[发明专利]利用低温等离子体与催化剂的协同作用净化餐饮油烟的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种餐饮油烟净化方法与装置，属于环境保护技术领域。更具体地说，涉及一种利用低温等离子体与催化剂的协同作用，既去除餐饮油烟所含颗粒物，又去除餐饮油烟所含挥发性有机化合物，并防止臭氧二次污染的方法与装置。

背景技术

中国烹饪方式以炒、炸、煎、烹为主，在烹饪过程中产生大量油烟，其组成包括油脂、热氧化和热裂解产物以及燃料燃烧产生的烟气，污染物包括细颗粒物和气态挥发性有机化合物，而且具有易凝结、黏附性强的特殊性质。其排放特点是数量多且分散、单点排放量不大但排放高度低。随着我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，餐饮业规模和数量得到快速发展，对城市PM₂.₅的贡献也不断增加，成为仅次于工业和交通的第三大城市大气污染源。

为了解决餐饮油烟带来的环境和社会问题，国家环境保护“十二五”规划明确指出，要加强餐饮油烟污染控制。环保部公布的《环境空气细颗粒物污染防治技术政策》也提出，通过控制烹饪油烟、烧烤和炉灶烟雾污染，以减少PM₂.₅排放。国务院和北京市均已发布大气污染防治行动计划，其任务之一就是加强餐饮油烟污染控制。要求饮食服务经营场所必须安装油烟净化设施。同时，征收餐饮油烟排污费也已提到议事日程。

实际上，我国上世纪80年代餐饮油烟净化技术和设备开始萌芽。2000年前后，生产企业迅速发展并初具规模。不过，现有净化设备主要针对油烟所含颗粒物，所采用的净化方法包括静电分离、机械过滤、蜂窝集油、液体洗涤及其复合方法等。到目前为止，也有很多现有技术公开了针对油烟所含颗粒物的去除方法。然而，现有技术一方面仅能解决油烟所含颗粒物，而且净化效率不限。另一方面，尚未见既高效净化油烟所含颗粒物又高效净化挥发性有机化合物的报道。实际上，餐饮业排放的挥发性有机化合物不仅直接危害人体健康，也是光化学烟雾、二次细颗粒物和温室效应的前体物质，必须加以重视。

发明内容

本发明是在分析餐饮油烟污染物类型和特征的基础上，提出了一种与油烟所含多种污染物(包括黏性颗粒物、挥发性有机化合物和水分)相适宜的、能够净化油烟所含多种污染物，并防止二次污染的方法与装置，以便适宜未来越来越严格的餐饮油烟排放标准。在投资和运行费用相对较低的前提下，实现烟气的全面净化。

本发明提供的利用低温等离子体与催化剂的协同作用净化餐饮油烟污染物的方法通过以下方案实现：油烟首先通过低温等离子体反应区的前段，利用交错布置的正负极性高压放电使油烟所含部分颗粒荷电、定向运动，并沉积在第一接地极或第一放电极和第二放电极上；部分颗粒仅荷上正电荷或负电荷但未沉积到第一接地极或第一放电极和第二放电极上。自低温等离子体反应区的前段排出的油烟进入中间段，在该区域内带正电荷与带负电荷的颗粒相互靠近并凝并长大。接着，油烟进入低温等离子体反应区的后段，在该区域，凝并长大的颗粒又荷电、定向运动，并沉积在第二接地极或第三放电极上。与此同时，在低温等离子体反应区高压放电产生的强氧化性物种会部分氧化油烟所含挥发性有机化合物。所述的低温等离子体反应区采用平板、圆筒蜂窝体或多边形蜂窝体作为第一接地极或第二接地极；锯齿线、针形线、星形线、芒刺线或串接齿轮线作为第一放电极或第二放电极或第三放电极。在低温等离子体反应区的前段交错布置的两种放电极（第一放电极和第二放电极）施加的电源极性相反；后段第三放电极与前段两个放电极（第一放电极和第二放电极）之一并联后连接到同一高压电源（第一高压电源或第二高压电源）上。所述高压电源供电方式包括直流高压、直流叠加高频交流或直流叠加高频脉。其中正直流电压为6kV至15kV，负直流电压为6kV至18kV。