油烟净化器技术改造探索

梁建瑞，侯宝

（北京京能未来燃气热电有限公司，北京 102200）

改革开放40多年来，我国餐饮业稳步持续发展，2006年餐饮业收入达到10345.5 亿元，全国食用油消耗2232万吨；2018年餐饮业收入达到42716亿元，全国食用油消耗3440万吨。在餐饮业大力发展的同时油烟排放也在呈级数增长，根据2018年环境统计年报，全国颗粒物排放量为1132.3万吨,其中工业源颗粒物排放量为948.9万吨,占全国颗粒物排放量83.8%，生活源粒物排放量为173.1万吨,占全国颗粒物排放量15.3%。北京市2021年9月6日发布了细颗粒物(PM2.5)来源解析最新研究成果表明，北京市现阶段PM2.5主要来源中本地排放占六成，区域传输占四成，本地排放中生活源占比(16%)凸显并成为第二大源。

中国科学院大气物理研究所发布的京津冀大气霾污染研究成果指出，河北省餐饮油烟贡献度占PM2.5中的比例为13%，最高达15%，在京津冀地区所占比例为6%。

餐饮业产生的油烟形态一般可分为颗粒物质和气体物质两类。据有关研究资料，餐饮业油烟污染物排放的颗粒物，质量浓度PM2.5在PM10中占比80%以上，质量浓度PM1.0在PM2.5中占比在50%～85%，说明餐饮业油烟污染物排放的颗粒物基本是小颗粒物，是PM2.5的直接贡献者。油烟中的 VOCs 是形成O3和PM2.5 的前体物，VOCs 经阳光照射氧化后可生成O3，VOCs可参与大气光化学反应，遇到合适的气候条件可形成光化学烟雾，产生灰霾。油烟气溶胶细颗粒物主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害。油烟VOCs 中的某些芳香烃类和某些醛酮类，有致畸、致癌作用，长期吸入，存在患白血病及恶性贫血等疾病的风险，因此，有效控制餐饮油烟污染是促进社会和谐与环境保护的双重需求。

1 油烟污染物控制技术

1.1 机械分离法

根据油烟分离原理的不同，机械分离法可分为3类：第一类是因为重力作用使油烟粗颗粒自然分离，从而达到净化的目的；第二类是利用惯性使油烟颗粒发生碰撞分离出来；第三类是利用无纺布、活性碳、球形滤料、陶瓷等过滤材料表面吸附分离技术将油烟粗颗粒过滤。机械分离法设备简单，分离率只有40%～65%。

1.2 离心分离法

利用离心力分离净化油烟技术产生了离心分离法，根据设备形式的不同分为2类：第一类为动态离心，烟气中的油烟颗粒物在高速旋转金属丝网盘的碰撞截击下吸附于金属丝网，在离心力的作用下沿着径向甩到网盘外围的集油槽进行收集，进而完成油烟的净化。第二类为旋风分离，即在油烟管道系统中增设旋风分离器，利用旋转气流产生的离心力使油烟中的颗粒物分离出来，去除效率大概只有50%～70%，分离油烟细颗粒物比较困难，同时分离的油烟污染物不容易清洗。

1.3 湿式净化法

湿式净化法是根据喷雾水膜除尘器的工作原理，以喷头喷洒水或其它净化液（水与一定量的表面活性剂、乳化剂的混合物）形成水膜、水雾的方式来吸收油烟，从而达到净化的目的。

1.4 静电沉积法

静电沉积法是利用油烟颗粒物在通过高压电场时发生电离而带电荷，带正负电荷的微粒在电场力的作用下（微粒经过收尘区时）发生沉积，达到净化的目的。该法去除油烟效率比较高，而且设备占地面积小，技术成熟，得到了广泛的应用。

1.5 复合净化法

由于油烟成分、特征复杂，每种净化方法均有其特点，且差异较大，为达到良好的去除效果，常采用由2种或多种净化技术相结合的净化方法。复合法净化效率高，去除率可达到95%。

2 油烟净化器技术改造技术路线选择

北京市生态环境局2017年编制了《餐饮业大气污染物排放标准》（DB11-1488-2018），2019年1月1日实施，北京市地标与国家标准《饮食业油烟排放标准（试行）》（GB18483-2001）相比，增加了颗粒物、非甲烷总烃两项污染物排放限值，提高了油烟排放限值，油烟排放限值由之前2.0mg/m3收紧到1.0mg/m3。我公司食堂2014年安装了北京耀邦环保技术开发有限公司生产的YB-JD油烟净化器。截至到目前已经使用6年,原油烟净化装置已不能满足北京市发布的新标准中关于污染物的排放限值要求，故需进行油烟净化设备的技术升级改造工作。

本次改造采用三重净化结构工艺，采用“初效油雾分离+高效静电+UV光催化VOC”的三重净化结构，初效油雾分离去除大部分油雾颗粒，高压电场可高效捕集小粒径油烟，再通过UV光催化去除VOC，可高效稳定满足北京市最新地标DB11-1488-2018油烟三项排放指标要求。

双区静电空气净化系统的电场由电离段和收集段组成，电离段内安装有一系列钨钢线，在一系列接地板中间施加高压直流电，油烟废气中的微粒通过时被电离后带正电荷或负电荷，然后进入收集段，收集段内安装大量平行板，通以高压直流电（极性与电离器一致，但电压减半）以形成电场。带电微粒被接地板吸引，同时也受到带电板的排斥，可以被高效去除。油烟废气流通过收集组件时要求平稳分布，而且低速通过收集段，收集段后安装的风机为空气流动提供动力。

3 油烟净化器选择原则

（1）根据灶眼选型：每只灶眼处理风量为2000m3/h，选购的设备风量为灶眼数*2000m3/h，然后根据总风量确定设备型号；（2）根据集烟罩总投影面积(S)选型：处理风量=S(m2)*1.8等于油烟净化器型号。

风机选型原则：

（1）计算管网阻力，管网阻力=局部阻力+沿程阻力，局部阻力包括变径、弯头、进风口、出风口等形成阻力；沿程阻力主要是直管阻力；（2）风机的全压（风机风量=设备处理风量）等于管网阻力+设备阻力，再加15%安全系数；（3）根据风机的全压、风量，选择风机的噪声级别，在同等参数条件下，应选择噪声级低的风机；（4）在选择风机时，以三相四线制为最佳选择；（5）单台处理风量≥8000m3/h，必须选择三相四线制风机。

风管的配置：

（1）根据风机的进出口直径定制同截面的风管；（2）厨房蒸汽散热管路与油烟机管路必须分别安装。

3.1 本次改造达到的效果

改造后的油烟净化器安装完毕后，委托具有资质的第三方进行调试检测，非甲烷总烃2.4mg/m3,油烟浓度0.338mg/m3,颗粒物2.0mg/m3,低于《饮食业油烟排放标准》（GB18483-2018）各项标准限值要求。

3.2 远程监督

为配合政府环保部门实时监督排放单位油烟排放状况，根据当地环保部门要求，安装W5100DY-M型餐饮业油烟净化器运行状态监控仪，油烟浓度、颗粒物浓度、风机电流、电压等油烟排放因子和设备运行参数上传生态环境局监控网络，实现远程实时监督。

4 结语

本次技术升级改造采用的三重净化油烟净化器，经过技术论证，实践检验，排放各项技术指标达到了北京市生态环境局《饮食业油烟排放标准》（GB18483-2018）各项标准限值要求，对餐饮业油烟排放治理具有现实参考意义。