一种熏炸烤油烟污染物减排装置

技术领域

本发明属于食品加工污染物控制领域，具体涉及一种基于超声波凝聚协同光催化氧化原理的复合式熏炸烤食品加工污染物减排装置。

背景技术

熏炸烤食品加工污染物是食品加工过程中挥发的油脂、有机质及其燃料、食材本身加热分解、氧化、热聚合及裂解的产物，组成成分极其复杂，主要包括燃料燃烧产物、油滴、短链醛、酮、烷烃、烯烃、醇、酯类、羧酸、芳香烃及颗粒物等，当熏炸烤食品油烟污染物未经净化处理直接排放到大气环境中，其中气溶胶颗粒物、VOCs在大气中发生复杂的物理和光化学反应，形成光化学烟雾，一方面对生态环境造成严重影响，另一方面也会对人类身体健康造成损害。因此，需要对熏炸烤食品加工产生的颗粒物(PM，Particle Matter)、VOCs等有毒有害成分进行净化减排，然而目前针对油烟污染物净化技术主要以惯性分离、静电沉积技术应用最为普遍，这些技术单独使用时只能对油烟中大颗粒物有减排效果，对油烟中空气动力学直径小于5μm细颗粒物、VOCs污染物减排效果很差，净化后的油烟污染物达不到国家限制排放标准值，所以研发高效油烟颗粒物和VOCs减排技术是熏炸烤食品加工油烟污染物治理的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熏炸烤油烟污染物减排装置，该装置净化效率高，利用超声波凝聚协同光催化氧化复合式的油烟污染物减排装置。该装置包括超声波凝聚单元、静电沉积单元、光催化氧化单元以及末端过滤单元，解决了常规净化设备对油烟细颗粒物减排效果低的问题，同时又兼顾实现对油烟中VOCs的高效净化。以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种熏炸烤油烟污染物减排装置，包括净化箱壳体，所述净化箱壳体的两端具有进气口和出气口，还包括由进气口向出气口依次设置在所述净化箱壳体内的雾化器、超声波凝聚单元和静电沉积单元，所述净化箱壳体的出气口端连接有箱体，所述箱体内设置有光催化氧化单元、等离子催化氧化组件以及末端过滤单元，所述箱体的尾侧安装有排气口，所述超声波凝聚单元的两侧具有均流板，所述均流板纵向滑移设置在所述净化箱壳体内，所述净化箱壳体的底部通过固定架固定安装有清洗箱，所述清洗箱的顶部开口，所述清洗箱内安装有第一超声波发生器，所述净化箱壳体上具有用于驱动所述均流板纵向滑移的驱动装置。

作为本发明进一步的方案：所述净化箱壳体的顶部和底部分别对称设置有第一槽管和第二槽管，所述均流板的两端分别嵌入在对应的槽管内，所述第一槽管内固定安装有第一密封橡胶板，所述第二槽管内固定安装有第二密封橡胶板，所述第二密封橡胶板上开设有供所述均流板穿过的挤压缝隙，所述第二槽管的管口处铰接有向下单向开启的密封门。

作为本发明进一步的方案：所述驱动装置包括卷扬机和拉绳，所述卷场机通过机架固定安装在所述净化箱壳体的顶部，所述拉绳绕卷在所述卷扬机上，所述拉绳的另一端穿过所述第一槽管并与所述均流板固定连接，所述第一密封橡胶板上开设有供所述拉绳穿过的挤压孔，所述净化箱壳体上设置有供所述拉绳绕过的导向轮。

作为本发明进一步的方案：所述净化箱壳体的壳壁内具有过流夹腔，所述过流夹腔上具有进水孔和出水孔。

作为本发明进一步的方案：所述净化箱壳体的底部且位于所述雾化器下方的对应位置固定安装有下水管，所述净化箱壳体的内壁底部且位于所述雾化器下方具有一个朝向所述下水管倾斜的倾斜导流面。

作为本发明进一步的方案：所述超声波凝聚单元包括第二超声波发生器和反射板，第二超声波发生器设置在所述净化箱壳体的上下两侧，所述反射板安装在所述净化箱壳体的中间位置，并与第二超声波发生器平行设置。

作为本发明进一步的方案：所述净化箱壳体且位于雾化器的安装段内壁上设计为防腐蚀结构，所述防腐蚀结构为玻璃钢。

作为本发明进一步的方案：所述静电沉积单元包括正极板和负极板，所述正极板和负极板对称安装在所述净化箱壳体的上下两侧。

作为本发明进一步的方案：所述光催化氧化单元包括折流板和紫外光源，所述折流板表面涂覆有TiO2涂层，所述箱体内固定安装有两块竖直设置的挡板，两块挡板将箱体内隔成竖向的“S”型流道，所述折流板固定安装在所述挡板的内侧面并将两个挡板之间的部分分隔成横向“S”型流道，所述紫外光源设置在所述挡板的内侧壁，所述紫外光源采用波长为185nm的紫外灯。

作为本发明进一步的方案：末端过滤单元为活性碳纤维过滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所涉及一种超声波凝聚协同光催化氧化复合式油烟污染物减排装置，利用超声波凝聚技术、光催化氧化技术以及末端过滤技术，通过对油烟细颗粒物二次凝聚，使其迁移、凝聚和吸附成长为粒径较大颗粒物，从而克服传统净化设备对油烟细颗粒物净化效率低的问题；并且协同光催化氧化和末端过滤，经去除颗粒物后的油烟气体被二次净化VOCs，实现了同时对熏炸烤加工污染物中颗粒物和VOCs的有效减排。

2、本发明在油烟进气口处设置的雾化器单元，油烟气体流入净化设备时能够与水雾相互结合，增加细颗粒物吸附、碰撞的几率，同时能够促进超声波凝聚细颗粒物二次成长为粒径较大的颗粒物。

3、本发明通过将均流板与壳体纵向滑动连接，并在壳体的底部设置有带有超声波发生器的清洗箱，从而能够实现均流板的自动清洗操作，从而使均流板的板孔保持畅通，进而保证烟气顺畅流通。

附图说明

图1为熏炸烤油烟污染物减排装置的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为熏炸烤油烟污染物减排装置的侧视图；

图中：进气口1、净化箱壳体2、过流夹腔3、雾化器4、倾斜导流面5、均流板6、固定架7、下水管8、清洗箱9、排水管10、第一超声波发生器11、第二超声波发生器12、反射板13、拉绳14、卷扬机15、正极板16、负极板17、出气口18、挡板19、折流板20、紫外光源21、箱体22、等离子催化氧化组件23、活性碳纤维过滤网24、排气口25、第一槽管26、第一密封橡胶板27、导向轮28、机架29、第二槽管30、密封门31、第二密封橡胶板32。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1～3，本实施例，一种熏炸烤油烟污染物减排装置，包括净化箱壳体2，所述净化箱壳体2的两端具有进气口1和出气口18，还包括由进气口1向出气口18依次设置在所述净化箱壳体2内的雾化器4、超声波凝聚单元和静电沉积单元，所述净化箱壳体2的出气口18端连接有箱体22，所述箱体22内设置有光催化氧化单元、等离子催化氧化组件23以及末端过滤单元，末端过滤单元为活性碳纤维过滤网24，所述箱体22的尾侧安装有排气口25，所述超声波凝聚单元的两侧具有均流板6，所述均流板6纵向滑移设置在所述净化箱壳体2内，所述净化箱壳体2的底部通过固定架7固定安装有清洗箱9，所述清洗箱9的顶部开口，所述清洗箱9的一侧安装有用于排污的排水管10，所述清洗箱9内安装有第一超声波发生器11，所述净化箱壳体2上具有用于驱动所述均流板6纵向滑移的驱动装置。

传统熏炸烤食品加工过程产生的油烟气体经进气口1进入净化箱壳体2内，位于前侧的雾化器4产生悬浮的小液滴，油烟中颗粒物与悬浮的小液滴碰撞、吸附，初步形成的颗粒物根据云物理学原理沉降去除部分粒径较大的颗粒物。然后含细颗粒物的油烟气体经均流板6处理后形成均匀的油烟气，并随之进入超声波凝聚单元，细颗粒物驻波声场的作用下混合碰撞、迁移、吸附，二次成长凝聚为粒径分布较大的颗粒物，并随气体进入静电沉积单元，进而脱除气体中的颗粒物。进一步的去除颗粒物后的油烟气体仍含有大量的VOCs，油烟气体作用后进入光催化氧化单元、等离子催化氧化组件23，从而使VOCs分解，最后经过末端过滤单元进行过滤，从而实现对熏炸烤食品加工过程油烟中颗粒物和VOCs的高效净化，达到有效减少油烟污染物排放的目的。

均流板6在长时间使用后，均流板6的板孔处会沉积大量油污，对其进行清除时，通过驱动装置驱动均流板6向下纵向滑移并沉入到清洗箱9内，清洗箱9内充满带有清洗液的水，通过第一超声波发生器11使水进行超声震荡，从而对均流板6进行强力去污，进而达到自动清洗的效果，清洗完毕后，均流板6吊装至净化箱壳体2内即可。

本实施例中，具体的，所述净化箱壳体2的顶部和底部分别对称设置有第一槽管26和第二槽管30，所述均流板6的两端分别嵌入在对应的槽管内，所述第一槽管26内固定安装有第一密封橡胶板27，所述第二槽管30内固定安装有第二密封橡胶板32，所述第二密封橡胶板32上开设有供所述均流板6穿过的挤压缝隙，所述第二槽管30的管口处铰接有向下单向开启的密封门31。通过密封橡胶板的设置，从而对第二槽管30和第一槽管26的管口进行密封，第二密封橡胶板32上的挤压缝隙可供均流板6向下穿出，即均流板6向下滑移时，通过其自重使挤压缝隙张开并自由穿过。

本实施例中，具体的，所述驱动装置包括卷扬机15和拉绳14，所述卷场机通过机架29固定安装在所述净化箱壳体2的顶部，所述拉绳14绕卷在所述卷扬机15上，所述拉绳14的另一端穿过所述第一槽管26并与所述均流板6固定连接，所述第一密封橡胶板27上开设有供所述拉绳14穿过的挤压孔，所述净化箱壳体2上设置有供所述拉绳14绕过的导向轮28。

本实施例中，为了对烟气中的热能进行有效的回收，所述净化箱壳体2的壳壁内具有过流夹腔3，所述过流夹腔3上具有进水孔和出水孔，过流夹腔3内循环流动有水或其他吸热介质，从而对烟气进行降温，同时，将吸收出的热能进行回收利用，提高烟气热量的利用效率。

本实施例中，所述净化箱壳体2的底部且位于所述雾化器4下方的对应位置固定安装有下水管8，所述净化箱壳体2的内壁底部且位于所述雾化器4下方具有一个朝向所述下水管8倾斜的倾斜导流面5，从而使净化箱壳体2的底部形成水槽，水槽通过下水管8与清洗箱9连接，以对污水进行回收。

本实施例中，具体的，所述超声波凝聚单元包括第二超声波发生器12和反射板13，第二超声波发生器12设置在所述净化箱壳体2的上下两侧，所述反射板13安装在所述净化箱壳体2的中间位置，并与第二超声波发生器12平行设置。油烟中细颗粒物在第二超声波发生器12形成的驻波声场中，细颗粒物在超声波作用下往驻波节点迁移，从而实现颗粒凝聚。优选的，在所述超声波凝聚单元净化模块中，反射板13与第二超声波发生器12之间距离为超声波波长1/2λ的整数倍；

并且应使油烟细颗粒物受到超声波作用的时间不低于3s。

本实施例中，优选的，所述净化箱壳体2且位于雾化器4的安装段内壁上设计为防腐蚀结构，所述防腐蚀结构为玻璃钢。

本实施例中，具体的，所述静电沉积单元包括正极板16和负极板17，所述正极板16和负极板17对称安装在所述净化箱壳体2的上下两侧。油烟气体中二次成长的颗粒物在静电场中被感应成带正、负电荷的颗粒物，在电场力的作用下往两侧极板偏移，从而脱除气体中的颗粒物。

本实施例中，具体的，所述光催化氧化单元包括折流板20和紫外光源21，所述折流板20表面涂覆有TiO2涂层，所述箱体22内固定安装有两块竖直设置的挡板19，两块挡板19将箱体22内隔成竖向的“S”型流道，所述折流板20固定安装在所述挡板19的内侧面并将两个挡板19之间的部分分隔成横向“S”型流道，使油烟中VOCs在光催化氧化单元内能够停留50-90s，所述紫外光源21设置在所述挡板19的内侧壁，所述紫外光源21采用波长为185nm的紫外灯。油烟中的VOCs在紫外光源21照射下，VOCs分子由基态跃迁至激发态，同时油烟中含有的水分子在紫外线照射下生成羟基自由基，在折流板20形成的“S”气体通道中能够使气体分子受到足够时间的紫外光源21辐射，VOCs在.OH和纳米TiO2的催化氧化作用下分解成小分子VOCs、CO2和H2O，从而达到分解目的。

本实施例中，进一步的，所述末端过滤系统气体出口处设置有可调功率引风机，可通过调节引风机功率控制油烟气体在净化设备中的流速。

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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。