一种油烟机尾气处理设备及方法与流程

1.本发明涉及环境工程烟气处理技术领域，涉及一种用于处理油烟机尾气中小颗粒油滴的冷凝液化装置，尤其涉及一种油烟机尾气处理设备及方法。


背景技术：

2.餐饮油烟是指烹饪过程中食用油挥发后凝结以及食材高温分解后产生的油烟雾，其中所含污染物主要是气、液、固三态混合的油烟颗粒物和vocs，而油烟颗粒物包括液态和固态产物。相关研究表明，长期暴露在餐饮油烟浓度较高的环境中，会增加呼吸系统疾病发生率，降低人体免疫功能等。同时，餐饮油烟是细颗粒物pm2.5的主要来源之一，未经处理的油烟直排至大气中会造成大气污染。国家生态环境部2019年最新修订的《餐饮业油烟污染物排放标准》中规定油烟净化设施对油烟中污染物去除效率应达到90％以上，可见与居民生活密切相关的餐饮油烟排放逐渐成为空气污染深度治理的重点。
3.目前较为常见的去除油烟颗粒的方法主要包括机械分离法、高压静电法、过滤法及复合法等。其中机械分离法是采用设置折板式、滤网式等滤油栅，通过改变气流方向，借助惯性和重力作用使油烟颗粒与管道发生碰撞、黏附而从气流中分离；也有采用旋风分离技术借助离心力净化油烟的的分离方法。机械分离法具有成本较低、工艺简单等特点，但其净化效率较低，清理维护较为繁琐。高压静电法是在高压直流电作用下产生一个足以使气体电离的静电场，油烟气通过静电场后，油烟颗粒物被荷电，向极性相反的极板运动，并吸附在极板上形成油烟微粒层，从而达到净化油烟的目的。该技术优点在于设备紧凑、安装灵活、占地面积小、对油烟的去除效率高、支持多级串联等，但其极板上沉积的油垢不易清洗，清洗过程会产生二次污染，且该技术能耗较高。过滤法原理是采用亲油性的高分子复合材料，如海绵、无纺布、纤维垫等多孔或球型材料等作为滤层，使油烟颗粒物在碰撞、拦截和扩散作用下被捕集于滤料中得到净化。该方法投资小，设备简单，净化效率较高，但长期使用会导致滤层阻力增大，且频繁更换过滤材料增加了运维成本。复合法是指采用二种及以上技术进行组合的方式进行油烟净化，该方法虽然可以提升净化效率，但同时也增加投资及运维成本，且面临着以上方法所具有的问题。
4.公开号为208871695u的专利公开了一种圆柱形油烟净化芯及所得的油烟净化装置，其结构主要包括一端开口且中空的圆柱形网格骨架，圆柱形网格骨架内设有烟气过滤净化体，烟气过滤净化体均布在网格骨架内，网格骨架开口端是烟气进入口。或者烟气过滤净化体是由无数弧线条、直线条或斜线条中任一种均布在圆柱形网格骨架内的线条组成。油烟经过油烟拦截和导流的机构先处理油分子，再进入吸收层吸烟、去味网层，处理烟、气分子和异味。该专利所公开的油烟净化装置其核心原理是应用过滤、机械分离的方法净化油烟尾气，虽然净化效率有所提升，但依旧存在清洁周期短、清洁不易、易堵塞的缺点。
5.公开号为104864435b的专利公开了一种油烟净化网盘，其结构主要包括导流条，所述的导流条面向油烟进入的面高低不平，导流条a
‑
a断面呈台阶阶梯形。其结构可增强油烟拦截效果，多级拦截油烟，提升油烟净化率。但其去除油烟的原理是依靠机械分离，容易
导致导流通道堵塞且清洁困难。
6.综上所述，当前油烟尾气处理设备在处理油烟尾气时大多采用过滤、截留或静电等方式，并未将收集的油滴及时排出，导致后续设备运行阻力增大、设备堵塞、清理困难等一系列问题。


技术实现要素：

7.为解决厨房抽油烟机排出尾气造成的油烟污染以及当前油烟尾气净化设备易堵塞、难清理的问题，本发明的目的在于提供一种以半导体制冷为基础的油烟尾气处理设备及方法。
8.为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
9.一种油烟机尾气处理设备，包括箱体以及设在箱体内的尾气流通结构、换热结构和集油结构；所述尾气流通结构包括上下间隔排布的升温通道和降温通道，升温通道和降温通道均由两片连续“v”形导流板平行构建形成且相邻的升温通道和降温通道共用一片连续“v”形导流板；所述换热结构包括半导体制冷片，半导体制冷片设在共用的所述连续“v”形导流板上；所述集油结构包括集油漏斗和导油管储油箱，集油漏斗位于升温通道的上片连续“v”形导流板的折弯处且集油漏斗的下端连接有导油管。
10.进一步地，所述半导体制冷片的发热面朝向所述升温通道，半导体制冷片的制冷面朝向所述降温通道。
11.进一步地，所述半导体制冷片可以通过改变直流电流方向，使制冷面和发热面交替互换。
12.进一步地，所述换热结构还包括半导体贴片夹套，用于夹紧半导体制冷片的下部将其固定于半导体贴片夹套内。
13.进一步地，所述连续“v”形导流板的各个折弯面与水平面的角度为25
°‑
45
°
，连续“v”形导流板由铝合金或钢板制备而成，厚度为0.2mm
‑
0.5mm；所述升温通道和降温通道的高度均设为3
‑
5cm。
14.进一步地，所述集油漏斗呈倒棱台形；集油漏斗和导油管的材质为铝合金或钢板。
15.进一步地，所述集油结构还包括储油箱，储油箱位于箱体的底部且储油箱的上端连接有所述导油管。
16.一种油烟机尾气处理方法，包括：
17.油烟机尾气进入所述尾气处理设备的降温通道，利用半导体制冷片在通直流电条件下的制冷作用来降低尾气温度；同时高温尾气在通过连续“v”形导流板折弯处时因流速方向改变形成紊流，提高降温效率，使得尾气中油气冷凝液化聚集并随重力作用经集油结构排出；
18.从降温通道排出的除油后的低温尾气进入升温通道，与半导体制冷片的发热面进行热交换进行散热，最后从出气口排出。
19.进一步地，在所述油烟机停止工作期间，半导体制冷片还可以通过多次改变直流电流方向，使制冷面和发热面交替互换，促使冷凝油滴随重力排出。本发明的技术原理是利用半导体材料的peltier效应，即当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以达到局部制冷的目的。当高温油烟尾气经过
设备的半导体制冷片的冷面导气烟道时，油烟尾气温度下降，尾气中油气液化、凝聚为液滴而被收集。除去油滴后的尾气流经半导体制冷片的热面，带走半导体制冷片产生的热量，实现设备的持续稳定运行。
20.本发明在油烟尾气处理时可以利用油气的物理学性质，通过降低尾气温度，使尾气中的小颗粒油滴液化冷凝；同时通过导气通道的设计使尾气在设备内形成紊流，提高小颗粒油滴之间的碰撞概率，使小颗粒逐步形成大颗粒最终在重力作用下进行收集排放，达到油烟尾气净化、油滴颗粒收集和排放、设备长期稳定运转的目的。
21.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1)结构紧凑。半导体制冷无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻，且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节，与现有抽油烟机配套使用，能更好控制油烟污染；
23.2)v形导流板通道，既可有效扰动烟气与半导体制冷面充分接触提高能量交换交换效率，又有利于冷凝油滴聚集和重力排放；
24.3)大部分冷凝油滴可重力排入储油箱，设备可长期运行无需频繁维护；
25.4)利用冷却后低温尾气为半导体贴片的发热面散热，不需要额外的风机和散热技术。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图；
27.图2为本发明的透视图。
28.图3为本发明中集油漏斗的三视图：(a)正视图；(b)侧视图；(c)俯视图。
29.其中，1、外箱体；2、尾气升温导气通道；3、进气口；4、尾气降温导气通道；5、集油漏斗；6、导油管；7、储油箱；8、半导体贴片夹套；9、换热面；10、半导体贴片；11出气口。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
31.参照图1至图3所示，一种油烟机尾气处理设备包括尾气流通结构、换热结构和集油结构，上述各结构集成于金属外箱体1之内。
32.尾气流通结构包括尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2，尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2上下间隔排布。需要注意的是，油烟尾气从进气口3进入设备后在流通过程中按顺序通过尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2。尾气降温导气通道4或尾气升温导气通道2由相邻的两片折弯角度一致的连续“v”形的金属导流板平行构建形成，相邻的尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2共用一片连续“v”形的金属导流板。由连续“v”形的金属导流板所形成的流体通道(尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2)可以使得气体在流通过程中在导流板折弯处形成紊流，提高换热效率，促进油烟尾气中油气的液化和凝聚过程。
33.换热结构包括换热平面9、半导体贴片10和半导体贴片夹套8，换热平面9即为“v”形导流板的各个平面；半导体贴片10为半导体制冷模块，其贴附于金属导流板升温通道(尾气升温导气通道2)一侧，以制冷面贴向换热面9固定于半导体贴片夹套8内；半导体贴片夹套8采用导热性能好的铝合金或铜板加工，用于夹紧半导体贴片10下部，用于传递半导体贴
片10发热平面产生的热量，同时加热出油口保障液态油滴可以自由排入储油箱。
34.集油结构包括集油漏斗5、导油管6和储油箱7；集油漏斗5呈倒棱台形，位于尾气升温导气通道2的下导流板的折弯处；烟气中冷凝液化的油滴在重力作用下经集油漏斗5收集通过导油管6流入储油箱7；储油箱7位于箱体下部。
[0035]“v”形导流板与水平面的角度为25
°‑
45
°
，导气通道(尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2)的高度设为3
‑
5cm。
[0036]“v”形导流板由导热性能好的铝合金或钢板加工，厚度为0.2mm
‑
0.5mm。
[0037]
集油漏斗5和导油管6均选用导热性良好的铝合金或钢板加工，利用半导体贴片10发热面产生的热量加热集油结构，使得油滴在自重作用下排入储油箱7，防止因油滴温度过低而粘附在集油漏斗5和导油管6内引发的堵塞问题。
[0038]
本实施例还提供上述设备处理油烟尾气的方法，具体实施步骤如下：
[0039]
油烟机排出的高温油烟尾气从进气口3进入油烟尾气处理设备，首先经过由相邻两片具有连续折弯结构的导流板所形成的降温通道(尾气降温导气通道4)，利用导流板贴附的半导体贴片10在通直流电条件下的局部制冷作用降低油烟尾气温度；同时高温油烟尾气在通过导流板折弯处时因流速方向改变形成紊流，从而提高降温效率，使得尾气中油气冷凝液化并附着于导流板面；冷凝油滳又在重力作用下，经集油结构最终排入储油箱7。
[0040]
从尾气降温导气通道4排出的除油后的低温尾气顺序经过下部、上部两条尾气升温导气通道2，将半导体贴片10发热面进行热交换，带出半导体贴片10发热面产生的热量，从出气口排出。
[0041]
在油烟机停止工作期间，半导体贴片10还可以通过多次改变直流电流方向，使制冷面和发热面交替互换，从而促进冷凝油滴的重力排出。
[0042]
实施例1
[0043]
一种油烟尾气处理设备，包括尾气流通结构、换热结构和集油结构。上述各结构集成在长24cm，宽14cm，高14cm，壁厚为1mm的不锈钢板拼接而成的外箱体1内。
[0044]
本实施例中，处理对象为温度为70℃的油烟尾气。尾气流通结构包括尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2。需要注意的是，油烟尾气从进气口3进入设备后在流通过程中按顺序通过尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2，进气口3设置于箱体右侧中部，左出气口11和右进气口3尺寸一致，长5cm，宽4cm。尾气通道(尾气降温导气通道4和尾气升温导气通道2)由相邻的两片折弯角度一致的连续“v”形的金属导流板平行构建形成，折弯后导流板与水平面的角度均为30
°
，尾气通道高度设为4cm；导流板由导热性能好的厚度为0.3mm的钢板加工而成。
[0045]
换热结构包括换热面9、半导体贴片10和半导体贴片夹套8。换热平面9即为v形导流板的各个平面，每段换热面9设为长14cm，宽4cm；半导体贴片10为半导体制冷模块，其贴附于金属导流板升温通道(尾气升温导气通道2)一侧，以制冷面贴向换热面9固定于半导体贴片夹套8内；半导体贴片夹套8采用导热性能好的铝合金或铜板加工，用于夹紧半导体贴片10下部，用于传递半导体贴片10发热平面产生的热量，同时加热出油口保障液态油滴可以自由排入储油箱7。所采用的半导体贴片10的规格为tec1
‑
12706型，外形尺寸40
×
40
×
4.2mm，冷热面最大温差60℃，工作电流3a(额定电压启动时)，额定电压12v，最大工作电压15.5v，最大致冷功率18w。
[0046]
集油结构包括集油漏斗5、导油管6和储油箱7；集油漏斗5呈倒棱台形，位于尾气降温导气通道4的下导流板的折弯处；导油管6为边长1cm、长度5cm的金属空心方管制成的，导油管6的一端与集油漏斗5的底部出口相连，另一端接入储油箱7，烟气中冷凝液化的油滴在重力作用下经集油漏斗5收集通过导油管6流入储油箱7；储油箱7位于设备底部，储油箱7底部设置排油口，用于定期排出储油箱7内收集的油液。集油漏斗5和导油管6均选用导热性良好的金属材质制作，以利用制冷片散热面所产生的的余热，使得油滴可呈液态在自重作用下收集至储油箱7，防止因油滴温度过低而粘附在集油漏斗5和导油管6内所引起的堵塞现象发生。
[0047]
本实施例还提供上述设备处理油烟尾气的方法，具体实施步骤如下：
[0048]
从油烟机排出的70℃油烟尾气从进气口3进入油烟尾气处理设备，首先经过由相邻两片具有折弯结构导流板所形成的降温通道，利用导流板贴附的半导体贴片10在通直流电条件下的局部制冷作用降低油烟尾气温度；同时高温油烟尾气在通过导流板折弯处时因流速方向改变形成紊流，从而提高降温效率，使得尾气中油气冷凝液化并附着于导流板面；冷凝油滳又在重力作用下，经集油结构最终排入储油箱7。
[0049]
从尾气降温导气通道4排出的除油后的低温尾气顺序经过下部、上部两条尾气升温导气通道2，将半导体贴片10发热面进行热交换，带出半导体贴片10发热面产生的热量，从出气口11排出。
[0050]
在油烟机停止工作期间，半导体贴片10还可以通过多次改变直流电流方向，使制冷面和发热面交替互换，从而促进冷凝油滴的重力排出。
[0051]
油烟尾气经本实施例的设备处理后，排放尾气的油烟去除效率可以达到90％以上，满足《餐饮业油烟污染物排放标准》要求。
[0052]
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。