吴教授：内排式厨房油烟净化系统的研发

技术领域

本项目是一种饮食业厨房油烟空气净化技术领域的装置，具体是一种内排式厨房油烟净化装置。

项目背景：

目前饮食业油烟污染逐渐成为人们关心的一个焦点话题。香港科大环境及持续发展研究所抽取城市空气中的悬浮粒子样本作分析，结果显示，悬浮粒子中的脂肪酸排列分子，与厨房油烟很接近，跟汽车废气形成的悬浮粒子比例差不多。专家由此推论，在汽车废气之后，煮食油烟同样是城市空气污染的重要源头，而悬浮微粒中有约30％至40％是有机化合物。

另据报道，在许多城市中，有关饮食业油烟污染的投诉已占环境投诉的30-40％。国内外学者对油烟进行的研究表明，饮食业排放的油烟已成为城市颗粒物中有机物和挥发性有机物(VOCs)的重要来源之一。油烟中含有多种致突变、致癌物质，烹调烟雾与肺癌等呼吸道疾病的发生有关。因此，治理饮食业的油烟污染具有重要的意义。国家环保局于2001年颁布了GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》。同时，国家环保局还下达了[2000]191号文《关于加强饮食业油烟污染防治监督管理的通知》，要求所有新建、扩建的饮食业单位，必须按照“标准”安装符合要求的油烟净化设备。

目前国内采用的饮食业油烟治理技术从净化机理上主要分为三类：{dy}类为静电法；第二类为采用过滤、惯性碰撞、吸附等净化机理的机械法；第三类为采用水膜、喷雾、冲击、液体吸收等净化机理的湿法。第三类为复合式净化设备。

静电法是利用电晕放电使油烟中的颗粒物带电，然后在静电场电场力作用下去除油烟中的颗粒物。静电型油烟净化器如设计和维修妥善，应可获得高的油烟收集效率。如中国实用新型专利“油烟静电净化装置”（申请号：02257040.3），涉及一种油烟静电净化装置，包括电源、箱体、电极板、集油盆；箱体为密闭结构，其上设置有与烟气排放管道相连的进风口和出风口；所述电极板包括正极板和负极板，正、负电极板垂直设置在所述箱体内，并间隔适当距离相互平行交替排列；所述集油盆设置在所述电极板的下方；所述电源为所述电极板提供直流高压电。该装置在油气通道上形成静电场，在静电场的作用下，将进入静电场的微小油滴吸附到电极表面。调整静电场的强度和油气在静电场中的行程，可以使烟气中的微小油滴全部被吸附到电极上。静电法的缺陷是对于气体状态的碳氢有机化合物以及烹调产生的油呛味、烧烤、火锅产生的异味无去除效果。静电法至今无法克服极板积油积灰需要频繁清洗的矛盾。按工业要求设计的静电除尘器存在体积大、造价昂贵的特点，应用于饮食业的油烟静电净化装置在许多方面作了简化，造价与体积有了缩减，但效率与质量也有下降。据了解，目前饮食业使用的静电油烟净化装置普遍存在质量不能达到要求的情况。

机械法是通过设置阻挡、过滤网板强制使油烟气发生强烈转折，使油烟中的颗粒物在惯性作用下从气体中分离出来。机械法的缺陷在于对小粒径的颗粒去除率低，总去除率亦较低，一般均小于85％。不能达到使用要求。由于油烟中颗粒物粘度很大，清洗维护工作量较大。机械法同样对于气体状态的碳氢有机化合物以及烹调产生的油呛味、烧烤、火锅产生的异味无去除效果。

湿法的原理是利用液体与油烟的接触，从而去除颗粒物和挥发性有机气体。由于受厨房场地、能耗与一次投资的限制，目前厨房油烟净化采用的湿法装置去除颗粒物和挥发性有机气体的效率均较低，一般小于85％。目前厨房油烟净化采用的湿法装置的缺陷是体积庞大、耗能高但效率不高。

综上所述，现有技术均存在共同的缺陷是：

1. 不能同时高效去除厨房油烟中的颗粒物与气态的污染物，因此需要通过长管道在户外楼层的平台上向大气排放废气，依然存在消防隐患与厂群矛盾。原来要求饮食业厨房油烟“高空”排放的要求，由于城市高楼鳞次栉比，原来意义上的“高空”已经不存在了。

2. 需要频繁清洗系统，一般1～3月需要清洗一次净化装置，1～2年需要清洗1次排放管道。由此带来较大的运行费用。

3. 组装工艺复杂、成本高、能耗高、效率低及不易清洗等缺陷。

项目技术要点

一、创新点

1．本厨房油烟净化装置采用了改进型文丘里洗涤与静电除雾或丝网脱水技术，通过在厨房灶台操作区域设置内循环自净的结构，可以有效降温、有效去除厨房油烟的烟雾、油呛味与其他辣椒、洋葱以及烧烤等产生的各种异味，解决了饮食业厨房向外排放污染的问题。

2．上述改进型文丘里洗涤与静电除雾或丝网脱水装置具有小型化与低阻力、低能耗设计，使其在目前量大面广的饮食业厨房的改造与新建工程中进行应用与推广成为可能，从而发明了一种新的具有自净与降温功能，不需要设置排放口的厨房油烟净化设备。

3. 改进型文丘里由两组高压离心式喷嘴排列组成。来自油烟罩的高温污染空气进入改进型文丘里洗涤器中，与高压水雾急速碰撞，使水雾迅速蒸发，水雾在蒸发过程中带走大量热量，同时，烟气中的细颗粒与各种污染气体通过传质效应，从气相转入液相，从而达到将油烟废气中的污染物质实施气固、气液分离的目的。高湿气体进入后级静电除雾或丝网脱水器后实施气雾分离，脱水后的气体结果风管与出风窗回入厨房灶台操作区，形成循环自净，洗涤水流回水箱经过沉淀、油水分离与过滤后循环使用。

4. 本装置设置新风装置，与回风装置共同形成循环自净系统。

5. 本装置改变了传统厨房向外大量排放油烟废气的现状，不仅可以大大减少污染物的排放量，而且可以大大节约厨房内空调与冷冻机的能耗，具有显著的节能减排效果。

6. 目前商业化的厨房油烟净化装置大概有高压静电、过滤、水膜、活性碳、催化吸附或组合型油烟净化等方法。这些方法都需要通过长管道在户外楼层的平台上向大气排放废气，依然存在消防隐患与厂群矛盾。这些方法都存在需要频繁清洗系统的缺陷，一般1～3月需要清洗一次净化装置，1～2年需要清洗1次排放管道。由此带来较大的运行费用。本装置克服了上述方法的缺陷，不需要在户外楼层的平台上搭建设备，不需要长管道，不需要1～3月需要清洗一次净化装置，系统维护周期延长到每年一次。

二、关键技术

改进型文丘里结构的设计、高压离心式喷嘴与水泵的选型

低阻力静电除雾或丝网脱水器的设计

罩口风速、系统循环自净风量、风压及结构布置的设计

新风装置与循环自净装置的结构设计、组合与集成

水循环系统与水处理装置的设计、组合与集成

三、技术指标