[發明專利]一種光助電化學催化氧化油煙的裝置和方法

在審

• 申請號: 201611159979.2
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106582274A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 徐成威;張軍;謝文霞;楊建剛;丁啟忠;李巍男
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/78;C25B1/26;C25B1/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳國強

技術領域

本發明屬于餐飲油煙中高級氧化法催化氧化油煙的研究領域，涉及小型、中型、大型商業餐館油煙的光助電化學催化氧化凈化方法和裝置。

背景技術

中式不同烹飪體系的餐館的在營業期間的PM2.5瞬時排放質量濃度高達11mg/m³,數量濃度排放因子在10¹²-10¹⁴#/min，經過市場上的油煙凈化設備凈化后，其排放濃度仍然在100-600ug/m³。目前國家飲食行業排放標準(GB18483-2001)中，只對大中小型餐館的最高排放濃度和油煙凈化設備的去除效率做出規定，而沒有對排放顆粒物的數量濃度做出規定。一些地區已經開始重視油煙對環境的危害，例如上海、天津都已經制定了更為嚴格的地方標準控制油煙排放規定。

烹飪過程中產生的油煙由亞微米級顆粒物和氣態污染物組成，這些顆粒物的粒徑較小，通常在200nm以內，其數量占據總數量排放濃度的80％以上。光催化是近幾年來較為熱門的技術手段，其較低的能耗和對有機污染物的良好深度氧化效果，被視為一種極具前途的技術。但是光催化由于催化效率低，催化劑在復雜污染物條件下容易中毒和失效，而電化學氧化技術因無需添加氧化還原劑、反應條件可控性較強等特點，被稱作環境友好型處理技術，但是以往的光催化和電化學結合手段都是以電輔助光催化，這種組合弱化了電化學的氧化能力，單一的利用電場降低光催化的電子-空穴復合率。鑒于以上，本發明提供一種光助電化學催化氧化油煙的方法和裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種光助電化學催化氧化油煙的裝置和方法，以實現能凈化餐飲油煙污染物的目的，且能耗較低。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種光助電化學催化氧化油煙的裝置，包括噴淋塔外殼、電解液循環系統，其中，

所述噴淋塔外殼的底部設置有煙氣入口，頂部設置有煙氣出口，噴淋塔外殼內固定有紫外光燈和石英管；

所述電解液循環系統包括電解反應器、循環泵、補料箱、噴淋頭，所述電解反應器包括陽極電極板和陰極電極板，電解反應器連接有供電系統，并由其供電；所述噴淋頭為若干個，設置于噴淋塔外殼內頂部，并通過管路與電解反應器連接；所述循環泵設置于電解反應器與噴淋頭連接的管路上；所述補料箱上開設有進料口，用于補充原料氯化鈉，補料箱的出口和電解反應器與循環泵連接的管路相連。

所述噴淋塔外殼的底部設置有在線鹽度計、在線PH檢測計，在線鹽度計、在線PH檢測計均與位于噴淋塔外殼外的控制箱連接，控制箱與設置于補料箱的出口處的電動閥連接。

所述石英管固定在噴淋塔外殼內的頂部，位于噴淋塔外殼的中心位置；所述紫外光燈位于石英管中。

所述煙氣入口連接設置于噴淋塔外殼內的煙氣管，煙氣管上設置有若干個曝氣頭。

優選的，所述陽極電極板為Ti/RuO2-Pt電極；陰極電極板為不銹鋼電極。

優選的，所述紫外光燈為波長<400nm的紫外光燈。

優選的，所述曝氣頭和噴淋頭為選耐腐蝕、耐光腐蝕材質。

優選的，所述循環泵為耐腐蝕泵。

優選的，所述供電系統為交流單相220V±10％，50±1HZ。

本發明的原理是：在電解反應器中的氯化鈉溶液通過陽極的反應生成氯氣，氯氣水解成次氯酸，一部分次氯酸與污染物反應后又生成氯離子，變成氯化鈉溶液，形成循環。另外部分次氯酸在吸收紫外光后，分裂成羥基和氯自由基，氧化煙氣的污染物。另外電解液中的溶氧也在陰極作用下生成雙氧水，對污染物進行氧化。

一種光助電化學催化氧化油煙的方法，包括以下步驟：

(1)在噴淋氧化塔之前，煙氣經過風機加壓，在曝氣頭布氣后先與電解液充分接觸，部分污染物溶于電解液，被次氯酸氧化，同時煙氣給電解反應器中的電解液供氧，在陰極生成過氧化氫；煙氣在逸出溶液后，在噴霧區與電解液充分接觸，在紫外燈的作用下，電解液中的剩余污染物以及逸出煙氣的污染物被次氯酸、氯自由基；羥基自由基等活性物質充分氧化，變成二氧化碳和水；氯自由基和次氯酸在氧化污染物后重新變成氯離子回到電解反應器，開始新一輪的循環；

(2)供電及控制系統與風機處于同開同閉關聯，進料箱中為氯化鈉的飽和溶液及PH調節液，控制系統接收在線鹽度計的輸出信號，通過控制進料箱來控制系統的電解質濃度和PH值。