淺析餐飲油煙污染物凈化技術

　　劉丹
 

　　安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
 

　　摘 要： 在分析現有油煙凈化技術優缺點的基礎上，對近幾年吸附及催化法治理餐飲油煙污染物以及揮發性的研究進行了綜述，并對這些方法在油煙凈化方面的應用前景做出展望。
 

　　關鍵詞：餐飲油煙;；VOCs; 吸附；催化氧化；凈化技術；餐飲油煙監測云平臺；安科瑞
 

　　0. 前言
 

　　餐飲油煙( cooking oil fumes，COFs) 指烹調過程中食用油揮發后凝結以及食材高溫后產生的油煙霧，包含很多種有毒化學成分，不僅會危害烹調者的健康，還會對周圍環境造成污染。烹飪溫度、食用 油種類、添加食材種類以及烹飪方式的不同都會影響油煙的組成。餐飲油煙污染物主要包括顆粒物以 及揮發性物2大類。近兩年來，各地陸續出臺了油煙治理新標準，不僅收緊了油煙、顆粒物排放限值，還增加了非甲烷總烴( NMHC) 的排放限制。因此，開發新型餐飲油煙凈化技術對于保護大氣環境、保障人體健康具有非常重要的意義。本文中首先對各類凈化技術進行對比分析其優缺點，在此基礎上對吸附及催化技術凈化揮發性物進行了分析，并對應用于油煙污染物的凈化方面做出了展望。
 

　　1. 餐飲油煙凈化技術對比分析
 

　　燃燒法
 

　　燃燒法指利用高溫燃燒所產生的熱量進行氧化反應，把油煙廢氣中的污染物質轉化為 CO2和H2O等物質，從而達到凈化目的。燃燒法包括直接燃燒法和催化燃燒法。對于直接燃燒法，國外采用此種技術較多，油煙中物質燃燒較*，熱效率高，油煙凈化效率高。但設備成本及運行、維修費用較高，不適用于中小型的餐飲單位和家用，適合大型油炸企業和餐飲業。催化燃燒法是利用催化劑降低氧化反應能和起燃溫度，使得反應物*氧化生成 CO2和H2O，從而達到油煙凈化目的的方法。通常與吸附法協同凈化VOCs氣態污染物，處理能力強，無二次污染，產生的熱量可回收利用。
 

　　表 1 不同凈化技術的工藝特點分析對比
 

 

　　通過前述各凈化技術的對比可知，現有的油煙 凈化技術主要用于油滴和顆粒物的凈化，隨著新法規的出現，對于油煙中揮發性物的凈化逐漸提上日程。鑒于未有針對餐飲油煙凈化的專門技術，工業VOCs凈化技術，如吸附法、吸收法、生物法、等 離子體法、催化氧化法等被研究者們廣為借鑒。其中，吸附法設備結構簡單，對揮發性物的去除率高; 燃燒法亦能去除揮發性物，但應用范圍有限; 催化燃燒法因催化劑的引入能夠在較低溫度下降解油煙污染物，實現無焰燃燒，成為研究者們研究對象。但是不論是吸附法亦或是催化燃燒法，應用的前提與核心是高性能吸附/催化材料的開發。
 

　　2.1吸附材料
 

　　近年來，分子篩材料以及金屬框架材料 ( MOFs) 也被廣泛應用于吸附劑。分子篩因具有規則的孔道結構、可調變的硅鋁比使其成為疏水吸附材料的重要選擇，已經廣泛應用于吸附轉輪濃縮技術中。金屬框架材料( MOFs) 以較大的比表面積、可調節的孔徑和可修飾性等優勢，在VOCs脫除 領域展示出良好的應用前景。從吸附劑角度看，吸附量主要受 MOFs的結構形狀、改性官能團和碳材料摻雜的影響。VOCs中含有的水和酸堿亦對吸附量有一定影響，例如競爭吸附，破壞配位鍵，可以通過采用 疏水性連接配體屏蔽金屬團簇與連接配體之間的弱配位鍵來使得水和酸堿對框架的影響，還可以在 MOFs表面添加疏水基團來達到疏水目的，或者采用高價態或高惰性的金屬團簇也可以增加配位鍵強度，使MOFs具有更高的穩定性。常用吸附劑及其性質如表 2 所示。
 

　　表 2 不同吸附劑簡單介紹
 

 

　　為了彌補現存餐飲行業在煙油監測上的漏洞，同時便利監管部門的監察，安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互，系統能夠對企業餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控；實現開機率監測，凈化效率監測，設施停運
 

　　告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數據進行統計分析、排名等統計功能；較之傳統的靜電監測方案，更具實效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口，具有很好的擴展性。
 

　　3.1 平臺結構
 

　　平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業整改設備，并定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的。現場安裝監測終端，持續監測油煙凈化器的工作狀態，包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標，系統會發出異常信號。
 

       ■ 油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據

 

　　■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設備的電流、電壓進行監測
 

　　■ 設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器
 

　　4.結論
 

　　針對環保法規的新要求，傳統的單一油煙凈化技術已無法實現同時對油滴、顆粒物以及上百種揮發性的同時凈化去除，開發復合型技術、多功能材料勢在必行。本文中在綜述分析對比目前已有油煙凈化技術特點的基礎上，闡述了對油煙中揮發性具有較高凈化效率的吸附以及催化氧化技術，并在此基礎上綜述了國內外關于吸附/催化聯合降解油煙揮發性的較新技術研究進展， 旨在為科研工作者開發新型油煙凈化技術提供一定的借鑒。
 

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