整体风压降小于150Pa。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，该油烟净化器包括机壳、油烟处理剂和工作增压泵，机壳内设有弯曲的蛇形油烟通道，在油烟通道内依次设有第一组喷嘴、第二组喷嘴、第三组喷嘴和第四组喷嘴，第一组喷嘴设于油烟通道的入口处，在第一组喷嘴与第二组喷嘴间的油烟通道内设有增加反应物间混合效果的填料堆，在第二组喷嘴与第三组喷嘴间的油烟通道内设有油烟处理剂槽，第三组喷嘴与第四组喷嘴间的油烟通道内设有错开隔离板，第四组喷嘴与油烟通道的出口间设有气液分离组件，工作增压泵将油烟处理剂槽内的油烟处理剂注入第一组喷嘴、第二组喷嘴、第三组喷嘴和第四组喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，所述填料堆由鲍尔环填料构成。

3.根据权利要求2所述的一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，所述气液分离组件包括气液分离板和导管，导管一端对应油烟反应处理剂槽。

4.根据权利要求3所述的一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，所述油烟通道内要求油烟气的风速5～30m/s。

5.根据权利要求4所述的一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，所述油烟反应处理剂是一种带抗菌成分的表面活性液体。

6.根据权利要求5所述的一种高效低成本餐饮油烟净化器，其特征在于，所述组成喷嘴组的喷雾喷嘴须将油烟处理剂雾化成1～200微米的液滴。

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