新型油烟净化器的研制

杜奂霓 刘浩祯 季然 张欣怡 刘谦

摘要：一种新型高除油率油烟净化器，采用单片机控制整个电路，保护多样，操作智能化，安装维护方便，占地面积小，重量轻，具有广泛的推广应用价值。

关键词：高压电场;荷电;臭氧

随着人民生活水平的提高，城市的餐饮业发展迅速。然而，餐饮业食品在烹饪和加工过程中热分解或裂变产物形成的挥发性油、有机物和油烟严重污染了环境，成为城市空气污染的重要原因之一。同时，油烟中含有的多环芳烃、硝基芳烃、杂环胺等有害物质是强致癌物，严重影响城市人群健康。我院研制的JDY型新型油烟净化器适用于餐馆、食堂、宾馆、烧烤、食品加工厂等油烟排放场所。

1.工作原理和技术特点

1.1新型油烟净化器设计的基本原则

新型油烟净化器的工作原理是：含油烟气通过高压电场，对电晕区，高压放电线路施加12Kv的负DC电压，与接地电极板形成电位差很大的不均匀电场;放电线产生电晕放电和大量的自由电子负离子，附着在烟气中的颗粒上，给烟气中的油腻颗粒充电，然后带负电的颗粒流向集尘区;的阳极板。在集尘区，正负电极板交替排列，电极板之间存在均匀的电场。带负电的粒子进入电场后，在库伦力的作用下流向并附着在阳极板上。此外，烟尘中的有害气体可以被电场中产生的臭氧分解，从而去除异味，也去除了有害气体。

1.2新型油烟净化器净化工艺

油烟气（含少量有机物）进入净化器后，利用机械过滤原理（大表面积、小阻力的精密滤网）将大油颗粒过滤掉;过滤后的油烟以等离子体状态进入无盲区电场，这种低浓度油雾中的小油滴、油烟和有机物在通过无盲区电场时被电离、分解、带电;气态带电粒子在通过高低压电场时被吸附在电极板上。当油雾中的有机物通过净化器时，由于臭氧（O3）的强烈氧化，通过化学反应分解。此外，少量臭氧对废气进行消毒。因此，改造后的设备具有良好的除油、除烟、除臭和杀菌效果。

2.基本结构

该设备主要由集烟罩、电控箱、集油模块板、引风机、排风管道等部分组成。其中电控箱内的集油模块板和高压逆变电源是主要功能部件。集油模块板主要用于吸收油烟颗粒。油烟进入集油模块板电晕区后带电，带负电的油烟颗粒流向集油区阳极板。油烟颗粒上的负电被阳极板中和，而油烟颗粒被吸附在阳极板上。同时，带正电的油颗粒沉积在阴极板上。现场安装时，可根据炉灶数量和处理能力确定集油模块板的组数、风机尺寸和排气管道的设计。

高压逆变电源电路采用国际流行的低能耗双电源输出的开关电源电路，具有全自动的过流、过压、短路、过载、冲击保护等多功能保护控制电路;具有自动复位功能，过压、过流初始值和最大功率可手动设定;高压逆变电源核心电路采用P87LPC768单片机，可调节二次电压和电流，并可根据负载变化进行适配。

3.主要技术特点和技術参数

3.1主要技术特征

（1）高压静电油烟净化器有过压过流保护，可自动复位。当集油板上的油太厚而无法更换和清洗时，会提供自动报警装置，提醒用户及时更换，以确保除油效率。

（2）设备模块化设计，体积小，功耗低，便于安装和维护。

（3）噪音低，使用寿命长，净化率达到国家标准。

（4）操作简单，维护方便，安全性能好，电场门打开后自动断电。

（5）集油装置由标准模块组成，可根据用户要求串联和并联。

3.2技术参数

（1）输入电压AC 220v 10%;输入功率300 ～ 500 W;输出电压12 ～ 20kv额定处理能力为2000 ～ 10000 m3/h;处理量可手动调节;油烟去除率达91%以上;噪音小于15dB（A），风阻小于45Pa。

4.油烟净化的常用方法

4.1油烟收集罩

采用简易罩收集油烟，通过排气扇排至室外。只收集油烟，不做净化处理，油烟去除率为0%。

4.2运水烟罩

碱液作为洗涤剂，通过喷淋与油烟接触，净化油烟，然后由排气扇收集排放。

目前最好的产品油烟去除率在30-40%左右。油烟去除率不符合小于餐饮业油烟排放标准大于GB18483-2001的要求。

4.3喷水洗涤塔净化工艺

由烟罩收集后送至吸收塔（喷淋、筛板、填料）净化，再由排气扇排出。

该产品的油烟去除率约为80 ～ 90%。油烟去除率符合GB18483-2001的要求。但是设备安装空间大，系统复杂。

4.4高压静电（等离子体）

利用高压下的气体电离和电场力，使尘埃粒子带电并与气体分离。

产品的油烟去除率名义上为95%，符合GB18483-2001的要求。但连续使用后去除率会降低，所以需要定期清洗油烟净化器，最好两周一次，以保证油烟净化效果。清洗时，必须按规范操作，设备必须停机，以免着火。

我院生产的新型油烟净化器就是根据这一原理研制的。

4.5物理过滤

金属丝网、活性炭和钢丝中的一种或多种。这类产品的油烟去除率实际为20 ～ 30%，单独使用时达不到GB18483-2001的要求。容易堵塞，需要每周清洗。

4.6光催化

含油气体的油雾被紫外光分解。该产品的油烟去除率可达90%，满足GB18483-2001的要求，前提是至少需要30米左右长的管道，以方便紫外灯管的安装。目前只有进口UV管才能保证产品的可靠性和耐用性。缺点是紫外线致癌，必须密封严密，避免大量泄漏。但是稍微漏一点可以杀菌消毒。

4.7生物净化

油烟中的油雾被嗜油微生物分解净化。该产品的油烟去除率可达90%，符合GB18483-2001的要求。需要专门的微生物池，微生物代谢需要定期处理和更新。这种处理方法是最环保的。但是由于工作量大，要求高，所以没有得到广泛应用。

4.8液沫洗涤

严格来说，采用传质双膜理论，物理化学方法相结合，机电一体化产品更为合理，不应称为油烟净化器。

该产品的油烟去除率可达90%，符合GB18483-2001的要求。采用专用净化剂，提高气液相间的传质能力，可快速捕捉气相中的油烟等颗粒;同时利用自身排气扇的负压产生厚度约600mm的液体泡沫层（液体泡沫的大小和直径为1.5mm）对油烟气体进行洗涤净化，相当于600米自然降雨层的净化效果。产品使用时每2 ～ 3天需排放污水，并添加专业净化剂。

5.结论

通过对上述油烟净化方法的比较，得出该设备具有除油率高、体积小、模块化设计、安装维护方便等特点。核心部件采用P87LPC768单片机，保护完善，设计智能化，可用于各种需要净化油烟的场所。

【参考文献】

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