CN109945216A - 一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统，本申请提供的系统将集气罩收集并油烟分离后的油烟废气分成两部分处理，一股进入灶头内进行燃烧，充分与灶头燃烧相结合，同时减少了催化燃烧的废气量；另一股废气经过催化燃烧，催化燃烧反应器充分利用了灶头燃烧产生的辐射热，降低外加热量。该系统包括第一循环风机，所述第一循环风机的进气口与所述油烟集气罩相连，所述第一循环风机的出气口与灶头的进风口相连；所述催化燃烧反应器呈环形设置于所述灶头周侧，所述催化燃烧反应器的进气口与所述油烟集气罩相连。
Description
技术领域
本发明涉及餐饮油烟大气污染物控制与节能减排技术领域，特别是涉及一种具有减量化新型动态平衡燃烧及油烟净化节能的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统。
背景技术
餐饮油烟是大气的重要污染源之一，餐饮油烟指烹调过程中食用油由于发生化学反应而产生的油烟雾，包含多种有毒化学成分，餐饮油烟是大气环境中PM的重要来源之一，其排放具有量大、面广、高度分散的特点，不仅增加了雾霾的产生，还会危害人体的健康，所以控制其排放具有重要的意义。
随着社会的发展和进步，人们对生态环境保护的要求越来越严格，因此一系列的油烟VOCs治理设施应运而生。目前油烟治理技术主要包括静电吸附、UV光解、碱液喷淋和活性炭吸附。这些治理技术存在着净率化低、运行费用高和运行稳定性差等问题。具体表现在以下几个方面：第一，油烟具有疏水性，黏性大，容易粘附堵塞管路设备，造成一定的安全隐患，难以保障设备长期运行；第二，静电、UV光解等传统技术对油烟净化有一定的效果，但对VOCs的去除效率很低，难以达标；第三，采用活性炭吸附治理运行成本过高，同时存在安全隐患；第四，对油烟产生的异味去除效果不理想。第五，会产生二次污染，增加运行成本。
发明内容
本发明提供了一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统。通过对灶台的燃烧系统以及灶头燃烧的辐射热回收的充分利用，结合油烟废气循环燃烧和催化燃烧将油烟中的VOC成分分解成水和二氧化碳，油烟废气从而得到了净化排放。
本发明提供了如下方案：
一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统，包括：
油烟集气罩，所述油烟集气罩用于收集油烟并进行油烟分离，净化油烟和颗粒物获得油烟废气；
第一循环风机，所述第一循环风机的进气口与所述油烟集气罩相连，所述第一循环风机的出气口与灶头的进风口相连，所述第一循环风机用于将一部分所述油烟废气引导至所述灶头进行燃烧；
催化燃烧反应器，所述催化燃烧反应器呈环形设置于所述灶头周侧，所述灶头产生的辐射热能用于为所述催化燃烧反应器提供热量；所述催化燃烧反应器的进气口与所述油烟集气罩相连；所述催化燃烧反应器用于将另一部分所述油烟废气进行催化燃烧。
优选的：所述油烟集气罩内设置有油烟分离组件，所述油烟分离组件平层布满的设置于所述油烟集气罩内并将所述油烟集气罩分隔形成集烟腔以及排烟腔；所述油烟分离组件用于将所述集烟腔收集到的油烟进行油烟分离获得分离后的烟气。
优选的：还包括换热器，所述换热器的冷源进气口与所述排烟腔相连，所述换热器的冷源出气口与所述催化燃烧反应器的进气口相连，所述换热器的热源进气口与所述催化燃烧反应器的出气口相连，所述换热器的热源出气口与第二循环风机的进气口相连。
优选的：所述油烟分离组件包括分离滤网以及油烟过滤组件。
优选的：所述催化燃烧反应器包括催化剂空速比不低于20000h-1的贵金属催化剂层。
优选的：所述催化燃烧反应器连接有电辅热组件。
优选的：所述催化燃烧反应器包括自动控温组件，所述自动控温组件与所述电辅热组件相连。
优选的：所述第一循环风机的进气口通过第一流量控制阀与所述油烟集气罩相连，所述催化燃烧反应器的进气口通过第二流量控制阀与所述油烟集气罩相连；所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量。
优选的：所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的10-50％，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的50-100％。
优选的：还包括三通阀，所述三通阀包括两个三通阀进气口以及一个三通阀出气口，所述三通阀出气口与所述第一循环风机的进气口相连，其中一三通阀进气口与所述第一流量控制阀相连，另外一三通阀进气口与空气气源相连。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统，在一种实现方式下，该系统可以包括油烟集气罩，所述油烟集气罩用于收集油烟并进行油烟分离，净化油烟和颗粒物获得油烟废气；第一循环风机，所述第一循环风机的进气口与所述油烟集气罩相连，所述第一循环风机的出气口与灶头的进风口相连，所述第一循环风机用于将一部分所述油烟废气引导至所述灶头进行燃烧；催化燃烧反应器，所述催化燃烧反应器呈环形设置于所述灶头周侧，所述灶头产生的辐射热能用于为所述催化燃烧反应器提供热量；所述催化燃烧反应器的进气口与所述油烟集气罩相连；所述催化燃烧反应器用于将另一部分所述油烟废气进行催化燃烧。本申请提供的系统将油烟分成两部分处理，一股进入灶头内进行燃烧，充分与灶头燃烧相结合，同时减少了催化燃烧的废气量；另一股废气经过是催化燃烧，充分利用了灶头燃烧产生的辐射热，降低外加热量。两种燃烧方式充分净化了油烟废气。充分利用了灶头的燃烧，以及灶头燃烧产生的辐射热，极大的降低了净化系统所需的额外能量，具有节能的优点。收集净化系统都集中在灶台系统，避免了长管路的输送未净化的油烟废气，降低了管路安全隐患。该系统可实现餐饮油烟废气中油烟和VOCs的高效净化，同时实现废气和污染物的排放量共同减少。通过该系统的系统净化，油烟废气的异味问题得到彻底解决。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的单灶头中催化反应器布置示意图；
图3是本发明实施例提供的多灶头中催化反应器布置示意图。
图中：油烟集气罩1、集烟腔101、排烟腔102、第一循环风机2、灶头3、催化燃烧反应器4、催化剂层401、油烟分离组件5、换热器6、第二循环风机7、电辅热组件8、三通阀9、空气气源10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1、图2、图3，为本发明实施例提供的一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统，如图1所示，该系统包括油烟集气罩1，所述油烟集气罩用于收集油烟并进行油烟分离，净化油烟和颗粒物获得油烟废气；具体应用时，可以首先在油烟集气罩内将收集到的油烟进行过滤分离，所述油烟集气罩1内设置有油烟分离组件5，所述油烟分离组件5平层布满的设置于所述油烟集气罩1内并将所述油烟集气罩1分隔形成集烟腔101以及排烟腔102；所述油烟分离组件5用于将所述集烟腔收集到的油烟进行油烟分离获得分离后的烟气；具体的，所述油烟分离组件包括分离滤网以及油烟过滤组件。
第一循环风机2，所述第一循环风机2的进气口与所述油烟集气罩1相连，所述第一循环风机2的出气口与灶头3的进风口相连，所述第一循环风机用于将一部分所述油烟废气引导至所述灶头进行燃烧；具体的，所述第一循环风机2的进气口与所述排烟腔102相连，所述第一循环风机2的出气口与灶头3的进风口相连；
催化燃烧反应器4，所述催化燃烧反应器4呈环形设置于所述灶头3周侧，所述灶头3产生的辐射热能用于为所述催化燃烧反应器4提供热量；所述催化燃烧反应器4的进气口与所述油烟集气罩1相连；所述催化燃烧反应器用于将另一部分所述油烟废气进行催化燃烧。催化燃烧反应器4环形布置，设置在灶头周边，充分吸收灶头3工作时的辐射热。工作时(炒菜时)的辐射热为催化燃烧反应器提供热量。所述催化燃烧反应器4包括催化剂空速比不低于20000h-1的贵金属催化剂层401。所述催化燃烧反应器4连接有电辅热组件7。在实际应用中，如图2、图3所示，该催化燃烧反应器4可以设置于单灶头的周侧，也可以设置于多灶头的周侧。
进一步的，还包括换热器6，所述换热器6的冷源进气口与所述排烟腔102相连，所述换热器6的冷源出气口与所述催化燃烧反应器4的进气口相连，所述换热器6的热源进气口与所述催化燃烧反应器4的出气口相连，所述换热器6的热源出气口与第二循环风机7相连。为了防止灶头为该催化燃烧反应器提供的热量不能满足催化反应所需温度，本申请实施例还可以提供所述催化燃烧反应器4连接有电辅热组件8。进一步的，所述催化燃烧反应器4包括自动控温组件，所述自动控温组件与所述电辅热组件8相连。该自动温控组件可以控制电辅热组件输出热量，与灶头辐射热配合保障反应器的反应温度。
所述第一循环风机2的进气口通过第一流量控制阀(图中未示出)与所述油烟集气罩1相连，所述催化燃烧反应器4的进气口通过第二流量控制阀(图中未示出)与所述油烟集气罩1相连；所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量。所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的10-50％，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的50-100％。
进一步的，还包括三通阀9，所述三通阀9包括两个三通阀进气口以及一个三通阀出气口，所述三通阀出气口与所述第一循环风机的进气口相连，其中一三通阀进气口与所述流量控制阀相连，另外一三通阀进气口与空气气源10相连。所述第二循环风机连接有消音组件。
本申请提供的系统将油烟分成两部分处理：一个是循环去灶头内进行燃烧，充分与灶头燃烧相结合，同时减少了催化燃烧的废气量；另一股废气经过是催化燃烧，充分利用了灶头燃烧产生的辐射热，降低外加热量。两种燃烧方式充分净化了油烟废气。该系统在完成正常的餐饮加工操作的同时，可以通过对灶台的燃烧系统以及灶头燃烧的辐射热回收的充分利用，结合油烟废气循环燃烧和催化燃烧将油烟中的VOC(挥发性有机化合物)成分分解成水和二氧化碳，油烟废气从而得到了净化排放。
该一体灶系统由油烟收集分离组件、油烟循环燃烧组件、催化燃烧器、动力系统组成。烟气收集与分离系统由油烟集气罩、分离滤网、油烟过滤装置组成。当灶台工作炒菜时，炒菜产生的油烟在第一循环风机的作用下，被充分收集进入集气罩。在集气罩内设有油烟分离滤网和过滤装置，将油烟废气中的油滴、液滴以及颗粒物进行分离，分离后的油烟只VOC成分及微量水汽和颗粒物，为后续的循环利用和催化燃烧完成了净化准备。
烟气循环燃烧组件由油烟循环风机和管路、燃气供气装置、灶头、助燃风机组成。该组件可利用分离净化后的油烟在风机的作用下引至灶头，作为燃气在灶头燃烧时的助燃空气，利用灶头的燃烧，将油烟废气中的VOC等有机成分分解成水和二氧化碳，实现完全净化。由于油烟废气的氧含量与空气基本一致，采用油烟废气作为助燃空气不会影响燃气的燃烧效果和炒菜质量。本系统可用于灶头燃烧助燃气的油烟废气，占油烟废气总量的10-20％。油烟循环燃烧系统灶头燃烧的助燃气，可自由切换使用油烟废气和空气两种气体。
催化燃烧系统由换热器、催化剂、催化燃烧反应器、电辅热装置以及管路组成。经过分离净化后的油烟在风机的作用下进入催化燃烧系统，首先与催化燃烧后的油烟废气通过换热器进行热交换，回收热量提升废气温度。经过换热的油烟废气进入到催化燃烧系统，在催化燃烧系统内，催化剂吸收灶头燃烧的辐射热以及利用电辅热补充的热量，进一步提升油烟废气温度，使油烟废气在经过催化剂时，在催化剂的作用下分解为水和二氧化碳，从而得到了净化。催化燃烧系统通过灶头燃烧辐射热的吸收利用，从而降低了加热废气和催化剂所需要消耗的电能。
动力系统由两套风机和消音设备构成组成。动力系统在集气罩、废气循环系统和催化燃烧系统内形成一定的负压，从而为炒菜过程中产生的油烟废气提供动力，油烟废气分别经过废气循环系统和催化燃烧系统净化。两套风机分别是废气循环系统增压风机(第一循环风机)和催化燃烧系统引风机(第二循环风机)，燃烧系统引风机设有消音装置，降低风机运行时的噪音，经催化燃烧系统净化后的油烟废气，由引风机排放至大气。
本发明的减量化新型动态平衡燃烧及油烟净化节能的餐饮油烟及VOCs净化一体化灶台系统，创新的将油烟分离后去除油烟和颗粒物的废气分为两部分进行净化处理，一股油烟废气作为灶头燃烧助燃空气，通过灶头与燃气燃烧将油烟废气进行净化，此部分废气约占油烟废气总量的10-20％，实现油烟废气的减量化，同时根据灶台工作负荷实现废气量动态平衡；另一股油烟废气通过催化燃烧进行净化，催化燃烧系统与灶台相结合，充分吸收利用灶头工作时产生的辐射热为催化剂和油烟废气加热，同时净化后的废气与净化前的废气通过换热器进行热交换，从而减少电加热系统的能耗，经过催化燃烧后的油烟废气通过风机排放至大气。催化燃烧系统采用的催化剂空速比不低于20000h-1的贵金属催化剂，从而减小催化燃烧系统的体积，更好的与灶台相结合。
本发明的减量化新型动态平衡燃烧及油烟净化节能的餐饮油烟及VOCs净化一体化灶台系统具有如下优点：
1、该系统可实现餐饮油烟废气中油烟和VOCs的高效净化，同时实现废气和污染物的排放量共同减少。
2、该系统充分利用了灶头的燃烧，以及灶头燃烧产生的辐射热，极大的降低了净化系统所需的额外能量，具有节能的优点。
3、该系统收集净化系统都集中在灶台系统，避免了长管路的输送未净化的油烟废气，降低了管路安全隐患。
4、通过该系统的系统净化，油烟废气的异味问题得到彻底解决。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统，其特征在于，所述系统包括：
油烟集气罩，所述油烟集气罩用于收集油烟并进行油烟分离，净化油烟和颗粒物获得油烟废气；
第一循环风机，所述第一循环风机的进气口与所述油烟集气罩相连，所述第一循环风机的出气口与灶头的进风口相连，所述第一循环风机用于将一部分所述油烟废气引导至所述灶头进行燃烧；
催化燃烧反应器，所述催化燃烧反应器呈环形设置于所述灶头周侧，所述灶头产生的辐射热能用于为所述催化燃烧反应器提供热量；所述催化燃烧反应器的进气口与所述油烟集气罩相连；所述催化燃烧反应器用于将另一部分所述油烟废气进行催化燃烧。
2.根据权利要求1所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述油烟集气罩内设置有油烟分离组件，所述油烟分离组件平层布满的设置于所述油烟集气罩内并将所述油烟集气罩分隔形成集烟腔以及排烟腔；所述油烟分离组件用于将所述集烟腔收集到的油烟进行油烟分离获得分离后的烟气。
3.根据权利要求2所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，还包括换热器，所述换热器的冷源进气口与所述排烟腔相连，所述换热器的冷源出气口与所述催化燃烧反应器的进气口相连，所述换热器的热源进气口与所述催化燃烧反应器的出气口相连，所述换热器的热源出气口与第二循环风机的进气口相连。
4.根据权利要求2所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述油烟分离组件包括分离滤网以及油烟过滤组件。
5.根据权利要求1所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述催化燃烧反应器包括催化剂空速比不低于20000h-1的贵金属催化剂层。
6.根据权利要求5所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述催化燃烧反应器连接有电辅热组件。
7.根据权利要求6所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述催化燃烧反应器包括自动控温组件，所述自动控温组件与所述电辅热组件相连。
8.根据权利要求1所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述第一循环风机的进气口通过第一流量控制阀与所述油烟集气罩相连，所述催化燃烧反应器的进气口通过第二流量控制阀与所述油烟集气罩相连；所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量。
9.根据权利要求8所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，所述第一流量控制阀用于控制进入所述第一循环风机内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的10-50％，所述第二流量控制阀用于控制进入所述催化燃烧反应器内的烟气流量为所述油烟集气罩内烟气总量的50-100％。
10.根据权利要求9所述的餐饮油烟及挥发性有机物净化一体化灶台系统,其特征在于，还包括三通阀，所述三通阀包括两个三通阀进气口以及一个三通阀出气口，所述三通阀出气口与所述第一循环风机的进气口相连，其中一三通阀进气口与所述第一流量控制阀相连，另外一三通阀进气口与空气气源相连。
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2019
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