復合式油煙凈化機設計理論的論文

摘 要：為提高小型高壓油煙凈化機的除油煙效率,開發了一種利用電場進風均風空間、前置簡易蝸殼旋風收塵的復合式油煙凈化機。考慮到大型工業用電除塵器一般用于處理風量大、電壓高、極距寬、電場長度長、通風截面大等場合，但小型高壓油煙凈化機與其相比有明顯不同的特點，故小型高壓油煙凈化機的結構參數、氣流參數、電氣參數和性能參數的選取計算，應和傳統大型工業靜電除塵器的設計理論不同。介紹了一種蝸殼旋風與高壓靜電結合的復合式油煙凈化機的設計理論。關鍵詞：蝸殼旋風 高壓靜電 油煙凈化1 引言    城市餐飲業的廚房油煙排放一直是城市空氣的重要污染源，油煙擾民已成為城市眾多環保糾紛投訴的熱點。國家環保總局及時出臺了強制性環保標準，規定了飲食業油煙不得自然排放、必須凈化，明確了油煙排放的最高濃度和油煙凈化設備的最低去除效率。最近，筆者研制了一種蝸殼旋風和高壓靜壓結合的復合式油煙凈化機，產品經用戶使用、國家權威檢測部門檢測、環保部門鑒定，油煙去除率已達到90.7％。小型高壓靜電油煙凈化機與大型高壓靜電工業除塵設備特點不同，本文試從兩者對比中介紹復合式油煙凈化機設計的理論。2 結構和工作原理    大型工業靜電除塵器一般有處理風量大、收塵效率高的特點，常采用高電壓(100kV以上，甚至高達600kV)，寬極距(300～600mm)，電暈極多為芒刺形、星形等，集塵極多為板式、管式等，電場長度均在數米以上。由于處理風量大，為保證電場風速限制，必須加大橫截面積，故體積都很龐大。    而小型高壓靜電油煙凈化機一般用于市區餐飲業的油煙凈化，安裝空間受限，不允許體積很大。為了降低成本、安全使用，又必須降低電壓，故常采用低高壓(20～30kV)，小極距(40～60mm)，電場長度也僅為400～600mm，油煙去除效率也只需達到80％～90％，便可滿足國家環保標準要求。電暈極一般采用直徑為2～3mm的細圓管或鉑銠合金絲。集塵極則可用板式、蜂窩式、方形、圓管等，尤以蜂窩式集塵表面積最大，故應用最為廣泛。    筆者開發的蝸殼旋風和高壓靜電結合的復合式油煙凈化機，巧妙地利用了一般高壓靜電油煙凈化機下部的進風均風部位，設計了一個蝸殼旋風收塵器，將粗大油煙顆粒旋風分離，使進入電場的油煙顆粒細小均勻。這樣不僅可以提高電場收塵效率，而且可以避免小極距粗大顆粒引起的電場擊穿故障。簡易蝸殼旋風風阻很小，故一般仍可使用原廚房脫排油煙的軸流式風機。整機結構如圖1所示。簡易蝸殼利用一般旋風收塵器的旋風分離機，含塵氣流高速切向進入蝸殼，旋轉氣流中的油煙顆粒因離心慣性力甩向器壁，失速下落完成收塵。圖1 復合式油煙凈化機結構    高壓靜電除塵機理簡述如下：電暈極通以高壓靜電，產生非均勻電場。由于電暈極曲率半徑很小，其表面電場強度極大，表層空氣被電離，產生自由加速電子，在移向集塵極的過程中，碰撞含塵氣流中的油煙顆粒，使其電離，一起以驅進速度移向集塵極，中和后，即下落完成收塵。    大量中性分子電離，稱為電子雪崩。這個過程會產生藍色閃光，咝咝作聲，又叫電暈放電。發生電暈放電時的電場強度叫臨界電場強度，此時的電壓叫臨界電壓。此后如進一步提高電壓，將在兩極間產生火花擊穿，稱為擊穿電壓。靜電油煙凈化機應工作在電暈電壓和擊穿電壓之間。3 主要技術參數選擇計算[1，2]3.1 處理風量    可按國家環保總局規定的不同灶數處理風量開發系列產品。本文以三灶6000m3/h風量為例。3.2 旋風風速    進入蝸殼的旋風風速一般以10～18m/s為宜，本機型取17m/s。據此可確定進風口尺寸。3.3 電場風速    電場風速一般取0.4～1.5m/s，據此可確定電場的有效通風截面尺寸