[发明专利]一种光助电化学催化氧化油烟的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于餐饮油烟中高级氧化法催化氧化油烟的研究领域，涉及小型、中型、大型商业餐馆油烟的光助电化学催化氧化净化方法和装置。

背景技术

中式不同烹饪体系的餐馆的在营业期间的PM2.5瞬时排放质量浓度高达11mg/m³,数量浓度排放因子在10¹²-10¹⁴#/min，经过市场上的油烟净化设备净化后，其排放浓度仍然在100-600ug/m³。目前国家饮食行业排放标准(GB18483-2001)中，只对大中小型餐馆的最高排放浓度和油烟净化设备的去除效率做出规定，而没有对排放颗粒物的数量浓度做出规定。一些地区已经开始重视油烟对环境的危害，例如上海、天津都已经制定了更为严格的地方标准控制油烟排放规定。

烹饪过程中产生的油烟由亚微米级颗粒物和气态污染物组成，这些颗粒物的粒径较小，通常在200nm以内，其数量占据总数量排放浓度的80％以上。光催化是近几年来较为热门的技术手段，其较低的能耗和对有机污染物的良好深度氧化效果，被视为一种极具前途的技术。但是光催化由于催化效率低，催化剂在复杂污染物条件下容易中毒和失效，而电化学氧化技术因无需添加氧化还原剂、反应条件可控性较强等特点，被称作环境友好型处理技术，但是以往的光催化和电化学结合手段都是以电辅助光催化，这种组合弱化了电化学的氧化能力，单一的利用电场降低光催化的电子-空穴复合率。鉴于以上，本发明提供一种光助电化学催化氧化油烟的方法和装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种光助电化学催化氧化油烟的装置和方法，以实现能净化餐饮油烟污染物的目的，且能耗较低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光助电化学催化氧化油烟的装置，包括喷淋塔外壳、电解液循环系统，其中，

所述喷淋塔外壳的底部设置有烟气入口，顶部设置有烟气出口，喷淋塔外壳内固定有紫外光灯和石英管；

所述电解液循环系统包括电解反应器、循环泵、补料箱、喷淋头，所述电解反应器包括阳极电极板和阴极电极板，电解反应器连接有供电系统，并由其供电；所述喷淋头为若干个，设置于喷淋塔外壳内顶部，并通过管路与电解反应器连接；所述循环泵设置于电解反应器与喷淋头连接的管路上；所述补料箱上开设有进料口，用于补充原料氯化钠，补料箱的出口和电解反应器与循环泵连接的管路相连。

所述喷淋塔外壳的底部设置有在线盐度计、在线PH检测计，在线盐度计、在线PH检测计均与位于喷淋塔外壳外的控制箱连接，控制箱与设置于补料箱的出口处的电动阀连接。

所述石英管固定在喷淋塔外壳内的顶部，位于喷淋塔外壳的中心位置；所述紫外光灯位于石英管中。

所述烟气入口连接设置于喷淋塔外壳内的烟气管，烟气管上设置有若干个曝气头。

优选的，所述阳极电极板为Ti/RuO2-Pt电极；阴极电极板为不锈钢电极。

优选的，所述紫外光灯为波长<400nm的紫外光灯。

优选的，所述曝气头和喷淋头为选耐腐蚀、耐光腐蚀材质。

优选的，所述循环泵为耐腐蚀泵。

优选的，所述供电系统为交流单相220V±10％，50±1HZ。

本发明的原理是：在电解反应器中的氯化钠溶液通过阳极的反应生成氯气，氯气水解成次氯酸，一部分次氯酸与污染物反应后又生成氯离子，变成氯化钠溶液，形成循环。另外部分次氯酸在吸收紫外光后，分裂成羟基和氯自由基，氧化烟气的污染物。另外电解液中的溶氧也在阴极作用下生成双氧水，对污染物进行氧化。

一种光助电化学催化氧化油烟的方法，包括以下步骤：

(1)在喷淋氧化塔之前，烟气经过风机加压，在曝气头布气后先与电解液充分接触，部分污染物溶于电解液，被次氯酸氧化，同时烟气给电解反应器中的电解液供氧，在阴极生成过氧化氢；烟气在逸出溶液后，在喷雾区与电解液充分接触，在紫外灯的作用下，电解液中的剩余污染物以及逸出烟气的污染物被次氯酸、氯自由基；羟基自由基等活性物质充分氧化，变成二氧化碳和水；氯自由基和次氯酸在氧化污染物后重新变成氯离子回到电解反应器，开始新一轮的循环；

(2)供电及控制系统与风机处于同开同闭关联，进料箱中为氯化钠的饱和溶液及PH调节液，控制系统接收在线盐度计的输出信号，通过控制进料箱来控制系统的电解质浓度和PH值。