一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法及其处理系统与流程

一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法及其处理系统
1.本技术是申请日为2017年01月20日、申请号为201710048104.3、发明名称为《一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法及其处理系统》的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及一种油烟气处理技术领域，特别涉及一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法及其处理系统。


背景技术：

3.随着人类生产活动的增加，产生了大量得不到有效处理的各种废气、粉尘，如工业生产废气、汽车尾气、烧煤废气、烹饪油烟、烧秸秆废气等等。烹饪油烟是煎、炒、烹、炸等高温工序中食用油及食品在高温裂解下的产物，既有悬浮颗粒物又有气体状态的挥发性有机物(voc)，主要成分为不饱和烃类、饱和烃类、苯系物、多环芳烃、杂环化合物以及醇、醛等，加上操作间内燃料产生的污染形成了气、液、固三态污染物。烹饪油烟含有多种有毒有害化学成分，不同食品在高温下会产生不同的挥发性物质，其中含有许多致突变和致癌性物质，同时对空气中pm2.5污染也有一定的“贡献”。据国际能源署数据2014年全球碳排放总量达到了惊人的323亿吨！这些废气大量排放还形成雾霾这种可怕天气，严重威胁人类健康。现有的处理技术主要有稀释扩散法、水吸收法、催化剂还原法、低温等离子去除法等。这些方法设备成本高、运行成本高、去除效率低且不能覆盖大量低端用户。其中，对于餐饮业油烟净化技术，主要有机械分离法、过滤法、静电沉积法、液体洗涤法、催化燃烧法等，但每种技术都难以同时处理成分复杂、含气液固三种状态的油烟废气。因此，不同净化技术的组合是彻底治理餐饮油烟的根本方法。
4.专利文献cn205435476u公开的一种工业废气、餐饮油烟气综合处理装置包括集气罩、排气管和排气扇，其中集气罩呈锥台形，其顶部连接在排气管上，其还包括uv光解空气净化器，该uv光解空气净化器包括壳体和芯体，壳体一侧设有进风口，另一侧设有出风口，进风口连接排气管，所述芯体包括框架和配电箱，框架外侧设有光触媒滤网，框架中心设有uv灯管，所述光触媒滤网及uv灯管设置在进风口和出风口之间，185nm≤上述uv灯管发出的光波≤254nm，所述排气扇设置在集气罩顶部或uv光解空气净化器的进风口或出风口或排气管的其他部位上。该专利能够处理废气，但该专利处理效果有待提高，特别是针对油滴、挥发性有机物等处理有待加强。
5.专利文献cn2451237y公开的一种高压静电集尘除油烟机，由机架、烟尘空气进口管段、过滤器、高压静电箱、净化空气出口管段组成，在高压静电箱上设置变压器，电路连接高压静电箱内高压静电发生器的电极极板、电极极丝和机架旁的电气控制盘；高压静电箱内设置的高压静电发生器为平行于气流方向密布排列的电极极板和电极极丝，电极极板为边缘呈光滑圆角的导电材料薄板，用放电绝缘套固定两端，相邻的电极极板充以高压或次高压、正电或负电不同的电荷，上端与变压器电路连接；电极极丝为弹簧上下张拉的导电细丝，排列在烟尘空气进口处，上端与变压器电路连接，充以高压电。该专利利用高压静电产
生静电场，将油烟颗粒与空气彻底分离，但该专利需要高压电源，应用范围受限，特别是对于家庭厨房不太适用，另外，在油烟环境中该专利容易老化，出现故障不耐用。
6.专利文献cn105202605a公开的种携便式餐饮商用厨房油烟分解净化设备包括有箱体，所述的箱体内包括有烟气回收室、碱性分化室、烟气过滤室、木炭净化室、无极消毒室，所述的烟气回收室上端设有吸风机，所述的烟气回收室下端连通设有碱性分化室，所述的碱性分化室内设有烟气引流释放器，所述的烟气引流释放器呈l型，所述的碱性分化室与烟气过滤室底端相互连通，所述的烟气引流释放器延伸到烟气过滤室内，所述的烟气引流释放器上端设有防溅隔空逆流格栅，所述的防溅隔空逆流格栅过上端设有吸油逆流过滤器，所述的烟气过滤室右端与木炭净化室连接，所述的木炭净化室内设有炭类吸附净化器，所述的木炭净化室下端设有碱性分化液储存箱，所述的储存回收箱一侧与无极消毒室连接，所述的无极消毒室内设有消毒装置架，所述的无极消毒室右侧设有负压外排风机，负压外排风机处设有空气分流格栅。该专利利用碱性液分化微颗粒，逆流格栅与多型过滤器处理废气，但该专利成本高，结构复杂，由于格栅中容易堆积油污，不适宜长期适用，且对油滴、挥发性有机物等处理有待加强。


技术实现要素：

7.鉴于上述问题，本发明提出一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法及其处理系统，通过分离、过滤以及吸附和脱附等步骤，彻底治理油烟气中的油雾及voc等污染物，而且由于循环脱附处理使得本发明可以长期适用，适用于各种环境且成本低，净化效果好。
8.本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
9.本发明提供了一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法，包括以下步骤：
10.第一步骤：通过油烟气收集装置(12)收集带有挥发性有机物的油烟气，且输入到离心除油装置(11)中，所述离心除油装置(11)将油烟气离心处理分离出油烟气中的油滴和杂质，所述油滴和杂质经由导油槽流入废油收集容器；
11.第二步骤：将所述第一步骤处理后的油烟气经由干式过滤装置(6)过滤去除固体和液体微小颗粒物，以剩下带挥发性有机物的油烟气体，所述带挥发性有机物的油烟气体在风机(8)的驱动下流入吸附装置；
12.第三步骤：带有分子筛的吸附装置(9)在吸附区域(1)和脱附区域(10)之间转动，所述带挥发性有机物的油烟气体在吸附区域(1)中通过分子筛吸附挥发性有机物；
13.第四步骤：燃烧器(2)产生的高温气体输入混合器(3)中与空气混合形成温度在190℃-210℃范围内的混合气体，当分子筛旋转到脱附区域(10)后，所述混合气体流经所述吸附了挥发性有机物的分子筛以高温脱附，被脱附的挥发性有机物排出进行燃烧清除；
14.第五步骤：经脱附再生的分子筛循环进入吸附区域(1)降温，然后再进行吸附，如此循环进行吸附-脱附连续作业；
15.所述第三步骤中，所述吸附装置的吸附转轮转速为3～8r/h，油烟气体通过吸附区域(1)的风速为1～4m/s；所述吸附装置(9)为吸附转轮，所述吸附转轮内装有疏水性的y型分子筛或者zsm型分子筛及其组合；
16.所述第四步骤中，混合气体的通过脱附区域(10)的风速为1～4m/s，脱附的温度为180～220℃；
17.所述第三步骤中，所述吸附装置(9)为吸附转轮，所述吸附转轮内装有疏水性的y型分子筛或者zsm型分子筛及其组合。
18.优选地，所述第一步骤中，所述离心除油装置(11)为管道式，内部设有多组可高速旋转的金属丝网盘，所述金属丝网盘的旋转方向与油烟气方向垂直。
19.优选地，所述第二步骤中，所述干式过滤装置(6)包括模块化的滤袋，所述滤袋采用无纺布或过滤棉制成，滤袋平均有效孔径小于0.5μm，对粒径大于等于0.5μm微粒的计数效率不低于50％。
20.本发明还提供了一种实施上述所述的带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的处理系统，包括收集带有挥发性有机物的油烟气的油烟气收集装置(12)、连接所述油烟气收集装置(12)的用于分离油滴和杂质的离心除油装置(11)、连接所述离心除油装置(11)的用于过滤固体和液体微小颗粒物的干式过滤装置(6)、连接所述干式过滤装置(6)的用于吸附挥发性有机物的吸附装置(9)和连接所述吸附装置(9)的用于脱附的混合气体生成装置(4)，所述吸附装置(9)包括分子筛，所述混合气体生成装置(4)包括用于加热产生高温气体的燃烧器(2)和用于混合高温气体和空气的混合器(3)；
21.所述燃烧器(2)为带有燃气电动调节阀的燃气燃烧器，所述混合器(3)的一进口连接所述燃气燃烧器的出口和另一进口与空气连通；
22.所述干式过滤装置(6)为带有模块化的滤袋的干式过滤器；所述干式过滤器经由调节阀(7)连接排烟风机(8)，所述排烟风机(8)将所述油烟气体输入所述吸附装置(9)，所述吸附装置(9)为内装分子筛的吸附转轮，所述吸附转轮分为吸附区域(1)和脱附区域(10)；
23.所述混合器(3)设有温度传感器(5)。
24.优选地，所述油烟气收集装置(12)设有抽风机和集气罩；
25.所述离心除油装置(11)包括内部设有多组高速旋转的金属丝网盘的管道式离心机、导油槽和用于收集分离出的油滴和杂质的废油收集容器；
26.所述吸附区域(1)和脱附区域(10)的体积比为11:1，吸附转轮转动使分子筛依次经过吸附区域(1)和脱附区域(10)以连续运行。
27.优选地，所述油烟气收集装置(12)设有测量风速的风速传感器，所述离心除油装置(11)设有测量离心转速的转速传感器；
28.所述风速传感器、转速传感器和温度传感器由处理器连接；所述处理器是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路asic，现场可编程门阵列fpga、模拟电路或数字电路；
29.所述处理器设有存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器rom、随机存取存储器ram、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器eeprom。
30.本发明还提供了一种处理烹饪过程产生的油烟气的处理系统，所述系统包括集气-净化段和脱附-燃烧段；所述集气-净化段包括依次连接的油烟气收集装置(12)、离心除油装置(11)、干式过滤装置(6)、排烟风机(8)和吸附装置(9)；
31.所述干式过滤装置(6)为带有模块化的滤袋的干式过滤器；所述干式过滤器经由调节阀(7)连接排烟风机(8)；所述排烟风机(8)将所述油烟气体输入所述吸附装置(9)；
32.所述吸附装置(9)为内装分子筛的吸附转轮，所述吸附转轮分为吸附区域(1)和脱附区域(10)；
33.所述脱附-燃烧段包括与吸附装置(9)连接的混合气体生成装置(4)、吸附转轮(9)中的脱附区域(10)、燃气灶(13)、阻火器(14)、鼓风风机(15)和空气电动调节阀(16)；
34.所述混合气体生成装置(4)包括用于加热产生高温气体的燃烧器(2)和用于混合高温气体和空气的混合器(3)；所述混合器(3)设有温度传感器(5)；
35.所述油烟气收集装置(12)、离心除油装置(11)、干式过滤装置(6)依次设置于所述燃气灶(13)的正上方；
36.所述阻火器(14)设置于燃气灶(13)与鼓风风机(15)之间；所述鼓风风机(15)通过阻火器(14)与燃气灶(13)连接；
37.所述鼓风风机(15)通过三通管道一端与脱附区域出口连接，所述三通管道的另一端连接调节空气的空气电动调节阀(16)。
附图说明
38.通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
39.图1是根据本发明一个实施例的带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的步骤示意图；
40.图2是根据本发明一个实施例的实施带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的处理系统的结构示意图；
41.图3是根据本发明一个实施例的实施带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的处理系统的连接示意图。
42.以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
43.下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
44.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
45.为了更好地理解，图1为带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的步骤示意图，如
图1所示，一种带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的步骤包括：
46.在第一步骤s1中，通过油烟气收集装置12收集带有挥发性有机物的油烟气，且输入到离心除油装置11中，所述离心除油装置11将所述油烟气离心处理以分离出油烟气中的油滴和杂质，所述油滴和杂质经由导油槽流入废油收集容器。
47.在第二步骤s2中，经过第一步骤s1处理后的油烟气经由干式过滤装置6过滤以去除固体和液体微小颗粒物以剩下带挥发性有机物的油烟气体，所述油烟气体在风机7的驱动下流入吸附装置。
48.在第三步骤s3中，带有分子筛的所述吸附装置9在吸附区域1和脱附区域10之间转动，所述油烟气体在吸附区域1中通过分子筛以吸附挥发性有机物。
49.在第四步骤s4中，燃烧器2产生的高温气体输入混合器3中与空气混合形成温度在190℃-210℃范围内的混合气体，当分子筛旋转到脱附区域10后，所述混合气体流经所述吸附了挥发性有机物的分子筛以高温脱附，被脱附的挥发性有机物排出进行燃烧清除。
50.在第五步骤s5中，经脱附再生的分子筛循环进入吸附区域1降温，然后再进行吸附，如此循环进行吸附-脱附连续作业。
51.在一个实施例中，在第一步骤s1中，所述离心除油装置11为管道式，内部设有多组可高速旋转的金属丝网盘，其旋转方向与油烟气方向垂直。
52.在一个实施例中，在第二步骤s2中，所述干式过滤装置6包括模块化的滤袋，所述滤袋采用无纺布或过滤棉制成，滤袋平均有效孔径小于0.5μm，对粒径大于等于0.5μm微粒的计数效率不低于50％，油烟气经由滤袋过滤以去除固体和液体微小颗粒物以剩下带挥发性有机物的油烟气体。
53.在一个实施例中，在第三步骤s3中，所述吸附装置9为吸附转轮，所述吸附转轮内装有疏水性的y型分子筛或者zsm型分子筛及其组合。
54.在一个实施例中，在第三步骤s3中，所述吸附转轮的转速为3～8r/h，油烟气体通过吸附区域1的风速为1～4m/s，在第四步骤s4中，混合气体的通过脱附区域10的风速为1～4m/s，脱附的温度在180～220℃范围内。
55.图2是根据本发明一个实施例的实施带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的处理系统的结构示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。
56.如图2所示，一种实施所述的带有挥发性有机物的油烟气的处理方法的处理系统包括收集带有挥发性有机物的油烟气的油烟气收集装置12、连接所述油烟气收集装置12的用于分离油滴和杂质的离心除油装置11、连接所述离心除油装置11的用于过滤固体和液体微小颗粒物的干式过滤装置6、连接所述干式过滤装置6的用于吸附挥发性有机物的吸附装置9和连接所述吸附装置9的用于脱附的混合气体生成装置4，所述吸附装置9包括分子筛，所述混合气体生成装置4包括用于加热产生高温气体的燃烧器2和用于混合高温气体和空气的混合器3。
57.在一个实施例中，所述油烟气收集装置12设有抽风机和集气罩，所述离心除油装置11包括内部设有多组高速旋转的金属丝网盘的管道式离心机、导油槽和用于收集分离出的油滴和杂质的废油收集容器，所述干式过滤装置6为带有模块化的滤袋的干式过滤器，所述干式过滤器经由调节阀7连接排烟风机8，所述排烟风机8将所述油烟气体输入所述吸附装置9，所述吸附装置9为内装分子筛的吸附转轮，所述吸附转轮分为吸附区域1和脱附区域
10，所述吸附区域1和脱附区域10的体积比为11:1，吸附转轮转动使分子筛依次经过吸附区域1和脱附区域10以连续运行，所述燃烧器2为带有燃气电动调节阀的燃气燃烧器，所述混合器3一进口连接所述燃气燃烧器的出口和另一进口与空气连通。
58.在一个实施例中，所述油烟气收集装置12设有测量风速的风速传感器，所述离心除油装置11设有测量离心转速的转速传感器，所述混合器3设有温度传感器5，所述处理系统包括连接所述风速传感器、转速传感器和温度传感器的处理器，所述处理器是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路asic，现场可编程门阵列fpga、模拟电路或数字电路，所述处理器设有存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器rom、随机存取存储器ram、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器eeprom。处理器可以在存储器中预设多种模式如节能模式，功效模式等，处理器通过调节油烟气收集装置12的收集速度、离心除油装置的离心速度以及混合气体的温度来得到预期的处理效果。
59.在一个实施例中，所述存储器为易失性存储器或非易失性存储器。
60.本发明可应用到多种油烟的处理，其中，餐饮油烟废气，煎、炒、烹、炸的烹饪过程产生的油烟废气主要含有液态油滴、悬浮颗粒物、voc等污染物。特别是一种用于处理烹饪过程产生的油烟气的处理方法，其通过所述的处理系统来实施。
61.为了进一步理解本发明，下面以餐饮废气为例。图3是根据本发明一个实施例的实施带有挥发性有机物的油烟气的处理系统的连接示意图，如图3所示，燃气灶13含有两个灶头，用于中餐炒菜，产生含有液态油滴、悬浮颗粒物、voc等污染物的油烟废气，
62.油烟废气分别经过集气-净化段和脱附-燃烧段被彻底治理。集气-净化段包括依次连接的如集气罩的油烟气收集装置12、离心除油装置11、如干式过滤器的干式过滤装置6、排烟风机8和如吸附转轮的吸附装置9。
63.油烟废气首先被集气罩12收集，进入离心除油装置11进行预处理，大颗粒油滴和杂质因惯性作用与高速旋转的金属网盘发生碰撞而被有效拦截，再由金属网盘离心作用力将大颗粒油滴和杂质甩入导油槽，流入废油收集容器。
64.经预处理后的油烟废气进入干式过滤器6，固体或液态微小颗粒物等被滤袋有效过滤；剩余含voc的油烟废气在排烟风机8的驱动下，以2m/s的风速流过吸附转轮9的吸附区域1，吸附区域1中的y型分子筛和zsm型分子筛利用独特的微孔结构将废气中的voc吸附去除，干净的气体可直接排放到大气中，吸附有voc的分子筛在吸附转轮9以4r/h的转速转动下，进入脱附区域10进行高温脱附，而经脱附再生的分子筛循环进入吸附区域1的过渡区降温，然后进行吸附工作，如此循环进行吸附-脱附连续作业。
65.脱附-燃烧段包括燃气电动调节阀、燃气燃烧器2、混合器3、温度传感器5、吸附转轮9中的脱附区域10、燃气灶13、阻火器14、鼓风风机15、空气电动调节阀16。
66.燃气燃烧器2采用餐厅现有天然气，生成高温气体，然后在混合器3中与外来空气混合，形成温度在200
±
10℃范围内的混合气体；温度的控制是通过温度传感器5检测混合气体的温度，并根据温度的变化控制燃气电动调节阀的开启状态，实时调节燃气量，从而控制混合气体的温度。
67.混合气体以2m/s的风速通入吸附转轮9中的脱附区域10，将分子筛加热，使被吸附的voc脱附出来，与空气混合并预热，被鼓风风机15带入燃气灶13；在燃气灶13内通过燃烧方法将voc彻底消除，燃气灶13与鼓风风机15之间设有阻火器14，有效预防火焰蔓延，保证
系统使用安全。
68.在一个实施例中，脱附区域出口通过三通管道与鼓风风机15连接，所述三通管道另一端连接调节空气的空气电动调节阀16，所述鼓风风机15通过阻火器14与燃气灶13连接。
69.在一个实施例中，所述燃气燃烧器2可采用天然气、液化石油气、煤制气或沼气作为燃料。
70.尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。