專利名稱：油煙回收凈化方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢油煙凈化方法和設備。
背景技術：
統(tǒng)計顯示，2010年我國食用油消費量6560萬噸，預計到2011年食用油消費量將達到8900萬噸。目前國內(nèi)注冊住宿型酒店和餐飲業(yè)法人單位約10萬個，企業(yè)職工食堂約 460. 9萬個，各類學校食堂約10萬個。僅北京市區(qū)的飲食業(yè)網(wǎng)點已發(fā)展超過5萬多家。但隨著飲食業(yè)的不斷增長，在為人們奉獻出美味佳肴的同時，卻嚴重污染了我們的空氣。家庭烹飪油煙造成的危害不可低估。而食用油在高溫下會發(fā)生裂解，產(chǎn)生大量的有害油煙，含有的有害物質(zhì)超過300種，這些有害物質(zhì)具有肺臟毒性、免疫毒性、遺傳毒性以及潛在致癌性。傳統(tǒng)的抽油煙機只有抽排功能，含有大量有害物質(zhì)的油煙未經(jīng)處理抽排到室外，會更大范圍地對大氣造成污染。湖北省環(huán)境檢測中心站的專家計算表明，每個家庭每天排放2克至3克油煙，全市230萬個家庭的油煙排放每天至少有6噸，一年達2200多噸。從全國看，約4億個家庭廚房每天所排放的油煙高達1200噸，已成為大氣污染的重要源頭。工業(yè)生產(chǎn)制造過程中，也會產(chǎn)生大量的油煙，其中含有多種有害物質(zhì)，如鉛、鋅、 硫、酸霧、苯等，直接污染空氣環(huán)境，影響工人和周圍居民的身體健康。比如DOP (鄰苯二甲酸二辛脂)是塑料加工中經(jīng)常使用的增塑劑。在使用的過程中會產(chǎn)生含有機物的油煙，主要含有醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物和芳香族化合物等具有致突變性和致癌性的化合物，如通過煙道排放到大氣中，就會造成嚴重污染。人們在重視油煙污染的危害和研究油煙凈化技術的同時，忘記了油煙也是一種大有潛力的可回收資源。據(jù)上世紀90年代的不完全統(tǒng)計。僅在北京城區(qū)，每年就有數(shù)以萬噸計的油煙散發(fā)到天空，這只是其中一小部分，不包括被凈化器處理或碳化在靜電凈化器陽極金屬板上的油煙以及廚房煙道里流失的冷凝油。如果能將這些油脂回收，不論是加工成生物柴油，化工原料或者提煉成再生食用油，都是利國利民，且有巨大經(jīng)濟效益的好事。完全符合當今世界各國提倡的綠色經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展策略。以餐飲業(yè)回收的廢油為原料加工生產(chǎn)生物柴油，在技術上已經(jīng)比較成熟。生物柴油的動力效果好于石化柴油，且生產(chǎn)成本更為低廉。以北京地區(qū)為例，如果將現(xiàn)有的5萬多餐飲業(yè)單位排放的油煙回收，轉(zhuǎn)化為生物柴油，每年能節(jié)約高級燃油8000噸以上，經(jīng)濟價值達5000萬人民幣。放大到全國范圍，每年可生產(chǎn)生物柴油近50萬噸，創(chuàng)造經(jīng)濟價值近30 億人民幣。如果再考慮家庭烹飪油煙的回收，效益更加顯著?，F(xiàn)有的家用油煙機并不具有油煙凈化功能。現(xiàn)有的餐飲業(yè)油煙凈化技術及設備大致可分為機械式、濕式、靜電式和復合式等幾種。機械式凈化技術及設備的主要問題是 油煙凈化率低，難以達到環(huán)保要求。風阻大，耗電量大。廚房和煙道內(nèi)污染嚴重，頻繁的清洗工作，耗時耗錢。為增加油煙收集效果而提高風機功率會造成更大噪音。過濾和吸附材料需經(jīng)常更換，費用高昂。濕式吸收型技術及設備的主要問題是油煙凈化率不高。因油水不相融，為提高水霧對油煙的吸收效率，循環(huán)水中需加大量乳化劑，造成水的二次污染。乳化劑的加入又造成終端油水分離困難。設備體積龐大，維護工作量大。耗電耗水，價格較高， 冬天易結(jié)冰，黃河以北地區(qū)使用困難。靜電型凈化技術及設備的主要問題是必須經(jīng)常清洗，否則凈化效率急劇下降。拆卸清洗工作量大，耗時耗錢。因為煙道積油，有嚴重的火災隱患，(以至于有的廠家賣設備免費送滅火器)。所以只要環(huán)保執(zhí)法部門不管，用戶就不會主動開機，讓油煙直接排放。目前，餐飲業(yè)采用的油煙機大多只考慮凈化，未考慮油煙回收。市場占有率80%以上的靜電型油煙凈化器中，小部分油煙冷凝沉積在抽風管道內(nèi)，大部分油煙沉積在陽極金屬板上，被碳化或黏附，難以清除，更談不上回收。采用水霧吸收型技術(水暈凈化)，能夠回收部分油煙，但如前述，為提高油煙凈化率添加的乳化劑，又使得水和油難以分離，并造成水的二次污染。另一類回收方法是采用離心力，使較大顆粒的油煙粒子拋甩到離心機外壁上，然后流到廢油收集容器里。這種方法簡單，成本低。但效率很低，小顆粒的油煙粒子基本無法收集。而實際油煙的溫度較高，大部分油煙粒子的直徑都很小。還有一種方法就是過濾。過濾法的主要問題是回收率低下。要想提高回收率，就必須增加濾材的密度，但又會造成氣流阻力和耗電量的增加。粘性的油脂如何能不阻塞濾材，保證較長時間不替換，也是個難以克服的問題。工業(yè)油煙的回收技術同樣不理想。由于采用靜電場凈化，大量油煙被碳化或黏附在陽極金屬板上，隨著清洗液流失。有些大型凈化器在前端進風口增設一種截油板，利用慣性使大的油煙粒子撞擊在板上而沉積，而大量中小粒徑的油煙粒子則被碳化， 分解或散發(fā)。這種方法的油煙回收率僅為30%左右。個別生產(chǎn)行業(yè)采用冷凝法回收油煙， 即讓煙氣充分冷卻后，將冷凝在管壁的油液收集起來后，加工回用。這種方法的主要缺點是耗能大和油煙回收率低。粘性油脂黏附在管壁上也會降低冷凝效率?？傮w而言，現(xiàn)有的各類凈化技術都不能完全滿足油煙凈化的要求。油煙回收更是一個難題。專利調(diào)查由于飲食習慣的差異，發(fā)達國家的餐飲業(yè)油煙污染不大。有嚴重工業(yè)油煙污染的行業(yè)多移至第三世界國家，所以油煙回收的問題難以引起這些國家研究機構的關注。有關油煙回收凈化的專利主要出現(xiàn)在中國及東南亞國家。國家知識產(chǎn)權局公示了從2002年初一 2009年底的157個油煙凈化器專利(包括發(fā)明專利和實用新型專利)， 其中利用靜電吸附原理的凈化器占了 36%。油煙回收專利則集中在水霧法。如中國實用新型專利(申請?zhí)?00720181341和200420113820)和山西林業(yè)學院提交的發(fā)明專利 (200410012415),前二者為家用，后者用于鑄造行業(yè)。這類專利技術上差別不大，有的只是稍作改進。如將噴水霧換為攪動水霧，或讓煙氣直接沖入水中產(chǎn)生混合水霧等等。另有部分專利涉及離心分離方法，如煙臺大學提交的發(fā)明專利(申請?zhí)?00810015673)和另一發(fā)明專利(申請?zhí)?008101506 ，未授權)。有少量專利涉及冷凝法，如用于水輪機運行過程中油煙霧凈化回收的實用新型專利(申請?zhí)?00820089806)和中國核動力研究院提交的專利(申請?zhí)?00720079718)。個別專利將兩種或更多的方法組合在一起，如發(fā)明專利(申請?zhí)?00710096204，未授權)即是將離心分離和靜電法結(jié)合。有的專利則是將所知的方法羅列組合而成。如南開大學提交的專利(申請?zhí)?00420056801)，先用離心力分離油煙， 又用各種氧化法分解剩余的污染物。也有一些專利涉及過濾法。如實用新型專利(申請?zhí)?200620096899)ο
油煙特性
(1)油煙粒子的尺寸和形態(tài)
油煙是食用油或工業(yè)油脂在較高溫度條件下產(chǎn)生的液態(tài)氣溶膠粒子和熱氧化分解產(chǎn)物的混合物。以餐飲業(yè)為例，烹調(diào)時，油脂受熱，當溫度達到食用油的發(fā)煙點170° C左右時，出現(xiàn)初期分解的藍煙霧。隨著溫度繼續(xù)升高，分解速度加快，當溫度達250° C時，出現(xiàn)大量煙霧，并伴有刺鼻的氣味。油煙中的氣溶膠粒子粒徑多在0. 01 μ m到10 μ m之間，可分為固體與液體顆粒物兩種，固體顆粒物多來自燃料中未燃燒或燃燒后的產(chǎn)物。液體顆粒物大多為油脂冷凝物，粘稠度較大，極易與固體顆粒物結(jié)合，形成具有較大粘稠度的膠體。極易粘附在管道或設備表面，一旦排放到大氣中，可與空氣中的懸浮物結(jié)合，形成不易擴散的污染物。(2)油煙粒子的油性和粘度
油煙粒子的最重要的特性之一，就是油性，即形成潤滑薄膜的能力。粘度即流動液體粘滯程度，是分子之間內(nèi)摩擦的一個量度。油脂之所以有較高的粘度，主要由于其甘油脂中長鏈分子間的吸引力所致。表示方法有動力粘度、運動粘度和相對粘度三種。食用油脂以運動粘度來表示，單位為m2/s。粘度與油脂的不飽和度有關，與油脂中脂肪酸的分子量的關系更大。植物油脂粘度高低順序為蓖麻油 > 菜籽油 > 棉籽油 > 葵花籽油 > 大豆油 > 亞麻油〉椰子油。對同一種油脂而言，隨著溫度升高，其粘度也增大。(3)油煙粒子的溶解性
油煙粒子在水中的溶解性很差。當環(huán)境溫度范圍為-8-92° C時，在水中的溶解度不超過10%。隨著溫度和壓力的升高，溶解性也相應增大。實際烹飪和工業(yè)油煙的溫度多在 100° C以下，所以要想通過水霧吸收油煙，必須添加乳化劑，即便如此，吸收效率也不會超過60%，這就是濕法凈化效率不高的原因。(4)油煙粒子的介電常數(shù)
干燥的油脂并不是良好的導體，介電常數(shù)一般為3. 0 3. 2。當氧化引入極性基團，油脂的介電常數(shù)會有所增加，如在低溫下吹入空氣，油脂的介電常數(shù)可達到5. 2以上。所以一旦靜電凈化設備的陽極金屬板被油垢糊滿后，金屬板的導電性立即減小，油煙凈化率將急劇下降。如不清洗，就不能繼續(xù)工作。為此，有很多涉及自動清洗陽極金屬板的發(fā)明被提出， 盡管設備變得很復雜，但是效果仍然不會很好，需從根本上解決這一問題，即讓油垢完全不能附著在陽極上。(5)油煙粒子的潤濕性
油煙粒子能否和液體相互附著或附著難易的性質(zhì)稱為粒子的潤濕性。當粒子與液體接觸時，如果接觸面能擴大而相互附著，就是能潤濕；如果接觸面趨于縮小而不能附著，則是不能潤濕。粒子的潤濕性與粒子的性質(zhì)，如粒徑、生成條件、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性等有關，也與粒子和液體之間的粘附力及相對運動速度有關。油煙粒子的粒徑一般小于5 μ m，很難被水潤濕。這是由于細小的粒子與水滴表面均存在著一層氣膜，只有在粒子與水滴具有較高的相對運動速度的情況下，水滴沖破這層氣膜，才能使之相互附著并凝結(jié)。這也是某些高效能濕式凈化器如文丘里洗滌器凈化的主要機制。此外，粒子的潤濕性還隨壓力的增加而增加，隨溫度的上升而下降，隨液體表面張力的減少而增強。所以，要讓油煙粒子進入水中，必須提高二者的潤濕程度，其關鍵在于提高油煙粒子與水的相對運動速度。一般濕法凈化技術中，多是機械式混合，無法顯著提高水霧與油煙粒子的相對速度，因而油煙回收凈化效率均不會太高。傳統(tǒng)的高壓靜電油煙凈化器工作原理是高壓靜電場發(fā)射出來的電子碰撞空氣分子而產(chǎn)生大量正負離子。在電場力的作用下，正離子移向帶負電的放電電極，負離子則移向帶正電的陽極金屬板。由于電場中負離子濃度很高，通過電場的油煙氣溶膠粒子很容易被負離子捕捉。帶負電荷的油煙粒子在電場力的作用下，被作為沉降極的陽極金屬板吸引而沉積碳化，并同時失去電性，以此達到去除油煙的目的。在這些凈化器中，用來吸附帶負電荷的油煙粒子的正極，通常是不銹鋼板或不銹鋼管。價格高而且容易粘油。由于油脂不是良導體，所以一旦被油垢糊滿后，金屬板的導電性立即減小，油煙凈化率急劇下降。如不清洗，就不能繼續(xù)工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種油煙回收凈化方法和設備，要解決現(xiàn)有技術油煙凈化率低，難以達到環(huán)保要求的技術問題；并解決現(xiàn)有技術耗時耗錢，維護工作量大，有嚴重的火災隱患的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種油煙回收凈化設備，包括與交流電源連接的直流高壓電發(fā)生器、通過高壓導線與直流高壓電發(fā)生器的輸出負極連接的放電極、與電源正極連接的油煙沉積陽極、廢油收集容器和排油管，其特征在于所述油煙沉積陽極是由油煙經(jīng)過的剛性圍合體和其表面帶正電的導電性液體流或液體膜組成，剛性圍合體的下邊緣與盛有導電液體的液體箱連接，液體箱通過導線與直流高壓電發(fā)生器的輸出陽極連接，液體箱的箱壁在收集的廢油層以下設有出液孔，該出液孔經(jīng)導管與泵的進液口連接，泵的出液口連接布液管，布液管的一端橫置于油煙沉積陽極的剛性圍合體上邊沿，其管壁下部開有形成液體流或液體膜用的布液孔。所述放電極可以是金屬絲，金屬絲的尾端連一重錘。所述剛性圍合體可以是包括金屬圓管和金屬方管的金屬管，或者是包括陶瓷管、 玻璃管或高分子材料管的非金屬管。所述剛性圍合體根據(jù)氣流流動方向可以分為立式和臥式兩類，剛性圍合體的壁板狀材料表面允許有小于90°的傾角，剛性圍合體是形成單電場的單個剛性圍合體，或者是形成多電場的串聯(lián)剛性圍合體或并聯(lián)剛性圍合體。所述布液管的布液口可以是密布的小孔或狹長的窄縫。所述液體箱內(nèi)置可以有液面?zhèn)鞲衅鳎好鎮(zhèn)鞲衅鞯男盘柧€與補水閥門連接或與警示器連接。所述液體箱的上面可以連接廢油收集容器。所述導電性液體或?qū)щ娨后w膜可以是含鹽或?qū)щ娍扇苄晕镔|(zhì)、離子或雜質(zhì)的水； 或者是添加乳化劑的導電液體。所述導電性液體表面或液體膜可以是平面瀑布形或柱面狀的向下流動的均勻液面或液膜；水平方向流動的液體表面是完全水平的或是向流動方向有一定傾斜的；或者是因泵的推動而流動的液面?！N油煙回收凈化方法，其特征在于所述的油煙回收凈化設備，其方法步驟如
6下
步驟1，油煙中的油煙氣溶膠粒子帶上負電荷； 步驟2，帶負電的油煙粒子進入油煙沉積陽極的剛性圍合體內(nèi)； 步驟3，導電液體從液體箱上升進入布液管中，然后從布液管均勻流到剛性圍合體的內(nèi)側(cè)表面，形成向下均勻流動的液面或液膜；
步驟4，油煙粒子受電場力作用迅速飛向帶正電的導電性液體表面或液體膜，突破粒子和液面之間的氣膜而進入不斷流動的液體內(nèi)，立即被流動液體帶離原位置，隨液流流入液體箱中形成油煙混合液；
步驟5，浮在液體箱中導電液體上的油煙混合液被流動液體帶離原位置，通過排油管排出并收集。本發(fā)明提出了一種油煙回收凈化方法和設備，與傳統(tǒng)經(jīng)典技術不同之處是
(1)不采用金屬或其他固體導電材料作為油煙沉積陽極，而是用流動的液體表面或液體膜替代金屬板或金屬管的功能。帶負電的油煙粒子受電場力作用迅速飛向帶正電的流動液體表面，突破粒子和液面之間的氣膜而進入液體內(nèi)，立即被流動液體帶離原位置，保證液面有持續(xù)吸引油煙粒子的能力。所用液體實際上是吸引和運輸油煙粒子的介質(zhì)。(2)形成流動表面或膜的液體可以是各種有一定導電性的液體，如含一定鹽份或其他可溶性物質(zhì)，離子或雜質(zhì)的水。為加強油煙粒子與液體的潤濕性，還可以在液體中適當添加提高二者潤濕性的乳化劑。(3)垂直方向的流動依靠泵的功能，將液體從下方提升到上方，然后依靠重力作用，使液體從上方向下方流動。以此形成持續(xù)不斷流動的液體表面或膜。(4)垂直方向的流動液體從特別設計的布液器流出，以兩種方式形成平整光滑的表面狀態(tài)1)布液器上具有密布小孔或長的窄縫，使液體向下流出后直接形成垂直向下的瀑布狀的連續(xù)液膜。2)布液器上的液體流到平面或柱狀的固體材料表面，在材料表面形成平面狀的或柱面狀的向下流動的均勻液面或液膜。材料表面應與液體有較好的潤濕，以避免因不潤濕造成的液膜不均勻或不連續(xù)。此外，為使液面或液膜更為連續(xù)均勻，且不脫離固體材料表面，材料表面可以不完全豎直，允許有一定傾角。也就是液面或膜表面與水平方向的夾角可以小于90度。該固體材料可以是良導體(如金屬)，也可以是絕緣體(如高分子材料)。(5)水平方向流動的液體表面，也可因重力流動，這種情況下，液面不是完全水平， 而是向流動方向有一定傾斜。但也可以因泵的推動而流動。(6)作為靜電凈化器中吸引帶負電油煙粒子的陽極表面，流動液體應該與高壓靜電場的陽極連接。(7)進入流動液體并不斷被帶離的油煙粒子進入液體貯存箱體內(nèi)，如果液體比重比油煙粒子大，而且與油煙粒子不相溶，則積累的油煙將浮在液體表面，容易被取出。底層的液體供形成流動液面或液膜用。動力泵的進液口應設置與油層以下。本發(fā)明有下列特點
(1)油煙粒子不會被高溫碳化，也決不粘附陽極板表面，所以凈化器內(nèi)外非常干凈，永遠不需任何清洗(包括各種機械和化學藥劑輔助的清洗方法)，徹底解決了傳統(tǒng)靜電凈化設備的最大問題。
(2)各種粒徑(從0. 01 μ m到50 μ m)的油煙粒子均能被陽極吸引收集，使油煙回收率接近100%。(3)由于陽極表面一直保持非常高效的清潔狀態(tài)，使之具有持續(xù)的吸引油煙粒子的能力，所以持續(xù)凈化效率遠高于傳統(tǒng)靜電凈化產(chǎn)品。(4)由于油煙粒子不被高溫碳化，煙道也不積油，所以徹底杜絕了火災隱患。(5)油煙回收工藝簡單有效，不須添加乳化劑或其他有害化學藥劑，無任何二次污染。(6)能保持傳統(tǒng)靜電凈化技術的其他優(yōu)點如工作可靠，風阻小(一般不超過 200Pa)，耗電低(以每小時凈化1000 m3計算，電能消耗僅0. 2-0. 5kwh)0(7)可以適合于各種風量的需要，從家用到工業(yè)，甚至高達105m3/h的場合。(8)能節(jié)約大量金屬材料，使初期投資成本大幅減小。(9)不需任何耗材和替換元件。系統(tǒng)不需頻繁維護或檢修。( 10)容易實現(xiàn)遠程自動化控制。本發(fā)明已經(jīng)經(jīng)過實驗樣機大量測試，效果十分理想。通過實驗還發(fā)現(xiàn)，該技術完全適用于其他氣溶膠粒子(如煙塵，酸霧，碳煙)的回收和凈化，具有十分廣闊的應用前景。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明板式凈化回收器結(jié)構示意圖。圖2是本發(fā)明管式凈化回收器結(jié)構示意圖。附圖標記1-交流電源、2-直流高壓電發(fā)生器、3-高壓導線、4-放電極、5-導線、 6-油煙沉積陽極、7-布液管、8-重錘、9-液體箱、10-廢油收集容器、11-排油管、12-泵、 13-導管、14-液面?zhèn)鞲衅鳌?br> 具體實施例方式實施例參見圖1、圖2所示，一種油煙回收凈化設備，包括與交流電源1連接的直流高壓電發(fā)生器2、通過高壓導線3與直流高壓電發(fā)生器2的輸出負極連接的放電極4、與電源正極連接的油煙沉積陽極6、廢油收集容器10和排油管11，其特征在于所述油煙沉積陽極6是由油煙經(jīng)過的剛性圍合體和其表面帶正電的導電性液體流或液體膜組成，剛性圍合體的下邊緣與盛有導電液體的液體箱9連接，液體箱9通過導線5與直流高壓電發(fā)生器2 的輸出陽極連接，液體箱9的箱壁在收集的廢油層以下設有出液孔，該出液孔經(jīng)導管13與泵12的進液口連接，泵12的出液口連接布液管7，布液管7的一端橫置于油煙沉積陽極6 的剛性圍合體上邊沿，其管壁下部開有形成液體流或液體膜用的布液孔。所述放電極4是金屬絲，金屬絲的尾端連一重錘8，也稱電暈極。所述剛性圍合體是包括金屬圓管和金屬方管的金屬管，或者是包括陶瓷管、玻璃管或高分子材料管的非金屬管。所述剛性圍合體根據(jù)氣流流動方向分為立式和臥式兩類，剛性圍合體的壁板狀材料表面允許有小于90°的傾角，剛性圍合體是形成單電場的單個剛性圍合體，或者是形成多電場的串聯(lián)剛性圍合體或并聯(lián)剛性圍合體。
所述布液管7的布液口是密布的小孔或狹長的窄縫。所述液體箱9內(nèi)置有液面?zhèn)鞲衅?4，液面?zhèn)鞲衅?4的信號線與補水閥門連接或與警示器連接。所述液體箱9的上面連接廢油收集容器10。所述導電性液體或?qū)щ娨后w膜是含鹽或?qū)щ娍扇苄晕镔|(zhì)、離子或雜質(zhì)的水；或者是添加乳化劑的導電液體。所述導電性液體表面或液體膜是平面瀑布形或柱面狀的向下流動的均勻液面或液膜；水平方向流動的液體表面是完全水平的或是向流動方向有一定傾斜的；或者是因泵的推動而流動的液面。一種油煙回收凈化方法，運用所述的油煙回收凈化設備，其方法步驟如下 步驟1，油煙中的油煙氣溶膠粒子帶上負電荷；
步驟2，帶負電的油煙粒子進入油煙沉積陽極6的剛性圍合體內(nèi)； 步驟3，導電液體從液體箱9上升進入布液管7中，然后從布液管7均勻流到剛性圍合體的內(nèi)側(cè)表面，形成向下均勻流動的液面或液膜；
步驟4，油煙粒子受電場力作用迅速飛向帶正電的導電性液體表面或液體膜，突破粒子和液面之間的氣膜而進入不斷流動的液體內(nèi)，立即被流動液體帶離原位置，隨液流流入液體箱9中形成油煙混合液；
步驟5，浮在液體箱9中導電液體上的油煙混合液被流動液體帶離原位置，通過排油管 11排出并收集。本發(fā)明提出的一種油煙回收凈化方法和設備，不采用金屬或其他固體導電材料作為油煙沉積陽極6，而是用流動的導電液體表面或液體膜替代金屬板或金屬管的功能。帶負電的油煙粒子受電場力作用迅速飛向帶正電的流動液體表面，突破粒子和液面之間的氣膜而進入液體內(nèi)，并立即被流動液體帶離原位置，保證液面有持續(xù)吸引油煙粒子的能力。導電液體是含一定濃度電解質(zhì)的水，電解質(zhì)包括食鹽(NaCl)。在液體中適當添加提高與油脂潤濕性的乳化劑或活性劑。垂直方向的流動依靠泵12的功能，將液體從下方提升到上方，然后從特別布液器流出，依靠重力作用，使液體從上方向下方流動。以此形成持續(xù)不斷流動的液體表面或膜。以兩種方式形成平整光滑的表面狀態(tài)1)布液器上具有密布小孔或長的窄縫，使液體向下流出后直接形成垂直向下的瀑布狀的連續(xù)液膜。2)布液器上的液體流到平面或柱狀的固體材料表面，在材料表面形成平面狀的或柱面狀的向下流動的均勻液面或液膜。材料表面應與液體有較好的潤濕，以避免因不潤濕造成的液膜不均勻或不連續(xù)。 板狀材料表面允許有一定傾角。使液面或膜表面與水平方向的夾角可以小于90°。固體材料可以是良導體，包括金屬。也可以是絕緣體，包括陶瓷，玻璃和高分子材料。水平方向流動的液體表面，也可因重力流動，液面向流動方向有一定傾斜。也可以因泵12的推動而流動。流動液體應該與高壓靜電場的陽極連接，使液體帶正電。進入流動液體并不斷被帶離的油煙粒子進入液體箱9內(nèi)。如果液體比重比油煙粒子大，而且與油煙粒子不相溶，則積累的油煙將浮在液體表面，被不斷排除并收集。底層的液體供形成流動液面或液膜用。動力泵的進液口應設置與油層以下。液面設有液面?zhèn)鞲衅?14，以便隨時補充導電液體。根據(jù)本發(fā)明所提供技術方案，可以設計出兩類新型油煙凈化回收設備。一類是板式凈化回收器，另一類是管式凈化回收器。前一類又可根據(jù)氣流流動方向分為立式和臥式兩類。根據(jù)傳統(tǒng)靜電凈化器的分類，還可細分為單區(qū)和雙區(qū)，單電場和多電場等類型。圖一是本發(fā)明板式凈化回收器結(jié)構示意圖。圖中1是交流電源輸入，通常為220或380V。2是直流高壓電發(fā)生器，通常輸出8000V以上的高壓。負高壓通過高壓導線3與放電極(電暈極) 4連接。放電極4通常為直徑較細的金屬絲。為保證電場的穩(wěn)定狀態(tài)，放電極4必須始終保持豎直，最簡單的方法是在金屬絲的尾端加一重錘8。直流高壓電發(fā)生器2的輸出正極(陽極)通過導線5與液體箱9中的導電液體連接。導電液體在泵12的驅(qū)動下，通過導管13， 從液體箱9上升進入布液管7中。然后從布液管7均勻流到油煙沉積陽極6的內(nèi)側(cè)表面， 形成向下均勻流動的平面狀光滑液面或液膜。含油煙粒子的氣流從水平方向進入油煙沉積陽極6之間的電場，其中的油煙氣溶膠粒子帶上負電荷后，在電場力作用下，高速飛向帶正電的液面，然后立即隨液流流入液體箱9中。沉積在液體箱9中的油液與液體不溶，且比重較輕，浮于液體箱9的上層，通過排油管11排出并收集。圖中14是液面?zhèn)鞲衅?，由于氣流的吹過，會使流動液面的部分液體分子蒸發(fā)后被吹出電場，導致液體總量的逐漸減小，所以需要定時監(jiān)測液體箱9中的液面高度，適時補充液體。圖二是本發(fā)明管式凈化回收器結(jié)構示意圖。圖中1是交流電源輸入。2是直流高壓電發(fā)生器。負高壓通過高壓導線3與放電極(電暈極)4連接。放電極的尾端加一重錘8。 直流高壓電發(fā)生器2的輸出正極(陽極)通過導線5與液體箱9中的導電液體連接。導電液體在泵12的驅(qū)動下，通過導管13，從液體箱上升進入布液管7中。然后從布液管7均勻流到油煙沉積陽極6的內(nèi)側(cè)表面，形成向下均勻流動的柱狀光滑液面或液膜。含油煙粒子的氣流從下方沿豎直方向進入電場管中，其中的油煙氣溶膠粒子帶上負電荷后，在電場力作用下，高速飛向帶正電的液面，然后立即隨液流流入園環(huán)狀的液體箱9中。沉積在液體箱 9中的油液與液體不溶，且比重較輕，浮于液體箱9的上層，通過排油管11排出并收集。圖中14是液面?zhèn)鞲衅?。作用同前述。上述兩類油煙凈化回收設備的實際設計和制造沒有原則上的困難?？梢詤⒄諅鹘y(tǒng)油煙或煙塵靜電凈化器來進行，有的部件和參數(shù)甚至可直接借用。如高壓發(fā)生器和放電極， 相關材質(zhì)，零件，尺寸，陽極板或管的尺寸和間距等。需要重新設計和加工的部分包括液體介質(zhì)的選擇和配制；用于承載流動液體的固體板或管的材質(zhì)選擇；布水器的設計和尺寸； 泵12的選擇；流量，流速和出水壓力的控制；液體箱9的設計和加工等。為了讓油煙的凈化和回收能高效持續(xù)進行，需要采取下列措施
(1)所用吸引和傳輸油煙粒子的液體，應具有下列物理性能
1)較好的流動性。所以動力黏度不能高，一般不大于IPa. S。20°C的水的黏度大約是 IO-3Pa. S，有很好的流動性。此外，乙醇，汽油等也有較低黏度。2)較小的表面張力，使之在固體材料表面容易鋪開成均勻的薄層。加入表面活化物質(zhì)能有效減小液體的表面張力。比如水中加入肥皂后，可使其表面張力從73X10_3 N/m減
小近一倍。3)較高的導電率。純水導電性很差，約0.055US (18. 18兆歐)。但加入電解質(zhì)或
10溶質(zhì)后，電導率大幅升高。一般溶質(zhì)濃度和電導率之間的換算關系是2yS/Cm=lppm (每百萬單位CaC03)或者lOOuS/cm χ 0. 5 = 50 ppm (加食鹽)。其它導電性差的液體也可通過加入電解質(zhì)改善導電性。4)較低的揮發(fā)性。如前述，氣流的流過會帶走一部分液體，尤其易揮發(fā)的液體，損耗更大。5)對油類物質(zhì)的溶解性不高。溶解性高，油煙粒子容易進入液體，對提高油煙的回收和凈化率有一定幫助。但增加了后期油脂分離工作的難度。掌握尺度是在不影響回收率和凈化率的原則下，對油脂的溶解性越低越好。6)很高的安全性。不能是易燃，易爆，有毒，或有強烈腐蝕性的液體。7)較好的經(jīng)濟性。價廉，易得，取用方便。8)凝固點不能過高，以免北方冬天氣溫低時，因液體凝結(jié)不能繼續(xù)工作。綜上所述，采用水作為液體介質(zhì)最為合適，但需加入電解質(zhì)，如食鹽，以提高電導率，降低表面張力和冰點。不排除其它性能相近，但揮發(fā)性更小的液體。(2)用于承載流動液體的固體板或管的材質(zhì)選擇
1)所選液體介質(zhì)(以食鹽水溶液為例)應對所選固體材質(zhì)有較大的附著力，如果附著力小于液體的內(nèi)聚力或表面張力，就會出現(xiàn)二者的不潤濕，造成液體表面的不連續(xù)和不光滑， 引起電場的不均勻和凈化回收效率的下降。一般木材和未上釉的陶瓷材料與食鹽水有較好的附著力，金屬材料和玻璃材料一般，高分子材料稍差。2)對所選液體介質(zhì)，如食鹽水，有很高的抗蝕能力。陶瓷，玻璃和高分子材料符合要求，不銹鋼也可以。3)價廉。綜合看，陶瓷，玻璃和高分子材料為較佳選擇。( 3 )布水器設計和尺寸
1)布水器上均勻密布小孔或長的狹縫，使流出的液體能成連續(xù)的瀑布狀態(tài)。2)布水器放置于承載流動液體的固體板或管的上方，其長度應和板的寬度或管的周長一致，使形成可能大的流動液體表面積，提高凈化回收油煙的效率。(4)泵的選擇
1)泵的功率和出水壓力應適應凈化回收油煙的流量和流速需求。2)應有對液體(如食鹽水)的耐腐蝕能力。(5)流量，流速和出水壓力的控制
1)根據(jù)氣流的風量，流速和含油煙濃度決定流動液體的流量。2)油煙濃度越大，流動液體的流速應越大，以使油煙粒子能更快被帶離液體表面。 如果承載流動液體的固體板或管的尺寸已經(jīng)確定，流速越大，流量就應越大。流量和流速參數(shù)可根據(jù)實驗確定。3)布水器上小孔或狹縫的出水壓力與流量和流速相關。(6)液體箱的設計和加工
1)液體箱的尺寸根據(jù)具體凈化回收設備的尺寸來設計。2)排油管和泵導管的位置應根據(jù)油面和液面的高度確定。3)液面高度傳感器可以購買常規(guī)產(chǎn)品安裝。
4)應采用耐液體介質(zhì)腐蝕的材質(zhì)制造。
權利要求
1.一種油煙回收凈化設備，包括與交流電源(1)連接的直流高壓電發(fā)生器(2)、通過高壓導線(3)與直流高壓電發(fā)生器(2)的輸出負極連接的放電極(4)、與電源正極連接的油煙沉積陽極(6)、廢油收集容器(10)和排油管(11)，其特征在于所述油煙沉積陽極(6)是由油煙經(jīng)過的剛性圍合體和其表面帶正電的導電性液體流或液體膜組成，剛性圍合體的下邊緣與盛有導電液體的液體箱(9)連接，液體箱(9)通過導線(5)與直流高壓電發(fā)生器(2)的輸出陽極連接，液體箱(9)的箱壁在收集的廢油層以下設有出液孔，該出液孔經(jīng)導管(13) 與泵(12)的進液口連接，泵(12)的出液口連接布液管(7)，布液管(7)的一端橫置于油煙沉積陽極(6)的剛性圍合體上邊沿，其管壁下部開有形成液體流或液體膜用的布液孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述放電極(4)是金屬絲， 金屬絲的尾端連一重錘(8)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述剛性圍合體是包括金屬圓管和金屬方管的金屬管，或者是包括陶瓷管、玻璃管或高分子材料管的非金屬管。
4.根據(jù)權利要求3所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述剛性圍合體根據(jù)氣流流動方向分為立式和臥式兩類，剛性圍合體的壁板狀材料表面允許有小于90°的傾角，剛性圍合體是形成單電場的單個剛性圍合體，或者是形成多電場的串聯(lián)剛性圍合體或并聯(lián)剛性圍合體。
5.根據(jù)權利要求4所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述布液管(7)的布液口是密布的小孔或狹長的窄縫。
6.根據(jù)權利要求5所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述液體箱(9)內(nèi)置有液面?zhèn)鞲衅?14)，液面?zhèn)鞲衅?14)的信號線與補水閥門連接或與警示器連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述液體箱(9)的上面連接廢油收集容器(10)。
8.根據(jù)權利要求7所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述導電性液體或?qū)щ娨后w膜是含鹽或?qū)щ娍扇苄晕镔|(zhì)、離子或雜質(zhì)的水；或者是添加乳化劑的導電液體。
9.根據(jù)權利要求8所述的油煙回收凈化設備，其特征在于所述導電性液體表面或液體膜是平面瀑布形或柱面狀的向下流動的均勻液面或液膜；水平方向流動的液體表面是完全水平的或是向流動方向有一定傾斜的；或者是因泵的推動而流動的液面。
10.一種油煙回收凈化方法，其特征在于應用權利要求1-9之一所述的油煙回收凈化設備，其方法步驟如下步驟1，油煙中的油煙氣溶膠粒子帶上負電荷；步驟2，帶負電的油煙粒子進入油煙沉積陽極(6)的剛性圍合體內(nèi)；步驟3，導電液體從液體箱(9)上升進入布液管(7)中，然后從布液管(7)均勻流到剛性圍合體的內(nèi)側(cè)表面，形成向下均勻流動的液面或液膜；步驟4，油煙粒子受電場力作用迅速飛向帶正電的導電性液體表面或液體膜，突破粒子和液面之間的氣膜而進入不斷流動的液體內(nèi)，立即被流動液體帶離原位置，隨液流流入液體箱(9)中形成油煙混合液；步驟5，浮在液體箱(9)中導電液體上的油煙混合液被流動液體帶離原位置，通過排油管(11)排出并收集。
全文摘要
一種油煙回收凈化方法和設備，包括與交流電源連接的直流高壓電發(fā)生器、通過高壓導線與直流高壓電發(fā)生器的輸出負極連接的放電極、與電源正極連接的油煙沉積陽極、廢油收集容器和排油管，所述油煙沉積陽極是由油煙經(jīng)過的剛性圍合體和其表面帶正電的導電性液體流或液體膜組成，剛性圍合體的下邊緣與盛有導電液體的液體箱連接，液體箱通過導線與直流高壓電發(fā)生器的輸出陽極連接，液體箱的箱壁在收集的廢油層以下設有出液孔，該出液孔經(jīng)導管與泵的進液口連接，泵的出液口連接布液管。本發(fā)明具有很高的油煙回收率和持續(xù)的高效凈化能力，不用清洗，無火災隱患，能節(jié)約鋼材，完全適用于其他氣溶膠粒子的回收和凈化。
文檔編號F24C15/20GK102230641SQ201110098119
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者何宗彥 申請人:何宗彥