厨房一体式前置油烟净化设备的应用研究

＊宋瑞霖

（瀚沃环境技术（上海）有限公司 上海 201101）

随着生活水平的逐渐提高，人们的环保意识也在渐渐加强，特别是餐饮油烟排放已经进入到大众视野，并得到国家的重视。国家相关部门在2019年提出新的国家标准，《餐饮业油烟污染物排放标准》（征询稿）对油烟浓度、颗粒物、非甲烷总烃以及臭气浓度提出新的要求。新的问题又摆在所有从事餐饮业的业主身上：空间问题以及二次投资的问题。对此笔者做了相应的解决方案，并从实际出发，切实解决一些行业痛点与难点。

本文结合目前主流的油烟净化器原理装置，加上自主开发的过滤网板相配合，组成一种全新的油烟净化形式，以达到节约空间，节约投资，且能达到最新地方标准的油烟净化设施。

1.项目选择

客户选择标准，需要满足以下条件：（1）无法安装常规的管道式油烟净化；（2）室内净空高于3200mm；（3）有自然补风或是有强制补新风系统；（4）有合适检测位置；（5）比邻住宅区域和办公区域。

通过筛查，最终确定天山路8号的一个员工自备食堂项目作为应用研究，项目所在地北面是居民区，西面为绿地，临近高架桥，东面为办公楼宇，南面为马路。具体位置如图1。

图1 项目所在位置（应用点）

此应用点为本项目的使用地点，具体在本栋楼宇的3楼，为所在单位自用食堂。

2.选型设计

厨房位置及平面布置示意图如图2。

图2 厨房平面图

图2所示为炉灶区域的相关炉灶数量，墙外为中内央空调外机。根据现场踏勘，计算复核，通过三种方法计算相关排烟量，一种为厨房空间计算法，一种根据灶头数量做为参考，一种为烟罩的投影面积。

(1)以空间为主的计算依据与结果

根据《全国民用建筑工程设计与措施》-《暖通空调动力》专册中建议员工厨房的换风次数为每小时25～35次计算，考虑实际工况以及以往经验值，须在计算数值后再加30%的余量，方可保证最终厨房排烟能力。

整个厨房的面积为图3阴影部分：45m2，已知净空为3500mm，按上述计算方式得出结果为：

图3 厨房占地面积

其中，Q：风量（m3/h）；S：面积（m2）；H：高度（m）。

(2)根据灶头数量确定风量

依据《餐饮业油烟污染物排放标准》（GB18483-2001）中第6款第6.6项监测一栏目所示，每个灶头为2000m3/h，本项目总计2个φ350炒锅，一个φ500汤锅，6个φ200小灶（折算为1个φ350炒锅），按标准中计算为总风量为：

其中，Q：风量（m3/h）。

(3)根据烟罩投影面积确定风量

其中，Q：风量（m3/h）；v：烟罩设计吸风风速（m/s），通常取值范围是0.3～0.8m/s（根据厨房不同用途取不同值，此处为员工食堂，则取最低值）；S烟：面积（m2）。注：烟罩的面积在计算时，需在烟罩投影的长与宽处分别延长300mm。

以现有的炉灶设备情况设计，烟罩的投影面积为1200mm×4500mm。按上述计算式计算如下：

三种计算方式得出的结果综合考虑，最终确定为8000m3/h。

整套厨房一体式前置油烟净化设备由机械净化模块、动态离心净化模块、高低压双区离子净化模块、UV光解净化模块、活性炭吸附模块、静音离心风机模块、臭氧吸收模块七部分组成。每一部分的模块的工作原理如下：

①机械净化模块。主要作为初步大颗粒油烟的碰撞拦截，将生产过程中突然发生的大量烟雾进行初效50%的过滤。②动态离心净化模块。在净化机主机进气通道中设计采用双层叠合式油脂分离器，延长油烟通道，降低流速，最大能力地将大的油烟分子聚合，再利用混合气体的漩流实现油脂分离。拦截率80%以上，保护风轮、内仓及风管不被油渍粘附，实现持久强排和免拆洗效果。③高低压双区离子净化模块。第一级为电离区，强电场使微粒荷电成为带电微粒，这些带电微粒到达第二级集尘器后立刻被收集电极吸附，且部分炭化。二级式静电吸附型，用来去除细微粒径的碳氢化合物和其它空气中的杂粒。整体通以高压直流电以形成电场,当气流中含有带电微粒时，可以被高效去除。④UV光解净化模块。本产品利用特制UV紫外线光束照射油烟，改变油脂的分子结构，使高分子化合物降解成低分子化合物。产生的臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对油烟及其气味有很强的清除作用，使其转化成水和二氧化碳。⑤活性炭吸附净化模块。采用防水型蜂窝式活性炭，活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，这使得它很容易吸收和收集杂质。⑥静音离心风机模块。此处系统风机，置于所有环节的后端，包括油烟净化各个模块组成的整套系统内，气体均为负压，可有效防止臭气溢出，避免对内部环境的污染。⑦臭氧吸收模块。采用γ活性氧化铝为载体，采用独特的稀土助剂及过渡金属配方制备，可以有效去除在离子净化段与UV光解段未能完全反应的臭氧。

图4 整合设备结构示意图

当油烟经过所有模块时，已经逐步分离净化，最终只需要很短的风管直接外排，而不需要在室外安装其它设施。

3.安装调试

在所在厨房的炉灶上方锚定膨胀螺丝的位置，采用包塑钢丝绳吊装好油烟净化设备。调整好操作空间，确定整套油烟净化设备前端距地高度为1950mm。整套油烟净化设备贴墙固定，将外排烟风管穿过预留好的孔洞并做好防虫网固定。

4.实际应用

经过近三个月的使用，通过在设备内安装风速流量计、差压计，以及在末端管道取样，采用《餐饮业油烟污染物排放标准》（GB18483-2001）推荐的工艺进行油烟浓度分析、测定恶臭值、气测定非甲烷烃值、测定颗粒物值。

(1)净化器的风压与风速关系

风速与风压是油烟净化设备的重要参数。

其中，P：风压（Pa）；V：风速（m/s）。

为了保证厨房的油烟正常排出，使用风机的静压用来克服设备内各个模块的阻力，阻力越大，风速越低，则净化器净化效果越好，实测整套设备风阻约这350Pa，风机最终调整转速在1250r/min，风机风量8600m3/h，全压在650Pa效果最好。

(2)油烟的最终排放浓度

在实际工作过程中，进入整体设备之前，取得的油烟浓度如表1。

表1 进气口油烟浓度

检测数据显示，多次检测的油烟浓度均在4.7mg/m3以上，不能满足现有标准限值。经过油烟净化设备之后，检测值如表2：

表2 经过设备处理后的油烟浓度

因为油烟排放浓度是检测油烟净化器的最重要指标，所以为取得最佳数据，经过四次检测取最后平均值做为最终依据。

(3)非甲烷总烃、颗粒物及异味排放前后比较

表3 检测基础条件

在同等检测条件下进行非甲烷总烃、颗粒物、臭气浓度（无量纲），具体数值为表4检测结果。

表4 检测结果

检测数值表4中的所有数据均达上海市地方最严格指标。

5.结论

通过客户的实际使用表明，厨房一体式前置油烟净化设备不但使排烟管道具备免清洁的能力，关键对油烟浓度、异味、颗粒物以及非甲烷总烃去除效率也能够达到国家标准，满足《餐饮业污染物（油烟、颗粒物、非甲烷总烃、臭氧）协同净化设备》（CCAEPI-RG-Q-052-2019）的标准，同时更能满足目前上海地方标准（DB31/844-2014）、北京地方标准（DB11/1488-2018）的相应要求表5。

表5 经设备处理后排放测定值与标准值

此套设备不但降低了有限制场所改造升级费用以及排烟管道定期清洗的费用，而且还可以避免火灾隐患。同时，如果出现故障，在设备的控制面板可以直观地了解并及时检修，避免出现环保排放不达标的现象。最后，考虑到每一个厨房都不是标准化的可能，故在设备选型方面，可参考本文的风量计算与风机的配比，而设备的尺寸，则由厨房灶台的标准尺寸进行标准化生产。