CN109589972A - 一种油烟烟气净化处理材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油烟烟气净化处理材料。烟气净化处理材料的制备主要由碳基组分、无机矿物胶粘组分、无机吸附组分、贵金属催化剂组分、非贵金属催化剂组分和助剂组成。其中，各原料的质量分数为：碳基组分60～90%、无机矿物胶粘组分10～40%、无机吸附组分3～10%、贵金属催化剂组分0.02～0.12%、非贵金属催化剂组分0.5～20%和助剂0.6～2.5%。各组分按照一定的制备工艺形成具有多功能、高效、长效、一体化、高强度、低衰减的油烟烟气净化处理材料。该复合材料可对厨房产生油烟烟气中的多组分不同类别VOCs进行高效快速吸收催化分解。同时，烟气净化材料具备低成本、低风阻、噪音小、能耗低等特点，填补目前市场上对厨房油烟烟气VOCs净化效能低的空白。

Description

一种油烟烟气净化处理材料
技术领域
本发明专利涉及一种厨房抽油烟机油烟烟气净化处理材料，属于空气净化技术领域。
背景技术
油烟烟气是食用油及食品在高温条件下，经过热氧化和热裂解产生的大量挥发性有机化合物（VOCs），不同种类的食用油在高温下的热解产物多达几百种，其主要化学成分为饱和烃类、不饱和烃类、苯系物、多环芳烃、杂环化合物、醛类、酮类、酯类等，其中大部分为有毒有害物质，而苯系物、多环芳烃类等为致癌物质。随着我国经济增长和人民生活水平的不断提高，油烟污染日益成为严重困扰城市居民生活的主要环境问题，餐饮业油烟污染已经成为仅次于工业污染和汽车尾气的第三大空气污染源，在国内许多城市因油烟污染引发的投诉案件占环境污染投诉总量的40%以上，且有逐年上升趋势。每天释放到环境中的油烟有80%散落在土壤、水和大气中，对生态环境造成不可忽视的后果。同时它也是居室空气的主要污染物之一，这些强烈刺激气味常常引起流泪、咳嗽等症状，引发结膜炎、支气管炎等疾病。烹饪油烟组成复杂，危害大，因此人们研究了多种治理方法，如惯性分离法、静电沉积法、过滤吸附法、液体洗涤法、热氧化焚烧法、生物法、复合法等。
目前不同的处理技术主要针对油烟中的颗粒物（含液态颗粒物和固态颗粒物）和VOCs进行净化。其中，VOCs的净化涉及到烟气中的挥发性组分种类繁多、性质差异大，无法采用一种技术对多种组分进行一次性、高效、低成本的去除。目前市场上的抽油烟机对VOCs的净化功能严重缺失，基本上没有对VOCs净化的成熟技术，存在净化技术及装置复杂、运行成本高、净化效率低、技术不成熟等缺陷。因此，研究开发一种多功能、高效、一体化、低成本的厨房烟气净化材料对厨房油烟烟气净化具有显著的现实意义。
发明内容
本发明提供一种具有多功能、高效、长效、一体化、高强度、低衰减的油烟烟气净化处理材料。作为抽油烟机烟气净化的关键材料，可对厨房产生油烟烟气中的多组分不同类别VOCs进行高效快速吸收催化分解。同时，烟气净化材料具备低成本、低风阻、温度适应范围广、噪音小、能耗低等特点，填补目前市场上对厨房油烟烟气VOCs净化效能低的空白。
本发明的技术方案如下：
本发明一种油烟烟气净化处理材料主要由碳基组分、无机矿物胶粘组分、无机吸附组分、贵金属催化剂组分、非贵金属催化剂组分和助剂组成。其中，各原料的质量分数为：碳基组分60～80%、无机矿物胶粘组分10～40%、无机吸附组分3～10%、贵金属催化剂组分0.02～0.12%、非贵金属催化剂组分0.5～20%和助剂0.6～2.5%。
所述的碳基组分是高碘值的椰壳活性炭或者煤质活性炭，活性炭是粉状、颗粒状或者柱状，碘值1000～2000mg/g，灰分质量分数小于等于3%，水分质量分数小于等于2%。
所述的无机矿物胶粘组分是斑脱岩、高岭石、凹凸土、硅藻土中的一种或者几种的组合。
所述的无机吸附组分是活性氧化铝、分子筛、海泡石中的一种或者几种的组合。
所述的贵金属催化剂组分是纳米金、银、铂、钯、铑、钌离子中的一种或者几种的组合。
所述的非贵金属催化剂组分是纳米锰、锌、铝、铁、镍、钴离子中一种或者几种的组合。
所述的助剂是增加烟气净化材料的抗菌性能，是纳米银离子、纳米氧化钛、纳米氧化锌中的一种或者几种的组合。
所述的油烟烟气净化处理材料的制备工艺首先是将碳基组分、无机矿物胶粘组分和无机吸附组分按照质量分数配比计量、拌合均匀、蜂窝结构材料成型，然后置于还原气氛炉中600～1000℃中煅烧4～8h，煅烧完毕在还原气氛中冷却至室温；其次，将贵金属催化剂组分、非贵金属催化剂组分和助剂按照质量分数配比溶于NaOH溶液中，于100～150℃进行水热反应1～4h，制备形成催化剂与助剂的分散溶液；最后，将制备好的成型蜂窝结构材料置于催化剂与助剂的分散溶液2～4h，经固液分离后于烘箱100～200℃烘干得到油烟烟气净化材料。
本发明制备的油烟烟气净化处理材料具有以下显著优势：
（1）该油烟烟气净化处理材料具有多功能、高效、长效、一体化、高强度、低衰减的特点；
（2）该材料可同时处理烟气中苯系物、多环芳烃类、醛酮类、胺类等VOCs；
（3）该材料对油烟烟气气态污染物的净化速度快、累积净化量高，同时具备低风阻、噪音小、能耗低的特点；
（4）该材料显著低于目前市场上油烟烟气净化的成本，填补市场上烟气净化效率低、成本高、技术不成熟、能耗高的空白。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明专利作进一步的说明。
一种油烟烟气净化处理材料的制备与表征主要包含以下内容。
实施例1
首先称取72 wt%、碘值1500mg/g、灰分1 wt %、水分1.5 wt %的粉状煤质碳与18 wt %的斑脱岩和9 wt %的活性氧化铝按照拌合均匀后制备成型蜂窝结构材料，然后置于还原气氛炉中650℃中煅烧5h，煅烧完毕在还原气氛中冷却至室温；然后，将贵金属催化剂铂0.12wt %和0.88 wt %助剂纳米银离子按照质量分数配比溶于NaOH溶液中，于100℃进行水热反应3h，制备形成催化剂与助剂的分散溶液；最后，将制备好的成型蜂窝结构材料置于催化剂与助剂的分散溶液2h，经固液分离后于烘箱200℃烘干得到油烟烟气净化材料。
实施例2
首先称取65 wt%、碘值1050mg/g、灰分2.2 wt %、水分1.4 wt %的粉状椰壳活性炭与30wt %的斑脱岩和3 wt %的活性氧化铝按照拌合均匀后制备成型蜂窝结构材料，然后置于还原气氛炉中900℃中煅烧6.5h，煅烧完毕在还原气氛中冷却至室温；然后，将贵金属催化剂金0.03 wt %和1.97 wt %助剂纳米银离子按照质量分数配比溶于NaOH溶液中，于150℃进行水热反应1.5h，制备形成催化剂与助剂的分散溶液；最后，将制备好的成型蜂窝结构材料置于催化剂与助剂的分散溶液3h，经固液分离后于烘箱120℃烘干得到油烟烟气净化材料。
以上实施例制备的油烟烟气净化处理材料可同时高效快速吸收催化分解油烟烟气中VOCs，一次性VOCs的净化率大于99%，风阻低于10Pa，抗压强度大于6MPa，具备高效、长效、一体化、高强度、低衰减等特性。同时，作为抽油烟机烟气净化的关键材料，可烟气净化材料具备低成本、噪音小、能耗低、抗干扰能力强等特点，真正实现对油烟烟气的高效快速净化。

Claims (8)

1.一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：烟气净化处理材料的制备主要由碳基组分、无机矿物胶粘组分、无机吸附组分、贵金属催化剂组分、非贵金属催化剂组分和助剂组成；其中，各原料的质量分数为：碳基组分60～80%、无机矿物胶粘组分10～40%、无机吸附组分3～10%、贵金属催化剂组分0.02～0.12%、非贵金属催化剂组分0.5～20%和助剂0.6～2.5%。
2.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：碳基组分是高碘值的椰壳活性炭或者煤质活性炭，活性炭是粉状、颗粒状或者柱状，碘值1000～2000mg/g，灰分质量分数小于等于3%，水分质量分数小于等于2%。
3.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：无机矿物胶粘组分是斑脱岩、高岭石、凹凸土、硅藻土中的一种或者几种的组合。
4.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：无机吸附组分是活性氧化铝、分子筛、海泡石中的一种或者几种的组合。
5.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：贵金属催化剂组分是纳米金、银、铂、钯、铑、钌离子中的一种或者几种的组合。
6.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：非贵金属催化剂组分是纳米锰、锌、铝、铁、镍、钴离子中的一种或者几种的组合。
7.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于：助剂是增加烟气净化材料的抗菌性能，是纳米银离子、纳米氧化钛、纳米氧化锌中的一种或者几种的组合。
8.如权利要求1所述的一种油烟烟气净化处理材料，其特征在于其制备工艺：首先将碳基组分、无机矿物胶粘组分和无机吸附组分按照质量分数配比计量、拌合均匀、蜂窝结构材料成型，然后置于还原气氛炉中600～1000℃中煅烧4～8h，煅烧完毕在还原气氛中冷却至室温；其次，将贵金属催化剂组分、非贵金属催化剂组分和助剂按照质量分数配比溶于NaOH溶液中，于100～150℃进行水热反应1～4h，制备形成催化剂与助剂的分散溶液；最后，将制备好的成型蜂窝结构材料置于催化剂与助剂的分散溶液2～4h，经固液分离后于烘箱100～200℃烘干得到油烟烟气净化材料。
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