CN111765500B - 稳定高效油烟生物净化系统及其净化处理效率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定高效油烟生物净化系统及其净化处理效率控制方法，本发明中的油烟生物净化系统包括系统部分和机械部分，机械部分设置加热件、循环泵、进口浓度控制件和菌落培养液添加盒，分别用于控制处理前烟气温度C、循环液的循环速度V、烟气浓度N、微生物量G的量，使烟气处理效率保持在90%以上，且优先调节的对处理效率影响较大的处理效率影响因素，节省调节的时间，提高调节效率，配合系统部分的控制系统，可进行电控，以实现烟气处理效率的实时调整；且本生物油烟净化处理系统的机械部分在循环池内部设置储存腔，用于储存烟气，在油烟很大时缓解生物净化区的处理压力，保证烟气处理质量。

Description

稳定高效油烟生物净化系统及其净化处理效率控制方法

技术领域

本发明涉及油烟净化技术领域，尤其涉及稳定高效油烟生物净化系统及其净化处理效率控制方法。

背景技术

油烟净化器的作用主要是对厨房低空排放的油烟进行净化治理，用于宾馆、饭馆、酒家、餐厅以及学校、机关、工厂等场所，或者食品油炸、烹任加工行业，或者油溅热处理车间、油雾润滑车间、工件焊接车间以及烯油锅炉排放等工业场合。

饮食业油烟净化处理方式，经历了滤网式油烟净化器，机械离心式油烟净化器，水淋式油烟净化器，电子式油烟净化器。现有的油烟净化器多为静电油烟静化器。这些油烟处理技术都是运用物理原理，将油烟收集后再清洗的处理方式，因此产生效果不稳定、容易产生二次污染和清洗维护费用高等诸多问题。生物油烟净化器利用嗜油微生物将油烟中的油雾分解净化，需要专门的微生物池，微生物新陈代谢需要定期处理更新，此处理方法最为环保。

现有技术中的生物油烟净化器通过生物膜对油烟进行处理，以申请号为200920193801.9的专利为例，器公开了一种油烟生物净化器,包括箱体、储水池和循环水泵,所述箱体上设有进风口和出风口,在箱体内设有生物膜过滤器,箱体出风口处设有引风装置,在生物膜过滤器的上面设有喷淋装置,循环水泵设在储水池与喷淋装置之间,储水池、循环水泵和喷淋装置通过水管连接,在箱体底部设有集水箱,集水箱通过水管连接到储水池内,所述储水池底部设有分解产物排放口。由于油烟气体浓度、油烟气体量、循环液温度定、循环液的循环速度、微生物的量等不稳定因素，油烟处理效率会受到影响，以导致油烟去除效率不稳定。而现有技术中的生物油烟净化器都是出厂后，使用一段时间后在进行维护检修，不能实现油烟处理效率的实时调整。同时当油烟量特别大时，油烟得不到及时处理，会导致油烟外溢。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的稳定高效油烟生物净化系统及其净化处理效率控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

稳定高效油烟生物净化系统，包括系统部分和机械部分。

具体的，所述系统部分包括：监测模块，用于检测烟气进口浓度、烟气出口浓度、烟气流速、循环液温度和循环液流速；计算模块，用于计算烟气处理效率；对比模块，对比各个处理效率影响因素对应量的斜率K；数据库，用于储存各个处理效率影响因素的量、对应的处理效率以及各个处理效率影响因素的量分组后的斜率K；调节模块，用于调节烟气处理效率影响因素的量；控制中心，控制整个系统的运行。

优选的，所述斜率K得到的方法包括以下步骤：

A1：使用控制变量法，得到各个处理效率影响因素的影响处理效率的曲线；其中处理效率影响因素包括处理前烟气温度C、循环液的循环速度V、烟气浓度N、微生物量G；横轴表示处理效率影响因素的量，竖轴表示处理效率；

A2：对以处理效率最高点为中心，以处理效率70%为下限，横轴每连续若干个的量作为一组，将每组对应的曲线画为直线，得到每组的斜率K1、K2、......、Kn。

进一步的，所述机械部分包括：依次连通的进烟管、循环池和净化筒；烟气从进烟管进入循环池中，然明进入净化筒中净化。

进一步的，所述进烟管上依次设置过滤网、流速计、容积可改变的储存腔、流量控制阀、进口浓度控制件和进口浓度测量件。过滤网用于过滤烟气中的颗粒杂质；流速计用于计算烟气的流动速度；储存腔用于储存烟气，当烟气很大时，缓解生物净化的处理压力，保证烟气处理质量；流量控制阀用于控制烟气从储存腔流出的速度；进口浓度控制件用于控制烟气净化前的浓度；进口浓度测量件用于测量烟气中的污染物的浓度。

优选的，所述进口浓度控制件包括风机，所述风机的出风口与进烟管连通。用于将外部空气股入进烟管，使空气的烟气混合，调节烟气浓度。

进一步的，所述净化筒内部从下到上设置生物净化区、出口浓度测量件、喷淋管和干燥区，所述出口浓度测量件用于测量烟气出口浓度；所述喷淋管通过循环管与循环池连通，所述循环管上设置循环泵和菌落培养液添加盒，循环泵将循环池内部循环液泵入喷淋管中，使循环液可对生物净化区的生物填料进行喷淋，润湿填料，增加处理效率，同时给填料上的微生物补给营养；干燥区用于干燥净化后的烟气。

优选的，所述储存腔可通过内部的气缸伸长容积变大或者通过内部的气缸收缩容积变小。

可选的，所述储存腔包括腔壁、外支撑板、内支撑板以及支撑气缸，所述腔壁的一侧固定贴于外支撑板和内支撑板之间，所述外支撑板上固定设置储存腔的进气管和出气管，所述内支撑板上设置放射状排布的支撑气缸，所述支撑气缸的一端与内支撑板铰接，支撑气缸的另一端与腔壁的内壁弹性铰接。支撑气缸的伸长和缩短可改变腔壁的张度，使储存腔的容积变大或者缩小。

对于支撑气缸与腔壁的内壁之间的弹性铰接，可选的，所述腔壁的内壁设置支撑角，所述支撑角和支撑气缸靠近腔壁的一端之间设置弹性件和球形铰链，所述弹性件一端与支撑角固定连接，弹性件的另一端与球形铰链的底部固定连接，所述支撑气缸的一端与球形铰链的铰链端固定连接。

可选的，所述储存腔腔壁、外支撑板、内支撑板以及调节气缸，所述腔壁的一侧固定贴于外支撑板和内支撑板之间，所述外支撑板上固定设置储存腔的进气管和出气管，所述内支撑板上设置至少一组平行排布的调节气缸，所述储存腔的内部设置弧形支撑，所述弧形支撑的两端之间的一弧形处与腔壁的内壁接触，所述弧形支撑的端部与调节气缸的工作端固定连接，所述弧形支撑、调节气缸和内支撑板形成闭合环。调节气缸的伸长和缩短可改变弧形支撑的形状，从而改变腔壁的张度，使储存腔的容积变大或者缩小。

进一步的，所述调节模块包括烟气温度调节子模块、循环速度调节子模块、烟气浓度调节子模块和微生物量调节子模块；所述烟气温度调节子模块电性连接循环池内部的加热件，所述循环速度调节子模块电性连接循环泵，所述烟气浓度调节子模块电性连接进口浓度控制件中的风机，所述循环速度调节子模块电性连接菌落培养液添加盒的出料开关。

进一步的，本稳定高效油烟生物净化系统，还包括储存腔调节模块，所述储存腔调节模块电性连接储存腔内部的气缸和流量控制阀，用于控制储存腔内部的气缸和流量控制阀。

本发明还公开一种基本本稳定高效油烟生物净化系统的烟气处理效率控制方法，包括以下步骤：

B1：测量烟气处理前的浓度和处理后的浓度；

B2：计算烟气处理的效率，烟气处理的效率计算方式为：烟气处理的效率=烟气处理前的浓度N_前/烟气处理后的浓度N_后；

B3：调整至少一个处理效率影响因素，使烟气处理效率保持在90%以上；在调整处理效率影响因素时，结合数据库中的数据，判断此时各个处理效率影响因素对应量的斜率K，优先调整处于斜率最高组的处理效率影响因素的量，使其往处理效率上升，当调节的处理效率影响因素的量不在斜率最高组时，则重新判断各个处理效率影响因素对应量的斜率K；

B4：当系统的处理效率达到90%，停止调节处理效率影响因素的。

本发明的有益效果是：

1、本生物油烟净化处理系统的机械部分设置加热件、循环泵、进口浓度控制件和菌落培养液添加盒，分别用于控制处理前烟气温度C、循环液的循环速度V、烟气浓度N、微生物量G的量，结构简单，配合系统部分的控制系统，可进行电控，以实现烟气处理效率的实时调整；

2、本生物油烟净化处理系统的机械部分在循环池内部设置储存腔，在烟气很大的时候，储存腔的腔体容积可变大，用于储存烟气，缓解生物净化区的处理压力，保证烟气处理质量；

3、本生物油烟净化处理效率控制方法通过综合调节处理效率影响因素，使烟气处理效率保持在90%以上，且优先调节的对处理效率影响较大的处理效率影响因素，节省调节的时间，提高调节效率。本发明自建一个处理效率数据库，通过斜率得到影响效率，方法简单有效，以便在短时间内对烟气处理效率做出快速的调节和响应。

综上，本生物油烟净化系统，可综合调节处理效率影响因素，在短时间内对烟气处理效率做出快速实时调整和响应，使烟气处理效率保持在90%以上，适应性强、实用性高，应用前景广阔。

附图说明

图1为本稳定高效油烟生物净化系统图；

图2为本稳定高效油烟生物净化系统数据库得到方法的步骤图；

图3为本处理效率影响因素调节的方法步骤B2中斜率数据图；

图4为本稳定高效油烟生物净化系统监测模块图；

图5为本稳定高效油烟生物净化系统机械部分的结构示意图；

图6为本稳定高效油烟生物净化系统实施例1中储存腔处的结构示意图；

图7为本稳定高效油烟生物净化系统储存腔A处的结构示意图；

图8为本稳定高效油烟生物净化系统实施例2中储存腔处的结构示意图；

图9为本稳定高效油烟生物净化系统的净化处理效率控制方法步骤图。

图中：1、进烟管；2、过滤网；3、储存腔；4、进口浓度测量件；5、循环池；6、加热件；7、循环泵；8、循环管；9、菌落培养液添加盒；10、生物净化区；11、喷淋管；12、出口浓度测量件；13、干燥区；14、进口浓度控制件；15、流速计；16、流量控制阀；31、腔壁；32、外支撑板；33、内支撑板；34、进气管；35、出气管；36、支撑气缸；37、支撑角；38、弹性件；39、调节气缸；310、弧形支撑。

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。

实施例1

稳定高效油烟生物净化系统，包括系统部分和机械部分。

具体的，参考图1，所述系统部分包括：监测模块，用于检测烟气进口浓度、烟气出口浓度、烟气流速、循环液温度和循环液流速；计算模块，用于计算烟气处理效率；对比模块，对比各个处理效率影响因素对应量的斜率K；数据库，用于储存各个处理效率影响因素的量、对应的处理效率以及各个处理效率影响因素的量分组后的斜率K；调节模块，用于调节烟气处理效率影响因素的量；控制中心，控制整个系统的运行。

参考图2，本实施例中的斜率K得到的方法包括以下步骤：

A1：使用控制变量法，得到各个处理效率影响因素的影响处理效率的曲线；其中处理效率影响因素包括处理前烟气温度C、循环液的循环速度V、烟气浓度N、微生物量G；横轴表示处理效率影响因素的量，竖轴表示处理效率；

A2：参考图3，对以处理效率最高点为中心，以处理效率70%为下限，横轴每连续若干个的量作为一组，将每组对应的曲线画为直线，得到每组的斜率K1、K2、......、Kn。

本实施例中，在所述步骤A2中，所述横轴分组以每连续3个的量作为一组。本处所指的连续3个的量的量是指控制变量法的一个变量的多个量其中的一个，以烟气温度C为例，烟气温度C的量为0℃、2℃、4℃、6℃、......、80℃，如果在35℃为处理效率最高点，则则连续3个的量为30℃、32℃、34℃为一组，36℃、38℃、40℃也可为一组，测量这些组对应的斜率K，依次类推。

进一步的，参考图4，所述机械部分包括：依次连通的进烟管1、循环池5和净化筒；烟气从进烟管1进入循环池5中，然明进入净化筒中净化。

进一步的，所述进烟管1上依次设置过滤网2、流速计15、容积可改变的储存腔3、流量控制阀16、进口浓度控制件14和进口浓度测量件4。过滤网2用于过滤烟气中的颗粒杂质；流速计15用于计算烟气的流动速度；储存腔3用于储存烟气，当烟气很大时，缓解生物净化的处理压力，保证烟气处理质量；流量控制阀16用于控制烟气从储存腔3流出的速度；进口浓度控制件14用于控制烟气净化前的浓度；进口浓度测量件4用于测量烟气中的污染物的浓度。

本实施例中，所述进口浓度控制件14包括风机，所述风机的出风口与进烟管1连通。用于将外部空气股入进烟管1，使空气的烟气混合，调节烟气浓度。

本实施例中，参考图6，所述储存腔3包括腔壁31、外支撑板32、内支撑板33以及支撑气缸36，所述腔壁31的一侧固定贴于外支撑板32和内支撑板33之间，所述外支撑板32上固定设置储存腔3的进气管34和出气管35，进气管34和出气管35与进烟管1连通，所述内支撑板33上设置放射状排布的支撑气缸36，所述支撑气缸36的一端与内支撑板33铰接，支撑气缸36的另一端与腔壁31的内壁弹性铰接。支撑气缸36的伸长和缩短可改变腔壁31的张度，使储存腔3的容积变大或者缩小。

对于支撑气缸36与腔壁31的内壁之间的弹性铰接，参考图7，本实施例中的腔壁31的内壁设置支撑角37，所述支撑角37和支撑气缸36靠近腔壁31的一端之间设置弹性件38和球形铰链，所述弹性件38一端与支撑角37固定连接，弹性件38的另一端与球形铰链的底部固定连接，所述支撑气缸36的一端与球形铰链的铰链端固定连接。

进一步的，本稳定高效油烟生物净化系统，还包括储存腔调节模块，所述储存腔调节模块电性连接储存腔3内部的支撑气缸36和流量控制阀16，用于控制储存腔3内部的气缸和流量控制阀16。

进一步的，参考图5，所述净化筒内部从下到上设置生物净化区10、出口浓度测量件12、喷淋管11和干燥区13，所述出口浓度测量件12用于测量烟气出口浓度；所述喷淋管11通过循环管8与循环池5连通，所述循环管8上设置循环泵7和菌落培养液添加盒9，循环泵7将循环池5内部循环液泵入喷淋管11中，使循环液可对生物净化区10的生物填料进行喷淋，润湿填料，增加处理效率，同时给填料上的微生物补给营养；干燥区13用于干燥净化后的烟气。

进一步的，参考图4，所述调节模块包括烟气温度调节子模块、循环速度调节子模块、烟气浓度调节子模块和微生物量调节子模块；所述烟气温度调节子模块电性连接循环池5内部的加热件6，所述循环速度调节子模块电性连接循环泵7，所述烟气浓度调节子模块电性连接进口浓度控制件14中的风机，所述循环速度调节子模块电性连接菌落培养液添加盒9的出料开关。

本实施例中的生物油烟净化系统中，烟气首先进入进烟管1，通过进气管34进入储存腔3，当单位时间的烟气过多时，烟气可被储存在储存腔3中，并通过出气管35上设置流量控制阀16的控制进行定量出烟，随后进口浓度测量件4测量烟气浓度，由进口浓度控制件14控制烟气浓度，使烟气浓度合适，随后烟气经过循环池5进入生物净化区10，生物净化区10内部的微生物对烟气中的污染物进行分解吸收，同时循环泵7将循环池5内部循环液泵入喷淋管11中，使循环液可对生物净化区10的生物填料进行喷淋，增加微生物处理效率，烟气中的污染物被分解后，进入干燥区13，烟气被干燥净化后排出。其中循环池5内部设置加热件6，对循环液的温度进行控制，循环泵7可控制循环液的循环速度，循环管8上的菌落培养液添加盒9内部盛装菌落培养液，菌落培养液添加盒9的出料口与循环管8连通，菌落培养液添加盒9出料口的出料开关可控制菌落培养液进入循环管8的循环液中，以控制微生物的量。

本实施例中的生物油烟净化处理系统可以实现生物油烟净化处理装置的电控，以实现烟气处理效率自动实时调节，当监测模块监测到烟气处理效率低于90%，自动调节处理效率影响因素以提高烟气处理效率，适应性强、实用性高，应用前景广阔。

实施例2

参考图8，与实施例1不同的是，本实施例中的储存腔3腔壁31、外支撑板32、内支撑板33以及调节气缸39，所述腔壁31的一侧固定贴于外支撑板32和内支撑板33之间，所述外支撑板32上固定设置储存腔3的进气管34和出气管35，所述内支撑板33上设置至少一组平行排布的调节气缸39，所述储存腔3的内部设置弧形支撑310，所述弧形支撑310的两端之间的一弧形处与腔壁31的内壁接触，所述弧形支撑310的端部与调节气缸39的工作端固定连接，所述弧形支撑310、调节气缸39和内支撑板33形成闭合环。调节气缸39的伸长和缩短可改变弧形支撑310的形状，从而改变腔壁31的张度，使储存腔3的容积变大或者缩小。

本实施例中，所述储存腔调节模块电性连接储存腔3内部的调节气缸39和流量控制阀16，用于控制储存腔3内部的气缸和流量控制阀16

实施例3

本发明还公开一种基本稳定高效油烟生物净化系统的烟气处理效率控制方法，参考图9，包括以下步骤：

B1：测量烟气处理前的浓度和处理后的浓度；

B2：计算烟气处理的效率，烟气处理的效率计算方式为：烟气处理的效率=烟气处理前的浓度N_前/烟气处理后的浓度N_后；

B3：调整至少一个处理效率影响因素，使烟气处理效率保持在90%以上；在调整处理效率影响因素时，结合数据库中的数据，判断此时各个处理效率影响因素对应量的斜率K，优先调整处于斜率最高组的处理效率影响因素的量，使其往处理效率上升，当调节的处理效率影响因素的量不在斜率最高组时，则重新判断各个处理效率影响因素对应量的斜率K；

B4：当系统的处理效率达到90%，停止调节处理效率影响因素的。

本实施例中的烟气处理效率控制方法可自动优先调节的对处理效率影响较大的处理效率影响因素，节省调节的时间，提高调节效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，包括系统部分和机械部分；

所述系统部分包括：

监测模块，用于检测烟气进口浓度、烟气出口浓度、烟气流速、循环液温度和循环液流速；

计算模块，用于计算烟气处理效率；

对比模块，对比各个处理效率影响因素对应量的斜率K；

数据库，用于储存各个处理效率影响因素的量、对应的处理效率以及各个处理效率影响因素的量分组后的斜率K；

调节模块，用于调节烟气处理效率影响因素的量；

控制中心，控制整个系统的运行；

所述机械部分包括：

依次连通的进烟管（1）、循环池（5）和净化筒；

所述进烟管（1）上依次设置过滤网（2）、流速计（15）、容积可改变的储存腔（3）、流量控制阀（16）、进口浓度控制件（14）和进口浓度测量件（4）；

所述净化筒内部从下到上设置生物净化区（10）、出口浓度测量件（12）、喷淋管（11）和干燥区（13），所述喷淋管（11）通过循环管（8）与循环池（5）连通，所述循环管（8）上设置循环泵（7）和菌落培养液添加盒（9）。

2.根据权利要求1所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述斜率K得到的方法包括以下步骤：

A1：使用控制变量法，得到各个处理效率影响因素的影响处理效率的曲线；其中处理效率影响因素包括处理前烟气温度C、循环液的循环速度V、烟气浓度N、微生物量G；横轴表示处理效率影响因素的量，竖轴表示处理效率；

A2：对以处理效率最高点为中心，以处理效率70%为下限，横轴每连续若干个的量作为一组，将每组对应的曲线画为直线，得到每组的斜率K1、K2、......、Kn。

3.根据权利要求1所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，储存腔（3）可通过内部的气缸伸长容积变大或者通过内部的气缸收缩容积变小。

4.根据权利要求3所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述储存腔（3）包括腔壁（31）、外支撑板（32）、内支撑板（33）以及支撑气缸（36），所述腔壁（31）的一侧固定贴于外支撑板（32）和内支撑板（33）之间，所述外支撑板（32）上固定设置储存腔（3）的进气管（34）和出气管（35），所述内支撑板（33）上设置放射状排布的支撑气缸（36），所述支撑气缸（36）的一端与内支撑板（33）铰接，支撑气缸（36）的另一端与腔壁（31）的内壁弹性铰接。

5.根据权利要求4所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述腔壁（31）的内壁设置支撑角（37），所述支撑角（37）和支撑气缸（36）靠近腔壁（31）的一端之间设置弹性件（38）和球形铰链，所述弹性件（38）一端与支撑角（37）固定连接，弹性件（38）的另一端与球形铰链的底部固定连接，所述支撑气缸（36）的一端与球形铰链的铰链端固定连接。

6.根据权利要求3所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述储存腔（3）包括腔壁（31）、外支撑板（32）、内支撑板（33）以及调节气缸（39），所述腔壁（31）的一侧固定贴于外支撑板（32）和内支撑板（33）之间，所述外支撑板（32）上固定设置储存腔（3）的进气管（34）和出气管（35），所述内支撑板（33）上设置至少一组平行排布的调节气缸（39），所述储存腔（3）的内部设置弧形支撑（310），所述弧形支撑（310）的两端之间的一弧形处与腔壁（31）的内壁接触，所述弧形支撑（310）的端部与调节气缸（39）的工作端固定连接，所述弧形支撑（310）、调节气缸（39）和内支撑板（33）形成闭合环。

7.根据权利要求1、2、3、4或者6所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述进口浓度控制件（14）包括风机，所述风机的出风口与进烟管（1）连通，用于将外部空气股入进烟管（1），使空气的烟气混合，调节烟气浓度。

8.根据权利要求1所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，所述调节模块包括烟气温度调节子模块、循环速度调节子模块、烟气浓度调节子模块和微生物量调节子模块；

所述烟气温度调节子模块电性连接循环池（5）内部的加热件（6），所述循环速度调节子模块电性连接循环泵（7），所述烟气浓度调节子模块电性连接进口浓度控制件（14）中的风机，所述循环速度调节子模块电性连接菌落培养液添加盒（9）的出料开关。

9.根据权利要求1所述的稳定高效油烟生物净化系统，其特征在于，还包括储存腔调节模块，所述储存腔调节模块电性连接储存腔（3）内部的气缸和流量控制阀（16）。

10.基于权利要求1或者2所述的稳定高效油烟生物净化系统的烟气处理效率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1：测量烟气处理前的浓度和处理后的浓度；

B2：计算烟气处理的效率，烟气处理的效率计算方式为：烟气处理的效率=烟气处理前的浓度N_前/烟气处理后的浓度N_后；

B3：调整至少一个处理效率影响因素，使烟气处理效率保持在90%以上；在调整处理效率影响因素时，结合数据库中的数据，判断此时各个处理效率影响因素对应量的斜率K，优先调整处于斜率最高组的处理效率影响因素的量，使其往处理效率上升，当调节的处理效率影响因素的量不在斜率最高组时，则重新判断各个处理效率影响因素对应量的斜率K；

B4：当系统的处理效率达到90%，停止调节处理效率影响因素的量。

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