本發(fā)明涉及生活用具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

十三五期間，面對(duì)日益嚴(yán)峻的大氣污染形勢(shì)，國家積極出臺(tái)相關(guān)政策加大對(duì)大氣污染物的管控和治理力度。餐飲業(yè)廚房油煙已然成為不可忽視的大氣污染物之一，廚房油煙中主要包含固體小顆粒、小液滴以及揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體(VOCs)，該VOCs不僅會(huì)使油煙產(chǎn)生異味，而且會(huì)誘發(fā)很多疾病。目前市場上，各類油煙凈化設(shè)備種類繁多，按照其工作原理大致可分為過濾型、靜電沉積型和噴淋吸收型三類。但是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，過濾型和靜電沉積型設(shè)備存在著難以對(duì)油煙污染物進(jìn)行降解處理的問題，而噴淋吸收型設(shè)備存在著體積龐大，處理工藝復(fù)雜的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的油煙凈化設(shè)備難以對(duì)油煙污染物進(jìn)行降解處理，且設(shè)備存在著體積龐大，處理工藝復(fù)雜的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置，包括依次連接的油煙前處理模塊、低溫等離子體催化模塊和噴洗模塊；其中，所述油煙前處理模塊包括金屬網(wǎng)和油槽，所述金屬網(wǎng)傾斜安裝在具有低溫等離子體催化模塊的反應(yīng)器前側(cè)的殼體上，所述油槽連接在金屬網(wǎng)的下端，所述低溫等離子體催化模塊包括多根并聯(lián)的放電管，所述放電管的兩端通過多孔板水平固定在反應(yīng)器的殼體上，所述放電管的軸心處安裝有高壓電極，所述高壓電極的兩端與高壓電極板連接，所述放電管的外部裹有接地電極，所述放電管的內(nèi)部中間位置設(shè)有催化劑且在尾部設(shè)有活性炭，所述噴洗模塊包括冷卻介質(zhì)進(jìn)口、冷卻介質(zhì)出口、外置加熱器、保溫管路、加熱介質(zhì)進(jìn)口和噴淋管路，所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口開設(shè)于反應(yīng)器殼體的下側(cè)，所述冷卻介質(zhì)出口開設(shè)于反應(yīng)器殼體的上側(cè)，且所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口和冷卻介質(zhì)出口錯(cuò)開布置，所述外置加熱器通過管路與冷卻介質(zhì)出口連接，所述保溫管路的兩端分別與外置加熱器和加熱介質(zhì)進(jìn)口連接，所述加熱介質(zhì)進(jìn)口設(shè)于反應(yīng)器前側(cè)的殼體上，所述噴淋管路與加熱介質(zhì)進(jìn)口連接，所述噴淋管路上設(shè)有用于對(duì)金屬網(wǎng)進(jìn)行噴掃的噴嘴。

進(jìn)一步，所述金屬網(wǎng)和油槽為一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述放電管的材質(zhì)為剛玉、陶瓷或石英玻璃。

進(jìn)一步，所述多孔板的兩端通過法蘭安裝在反應(yīng)器殼體的上下側(cè)。

進(jìn)一步，所述高壓電極為具有反腐性能的不銹鋼棒，所述接地電極為不銹鋼金屬網(wǎng)。

進(jìn)一步，所述催化劑以顆粒形式堆積在放電管內(nèi)，或涂覆在放電管的內(nèi)壁，或以蜂窩狀填充在放電管內(nèi)。

進(jìn)一步，所述活性炭采用顆粒活性炭、粉末活性炭或活性炭纖維。

進(jìn)一步，所述外置加熱器中還設(shè)有溫度傳感器。

進(jìn)一步，在相同放電電壓下，作用到所述反應(yīng)器中高壓電極上的放電頻率為8.6～8.8kHz。

本發(fā)明還提供一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的前述的基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置及系統(tǒng)，包括依次連接的油煙前處理模塊、低溫等離子體催化模塊和噴洗模塊，當(dāng)廚房油煙進(jìn)入本裝置后，首先通過前端的金屬網(wǎng)使大顆粒的固體和油滴在金屬網(wǎng)上沉積，然后剩下油煙中的小粒徑顆粒物以及VOCs經(jīng)過低溫等離子體反應(yīng)器，在管內(nèi)低溫等離子體與催化劑的協(xié)同作用下，VOCs被迅速降解為無毒的水、二氧化碳以及少量二次污染物，而二次污染物在經(jīng)過放電管尾部時(shí)被活性炭吸附，通過電源轉(zhuǎn)換器將市電進(jìn)行變壓和調(diào)頻后供給反應(yīng)器使用，以達(dá)到反應(yīng)器中最高的降解效率，噴洗模塊用冷卻介質(zhì)如空氣吸收反應(yīng)器中放電管釋放的熱能，空氣溫度升高后通過噴淋管路上設(shè)置的噴嘴噴灑清洗過濾網(wǎng)，達(dá)到排渣的目的，從而實(shí)現(xiàn)了余熱再利用，可以達(dá)到較好的處理效果，極大地提高了裝置運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明裝置體積較小，處理工藝簡單，其特點(diǎn)是將低溫等離子引入到廚房油煙的凈化中，采用低溫等離子協(xié)同催化的方式高效降解油煙中的VOCs，這樣不僅能去除廚房油煙中有毒有異味的物質(zhì)，還具有高效環(huán)保、使用方便等特點(diǎn)；同時(shí)其單元式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還能夠較好的適應(yīng)于大排量高濃度的使用環(huán)境。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的低溫等離子體反應(yīng)器的放電電壓對(duì)甲苯降解效率的影響示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的低溫等離子體反應(yīng)器的放電頻率對(duì)甲苯降解效率的影響示意圖。

圖中，1、金屬網(wǎng)；2、油槽；3、放電管；4、多孔板；5、殼體；6、高壓電極；7、高壓電極板；8、接地電極；9、冷卻介質(zhì)進(jìn)口；10、冷卻介質(zhì)出口；11、外置加熱器；12、保溫管路；13、加熱介質(zhì)進(jìn)口；14、噴淋管路；15、噴嘴；16、法蘭。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“徑向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)參考圖1所示，本發(fā)明提供一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置，該裝置安裝在廚房抽油煙機(jī)的排風(fēng)管道上，所述裝置包括依次連接的油煙前處理模塊、低溫等離子體催化模塊和噴洗模塊；其中，所述油煙前處理模塊包括金屬網(wǎng)1和油槽2，所述金屬網(wǎng)1傾斜安裝在具有低溫等離子體催化模塊的反應(yīng)器前側(cè)的殼體上，所述油槽2連接在金屬網(wǎng)1的下端，用于收集金屬網(wǎng)1上掉落的油滴和固體顆粒，所述金屬網(wǎng)1傾斜安裝在反應(yīng)器之前，用于過濾油煙中的固體顆粒物和油滴，且所述金屬網(wǎng)1傾斜安裝的目的在于：一方面固體顆粒物與油滴可以憑借自身的重力從金屬網(wǎng)1上脫落，另一方面有利于噴嘴15對(duì)其進(jìn)行噴掃，同時(shí)金屬網(wǎng)的尺寸設(shè)計(jì)要適應(yīng)廚房油煙中固體顆粒物與油滴的大??；所述低溫等離子體催化模塊包括多根并聯(lián)的放電管3，所述放電管3的兩端通過多孔板4水平固定在反應(yīng)器的殼體5上，所述放電管3的軸心處安裝有高壓電極6，所述高壓電極6的兩端與高壓電極板7連接，所述放電管3的外部裹有接地電極8，所述高壓電極6和接地電極8分別連接到反應(yīng)器中電源的正負(fù)極上，所述放電管3的內(nèi)部中間位置設(shè)有催化劑且在尾部設(shè)有活性炭，根據(jù)油煙流量可以調(diào)節(jié)放電管3的開啟數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)流量匹配與經(jīng)濟(jì)有效運(yùn)行；所述噴洗模塊包括冷卻介質(zhì)進(jìn)口9、冷卻介質(zhì)出口10、外置加熱器11、保溫管路12、加熱介質(zhì)進(jìn)口13和噴淋管路14，所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口9開設(shè)于反應(yīng)器殼體的下側(cè)，所述冷卻介質(zhì)出口10開設(shè)于反應(yīng)器殼體的上側(cè)，且所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口9和冷卻介質(zhì)出口10錯(cuò)開布置，所述外置加熱器11通過管路與冷卻介質(zhì)出口10連接并用于加熱冷卻介質(zhì)，使冷卻介質(zhì)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，所述保溫管路12的兩端分別與外置加熱器11和加熱介質(zhì)進(jìn)口13連接，所述加熱介質(zhì)進(jìn)口13設(shè)于反應(yīng)器前側(cè)的殼體上，所述噴淋管路14與加熱介質(zhì)進(jìn)口13連接，所述噴淋管路14上設(shè)有用于對(duì)金屬網(wǎng)1進(jìn)行噴掃的噴嘴15，即所述噴洗模塊利用低溫等離子體反應(yīng)過程中釋放的熱量加熱冷卻介質(zhì)如空氣，進(jìn)而利用冷卻介質(zhì)對(duì)金屬網(wǎng)進(jìn)行定期吹掃，從而極大地提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

作為具體實(shí)施例，所述金屬網(wǎng)1和油槽2為一體式結(jié)構(gòu)，由此所述金屬網(wǎng)1和油槽2可以整體從殼體上進(jìn)行拆卸，方便清洗。

作為具體實(shí)施例，所述放電管3的材質(zhì)為剛玉、陶瓷或石英玻璃，即所述放電管3的材質(zhì)可以選用剛玉、陶瓷和石英玻璃中的任意一種。

作為具體實(shí)施例，所述多孔板4的兩端通過法蘭16安裝在反應(yīng)器殼體的上下側(cè)，由此可將所述多孔板4穩(wěn)固地安裝在反應(yīng)器的殼體5上。

作為具體實(shí)施例，所述高壓電極6為具有反腐性能的不銹鋼棒，所述接地電極8為不銹鋼金屬網(wǎng)，由此保證當(dāng)外加電壓達(dá)到低溫等離子體放電電壓時(shí)，氣體分子能夠被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。

作為具體實(shí)施例，所述催化劑以顆粒形式堆積在放電管3內(nèi)，或涂覆在放電管3的內(nèi)壁，或以蜂窩狀填充在放電管3內(nèi)，但不管催化劑以何種方式放置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體與催化劑協(xié)同作用即可。作為一種具體實(shí)施方式，所述催化劑采用鈣鈦礦催化劑或分子篩催化劑。

作為具體實(shí)施例，所述活性炭采用顆粒活性炭、粉末活性炭或活性炭纖維，即所述活性炭可以選用顆?；钚蕴俊⒎勰┗钚蕴亢突钚蕴坷w維中的任意一種，同時(shí)活性炭放置于放電管3的尾部，不僅可以有效吸收由于等離子體作用產(chǎn)生的臭氧，而且可以通過等離子體作用實(shí)現(xiàn)活性炭再生。

作為具體實(shí)施例，所述外置加熱器11中還設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器用于監(jiān)測冷卻介質(zhì)是否達(dá)到吹掃金屬網(wǎng)的預(yù)設(shè)溫度，而預(yù)設(shè)溫度的設(shè)置要考慮油滴黏性的因素，以確保預(yù)設(shè)溫度下使油滴黏性較小。

作為具體實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)驗(yàn)選擇甲苯作為廚房油煙的代表污染物，測試了單根放電管作用下甲苯的降解效率。其中，所述放電管3的材質(zhì)采用剛玉，內(nèi)徑為20mm，壁厚為2.5mm，并將長100mm的不銹鋼金屬網(wǎng)纏繞在剛玉管外部，構(gòu)成反應(yīng)器的接地電極8，同時(shí)將外徑為14mm的不銹鋼棒置于剛玉管的軸線位置作為反應(yīng)器的高壓電極6。在實(shí)驗(yàn)過程中，利用重慶川儀分析儀器有限公司生產(chǎn)的SC-8000型氣相色譜儀對(duì)裝置凈化后的尾氣進(jìn)行檢測。而所述甲苯降解效率的計(jì)算式如下：

其中，C₁為反應(yīng)前甲苯濃度(ppm)，C₂為反應(yīng)后甲苯濃度(ppm)。

請(qǐng)參考圖2所示，在研究放電電壓對(duì)甲苯降解效率的影響的實(shí)驗(yàn)中，將恒溫水浴箱溫度設(shè)為0℃，電源頻率固定為8.9kHz，電壓依次從18kV增加到30kV，每次增加2kV。結(jié)果顯示，在廚房油煙總氣體流量為500mL/min，甲苯初始濃度為650.1923ppm的條件下，當(dāng)放電電壓為18kV時(shí)，甲苯降解效率為31.19％；電壓為24kV時(shí)，甲苯降解效率為66.01％；電壓為30kV時(shí)，甲苯降解效率達(dá)到84.80％。由此可見，甲苯降解效率隨電源電壓升高而升高，據(jù)此可確定反應(yīng)器的最佳工作電壓。

請(qǐng)參考圖3所示，在研究放電頻率對(duì)甲苯降解效率的影響的實(shí)驗(yàn)中，在其他條件保證不變的情況下，設(shè)定電源轉(zhuǎn)換器使放電電壓為22kV，分別調(diào)節(jié)電源輸出頻率為8.5kHz、8.6kHz、8.8kHz、9.0kHz、9.1kHz；同時(shí)為了相互對(duì)照，又分別測了在放電電壓為25kV、30kV條件下，放電頻率對(duì)甲苯降解效率的影響。結(jié)果顯示，在相同放電電壓下，甲苯的降解效率隨著作用到所述反應(yīng)器中高壓電極6上的放電頻率的增加先升高后降低，其最佳放電頻率在8.6～8.8kHz，此時(shí)甲苯降解效率最高；并且當(dāng)放電電壓為30kV，輸出頻率為8.6kHz時(shí)，甲苯的降解效率約為93.60％。

本發(fā)明還提供一種基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化系統(tǒng)，包括多個(gè)串聯(lián)連接的前述的基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置，即將多個(gè)所述基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置串聯(lián)使用，讓油煙先經(jīng)過1級(jí)過濾網(wǎng)、1級(jí)反應(yīng)器，后經(jīng)過2級(jí)過濾網(wǎng)、2級(jí)反應(yīng)器，……，再經(jīng)過N級(jí)過濾網(wǎng)、N級(jí)反應(yīng)器，使油煙經(jīng)過多次凈化，保證凈化效率，以滿足實(shí)際應(yīng)用中的各種工況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于低溫等離子體技術(shù)的廚房油煙凈化裝置及系統(tǒng)，包括依次連接的油煙前處理模塊、低溫等離子體催化模塊和噴洗模塊，當(dāng)廚房油煙進(jìn)入本裝置后，首先通過前端的金屬網(wǎng)使大顆粒的固體和油滴在金屬網(wǎng)上沉積，然后剩下油煙中的小粒徑顆粒物以及VOCs經(jīng)過低溫等離子體反應(yīng)器，在管內(nèi)低溫等離子體與催化劑的協(xié)同作用下，VOCs被迅速降解為無毒的水、二氧化碳以及少量二次污染物，而二次污染物在經(jīng)過放電管尾部時(shí)被活性炭吸附，通過電源轉(zhuǎn)換器將市電進(jìn)行變壓和調(diào)頻后供給反應(yīng)器使用，以達(dá)到反應(yīng)器中最高的降解效率，噴洗模塊用冷卻介質(zhì)如空氣吸收反應(yīng)器中放電管釋放的熱能，空氣溫度升高后通過噴淋管路上設(shè)置的噴嘴噴灑清洗過濾網(wǎng)，達(dá)到排渣的目的，從而實(shí)現(xiàn)了余熱再利用，可以達(dá)到較好的處理效果，極大地提高了裝置運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明裝置體積較小，處理工藝簡單，其特點(diǎn)是將低溫等離子引入到廚房油煙的凈化中，采用低溫等離子協(xié)同催化的方式高效降解油煙中的VOCs，這樣不僅能去除廚房油煙中有毒有異味的物質(zhì)，還具有高效環(huán)保、使用方便等特點(diǎn)；同時(shí)其單元式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還能夠較好的適應(yīng)于大排量高濃度的使用環(huán)境。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。