湿式静电除尘技术在油烟净化设备中的应用研究

颜森江

(广东美的厨房电器制造有限公司广东省佛山市528000)

摘要：在人们物质生活水平不断提升的时代背景下，人们对厨房干净程度的要求逐渐增加，为了能够减少厨房中的油污，传统的方法是在厨房中安装吸油烟机，将油烟排到户外以达到净化室内环境的目的。但是这种方法在净化自家的同时却污染着大家，尤其是高校以及工厂等人口比较集中的大型公共食堂油烟排放密度更大，局部区域污染更严重。鉴于此，本文就湿式静电除尘技术在油烟净化设备中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：油烟污染；湿式静电除尘；净化空气

引言

对湿式静电除尘器来说明，它的阳极管与阴极管之间会产生几万伏直流电压，通过外界环境对它的干扰，它两极间会发生气体的局部电离，导致整个空间产生负电离子，并伴随气流导入高效空间内部（雾）粒子与其相碰撞，这部分粒子因为一系列高压静电场的影响会趋于阳极方向；直至最后达到终点后，将其自身的电荷释放掉，尘粒因为其自身的实际情况无法与阳极板脱离，所以需要用液体进行清洁处理的方法清除；因为该设备选择的是水流清洗，并不存在振打的情况因此可以确保在操作的过程中不会对环境造成污染，由此达到了预期的超低浓度的标准。

1.静电除尘器的基本工作原理

两种不同曲率半径的金属集尘极，把它们放在电极与高压直流（dc），维持一个足以使电晕放电电极之间的气体不均匀电场，气体电离产生的电子，阴离子和阳离子吸附灰尘的电场和尘埃。在电场库仑力作用下，带电粒子在电极上以极性相反的电极沉积在电极上，以达到分离尘埃和气体的目的。采用湿式静电除尘器为主要净化设备的处理工艺，处理烟气量为30000m3/h，进入湿式静电除尘器前烟气温度小于等于120℃。自2015年投运至今，除尘除雾效果较高，运行良好。

2.原来烟气处理工艺存在问题

之前该装置在处理废弃的过程当中主要存在以下不足之处，由此使得烟气无法得到良好的排放，因此对环境造成一定的破坏和影响：（1）之前不带除尘的效果不是十分理想，同时由于温度相对较高因而导致在操作的过程当中缺乏安全性，而且处理方式在操作的时候非常不方便；（2）之前所使用的喷淋方式效率低；（3）两台设备彼此不能够妥善进行开关的切换，同时由于在清理灰尘的过程当中存在一定的阻力，所以导致相关的设备并不能够炉合理的收集烟气。

3.湿式静电除尘器的主要结构及性能

（1）湿式除尘除雾器由进风口、出风口、上下两层处理单元组成，每层处理单元均配置阳极板(管)、放电极(阴极线)、绝缘箱体、水系统和独立的供电电源。

（2）阳极板（管）为导电玻璃钢六角管，内切圆为300mm，下正六边形管组成蜂窝管束，结构紧凑，质量轻。蜂窝式布置，能更加有效利用空间、并使气流有效均匀的分布。阳极管采用为石墨粉、乙烯基酯树脂、玻璃钢纤维布制作而成，具有耐腐蚀、耐温、阻燃性和导电性好等特点，从而保证较好的除尘效果。

（3）放电极(阴极线)采用钛金属材质的φ19管材、长针刺线型；采用“单电源供电多电场分布”专利技术(专利号ZL97246596.0)，按动态和分布参数对放电极(阴极线)进行设计，使整个通道都达到高除尘效率，提交除尘除雾效率。

（4）绝缘箱体安装于设备两侧，采用外置绝缘结构，绝缘体不直接与含尘气体接触绝缘子不直接接触，更好得保证绝缘体干净、干燥，避免结露、爬电现象，从而达到有效绝缘的目的。

（5）水系统(清洗部份)：阳极板（管）表面是否能够持续保持干净、清洁是湿式除尘除雾器能否长期稳定运行的关键。所以每个单元内设置喷淋清洗装置，冲洗喷头采用120°广角实心圆形陶瓷喷头，可以全方位清洗湿式除尘设备内部件的尘雾，从而确保湿式除尘具有良好的运行状态和较高的除尘除雾效率。绝缘箱体也设置喷淋清洗装置，冲洗喷头采用120°广角实心扇形陶瓷喷头，确保绝缘子干净、避免结露、爬电现象，确保有绝缘性能。喷淋清洗时间为1-2分钟，清洗间隔时间根据现场运行状态设定。

（6）湿式电除尘器设用水及麻石塔降温用水均采购循环水，通过循环水池对湿式除尘器灰水进行处理中和后，达到喷淋用水的要求即可以回收利用；定期清查，排出的水份可进行清水补充，维持水系的平衡。

（7）湿式电除尘器设备采三相高压整流电源供电，电源型号为CKD-350mA/60kV，每层处理单元配套一个电源。每层单元独立供电，确保一个单元故障，另一个单元还能正常工作。

(8)所有控制部分采用集中控制，主要控制包括：高压电源控制、安装联锁控制、喷淋清洗控制、超温报警控制、故障报警控制。

4.湿式静电除尘技术

4.1湿式静电除尘技术

湿式静电除尘技术是油烟在金属放电线的直流高电压作用下电离，电离后的油烟颗粒被电场驱动在集尘区，再利用液体将集尘区的颗粒物除去。在工作过程中，可以连续形成水膜高效清灰，不会受颗粒物及粉尘间的电阻影响，不会出现二次扬尘等问题；高电压放电极在高湿环境中使电场产生大量带电，大大增加了油烟颗粒物的带电粒子及粒子之间的碰撞机率，从而提高除尘效率。采用湿式静电除尘技术，对油烟中产生的细微颗粒物、超细油烟雾滴等化学物质具有较好的脱除效果。

4.2湿式静电除尘技术的应用

湿式静电除尘技术最早是日本将其应用在发电厂的烟尘排放处理中，在20世纪80年代日本已经在三菱重工投入近30多台设备，对电厂的烟尘污染进行有效的控制。但湿式静电除尘技术应用在餐饮中治理油烟的研究较少。从抽油烟机设备吸取的物质分析可以得出，餐饮业在烹饪过程中排放的油烟主要由颗粒物及悬浮物质组成固态和气态污染物。食材在烹饪过程中所产生的污染物主要以油烟的形式进行排放，经过化验分析得知油烟中除气态污染物质外，还有十种以上的有毒有害物质，比如，油烟中的悬浮颗粒物(TSP)、多环芳烃类(PAH)等都是致癌的主要物质。其中，固态污染物的尺寸较小，直径一般在6—12μm左右，包括由气态发生变化所生成的液态及其他颗粒污染物质。根据全国癌症卫生组织的报告分析,边远地区食材烹饪过程中油烟的处理存在较为严重的问题，导致污染物与人体发生密切接触，使该区域的癌症发病率远远高于其他区域。

4.3湿式除尘

湿式除尘器其实是用洗涤的方法处理污染物质，其工作原理是：湿式除尘主要分两个步骤：第一步，由于在工作过程中，水雾直接向释放电极区和电晕区喷射，水雾由于受较强的电场力作用而使电晕场内的电荷发生分裂；第二步，在雾化、电场力及荷电场的效率作用下，使排放物之间产生较为激烈的碰撞，并逐步被其他物质所吸收达到集中处理污染物质的效果。在除尘之前，需要在液体中添加具有活性的添加剂，液体通过气相而形成水雾，而油烟中的悬浮颗粒物质与其他污染物质在水雾因素作用下，经过气液之间发生的反应将污染物质从气态转变为液态，最终通过流动的液体将污染物质带走。

5.结论与改进

由于油烟机设备的结构原因，在利用湿式静电除尘过程中，因油烟中产生的物质及温度的不确定因素，最终导致静电电场参数不稳定等问题。为了防止油烟对设备的腐蚀，在设备表面涂有防腐材料；为了让除尘设备在工作过程中能正常运行，将设备的结构进行优化，使工作效率达到最大化。

参考文献：

[1]吴念允.湿式静电除尘器流场优化、性能试验及初步设计[D].东南大学,2017.

[2]刘海龙,蔡向东.管束式除尘装置与湿式静电除尘装置在电厂的应用分析[J].华北电力技术,2017(09):65-70.