安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
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劉丹
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要： 在分析現(xiàn)有油煙凈化技術(shù)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，對近幾年吸附及催化法治理餐飲油煙污染物以及揮發(fā)性的研究進行了綜述，并對這些方法在油煙凈化方面的應(yīng)用前景做出展望。
關(guān)鍵詞：餐飲油煙;；VOCs; 吸附；催化氧化；凈化技術(shù)；餐飲油煙監(jiān)測云平臺；安科瑞
0. 前言
餐飲油煙( cooking oil fumes，COFs) 指烹調(diào)過程中食用油揮發(fā)后凝結(jié)以及食材高溫后產(chǎn)生的油煙霧，包含很多種有毒化學(xué)成分，不僅會危害烹調(diào)者的健康，還會對周圍環(huán)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(fā)性物2大類。近兩年來，各地陸續(xù)出臺了油煙治理新標(biāo)準(zhǔn)，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(fā)新型餐飲油煙凈化技術(shù)對于保護大氣環(huán)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(shù)進行對比分析其優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上對吸附及催化技術(shù)凈化揮發(fā)性物進行了分析，并對應(yīng)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(shù)對比分析
燃燒法
燃燒法指利用高溫燃燒所產(chǎn)生的熱量進行氧化反應(yīng)，把油煙廢氣中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為 CO2和H2O等物質(zhì)，從而達(dá)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(shù)較多，油煙中物質(zhì)燃燒較*，熱效率高，油煙凈化效率高。但設(shè)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(yè)和餐飲業(yè)。催化燃燒法是利用催化劑降低氧化反應(yīng)能和起燃溫度，使得反應(yīng)物*氧化生成 CO2和H2O，從而達(dá)到油煙凈化目的的方法。通常與吸附法協(xié)同凈化VOCs氣態(tài)污染物，處理能力強，無二次污染，產(chǎn)生的熱量可回收利用。
表 1 不同凈化技術(shù)的工藝特點分析對比
2. 吸附/催化法凈化餐飲油煙技術(shù)
通過前述各凈化技術(shù)的對比可知，現(xiàn)有的油煙 凈化技術(shù)主要用于油滴和顆粒物的凈化，隨著新法規(guī)的出現(xiàn)，對于油煙中揮發(fā)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(shù)，工業(yè)VOCs凈化技術(shù)，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(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，對揮發(fā)性物的去除率高; 燃燒法亦能去除揮發(fā)性物，但應(yīng)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(xiàn)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(yīng)用的前提與核心是高性能吸附/催化材料的開發(fā)。
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(yīng)用于吸附劑。分子篩因具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)、可調(diào)變的硅鋁比使其成為疏水吸附材料的重要選擇，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于吸附轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)中。金屬框架材料( MOFs) 以較大的比表面積、可調(diào)節(jié)的孔徑和可修飾性等優(yōu)勢，在VOCs脫除 領(lǐng)域展示出良好的應(yīng)用前景。從吸附劑角度看，吸附量主要受 MOFs的結(jié)構(gòu)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(dá)到疏水目的，或者采用高價態(tài)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(wěn)定性。常用吸附劑及其性質(zhì)如表 2 所示。
表 2 不同吸附劑簡單介紹
3.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測云平臺
為了彌補現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測上的漏洞，同時便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測云平臺應(yīng)運而生。油煙監(jiān)測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機狀態(tài)、運行狀態(tài)進行監(jiān)控；實現(xiàn)開機率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)測，設(shè)施停運
告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、排名等統(tǒng)計功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測方案，更具實效性。平臺預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對接接口，具有很好的擴展性。
3.1 平臺結(jié)構(gòu)
平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動對超標(biāo)排放及異常企業(yè)進行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護，實現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的?，F(xiàn)場安裝監(jiān)測終端，持續(xù)監(jiān)測油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會發(fā)出異常信號。
■ 油煙監(jiān)測設(shè)備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■ 凈化器和風(fēng)機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設(shè)備的電流、電壓進行監(jiān)測
■ 設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器
4.結(jié)論
針對環(huán)保法規(guī)的新要求，傳統(tǒng)的單一油煙凈化技術(shù)已無法實現(xiàn)同時對油滴、顆粒物以及上百種揮發(fā)性的同時凈化去除，開發(fā)復(fù)合型技術(shù)、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(shù)特點的基礎(chǔ)上，闡述了對油煙中揮發(fā)性具有較高凈化效率的吸附以及催化氧化技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上綜述了國內(nèi)外關(guān)于吸附/催化聯(lián)合降解油煙揮發(fā)性的較新技術(shù)研究進展， 旨在為科研工作者開發(fā)新型油煙凈化技術(shù)提供一定的借鑒。
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