1.1、建設(shè)依據(jù)

本項(xiàng)目的建設(shè)依據(jù)包括：

《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18483-2001（國家標(biāo)準(zhǔn)）

《簡明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊》及電氣自動化設(shè)計(jì)規(guī)范

《飲食業(yè)油煙凈化設(shè)備技術(shù)要求及檢測技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ/T62－2001）

《關(guān)于征求對《重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)VOCs污染防治要求》（初稿）意見的函》（中環(huán)學(xué)辦[2011]126號）

《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》（征求意見稿）編制說明

《污染源在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T212-2005）

1.2、項(xiàng)目背景

近年來, 餐飲業(yè)隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高, 日益繁榮。餐飲業(yè)的繁榮固然對促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 方便群眾, 豐富群眾的生活起到了積極的作用, 但因其場所多位于居民區(qū)和商業(yè)區(qū), 由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益增多。

飲食業(yè)油煙廢氣正和工業(yè)廢氣、機(jī)動車尾氣一起，被視為大氣污染的“三大殺手"。飲食業(yè)油煙不但發(fā)出難聞的異味，而且還有致癌成份，已成為難以的城市痼疾。其排放的大氣污染物主要為氣溶膠，其中含有食用油及食品在高溫下的揮發(fā)物，由食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛類、酮類、鏈烷類和鏈烯類、多環(huán)芳烴等產(chǎn)物，成分極為復(fù)雜。研究表明，食用油在加熱至270℃—280℃時(shí)，收集的冷凝物中有上百個(gè)化合物，從狀態(tài)上看，油煙廢氣中包括氣體、液體、固體三相，其中液固相顆粒物的粒徑一般小于10μg，液固相顆粒混合物粘著性強(qiáng)，大部分污染物不溶于水，極性小。對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在粘性較強(qiáng)的揮發(fā)性油類物質(zhì)破壞環(huán)境，不易擴(kuò)散對局部環(huán)境影響比較大，以及烹飪時(shí)散發(fā)的氣態(tài)不飽和醛引起的刺激性氣味和揮發(fā)的油類物質(zhì)氣體對眼和呼吸系統(tǒng)的刺激作用。

1.3、存在的主要問題

以往的油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)由于受技術(shù)水平所限，只能簡單監(jiān)控油煙凈化系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的開停狀態(tài)，一般是風(fēng)機(jī)和凈化器，只要各設(shè)備是正常開啟的，就簡單的認(rèn)為油煙排放也是正常達(dá)標(biāo)的。又或者監(jiān)控油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行功率和狀態(tài)等，根據(jù)這些參數(shù)的變化以判別油煙凈化設(shè)備的工作狀態(tài)和潔凈程度，從而估算設(shè)備是否需要進(jìn)行清洗，以及油煙排放是否達(dá)標(biāo)。現(xiàn)階段少數(shù)可直接監(jiān)測油煙濃度的產(chǎn)品主要采用光散射法或半導(dǎo)體傳感器的方式對油煙中的固態(tài)相顆粒及液固項(xiàng)顆粒進(jìn)行監(jiān)測，不能反映餐飲廢氣排放實(shí)際情況。

實(shí)際上，餐飲烹飪中產(chǎn)生的污染物，一部分是看得見的煙，還有一部分是看不見的氣，后者對人體的危害比前者更大。那些看得見的煙就是懸浮顆粒物，而即使那些看得見的煙被被處理掉了，仍有大量看不見的含有有害物質(zhì)的氣排放。研究表明：油煙的主要?dú)怏w成分是醛、酮、烴、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酮、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物等。

1.4、項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

    通過綜合檢測餐飲行業(yè)排放的VOC、油煙濃度、煙道流量、溫度、氣壓等指標(biāo)，可以實(shí)時(shí)、快捷、廣域的進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測，提高環(huán)保部門的反應(yīng)能力，為餐飲油煙排污收費(fèi)提供數(shù)據(jù)保障。環(huán)保部門的信息化、數(shù)字化建設(shè)是數(shù)字化城市的一個(gè)的部分，本項(xiàng)目產(chǎn)品的推廣對于提高城市環(huán)境綜合監(jiān)控能力，改善城市環(huán)境質(zhì)量，建設(shè)和諧社會都有重要意義，既是直接造福于民又是大幅提高城市形象的工程。

第二章、技術(shù)方案

2.1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

餐飲行業(yè)VOC及油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由監(jiān)測端和監(jiān)控平臺組成，主要是對餐飲企業(yè)的油煙排放和油煙凈化系統(tǒng)設(shè)備的開關(guān)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)控。 

2.2、系統(tǒng)架構(gòu)介紹

2.2.1、監(jiān)控平臺

系統(tǒng)以實(shí)時(shí)監(jiān)控為基礎(chǔ)，綜合管理了與油煙及VOC氣體有關(guān)的各類靜態(tài)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)動態(tài)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，統(tǒng)一完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)管理，報(bào)表管理，站點(diǎn)管理，權(quán)限管理，參數(shù)管理，任務(wù)管理等功能。系統(tǒng)采用多層結(jié)構(gòu)，將環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境模擬、環(huán)境評估、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境預(yù)警、融為一體。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要分為在線監(jiān)控和系統(tǒng)設(shè)置兩大模塊，其中在線監(jiān)控包括：在線監(jiān)控，GIS應(yīng)用、實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線預(yù)警、數(shù)據(jù)管理、報(bào)表管理等功能；系統(tǒng)設(shè)置包括：站點(diǎn)管理、權(quán)限管理、參數(shù)管理、任務(wù)管理、交互平臺等功能。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

●SOA面向服務(wù)的體系架構(gòu)；

●基于GIS與業(yè)務(wù)流程的集成應(yīng)用；

●監(jiān)測數(shù)據(jù)管理，根據(jù)綜合查詢的條件生成曲線圖；

●短信告務(wù)，以便即時(shí)處理現(xiàn)場的告警事件；

●郵件服務(wù)，即時(shí)發(fā)送現(xiàn)場的告警數(shù)據(jù)；

2.2.2、油煙濃度檢測模塊

主要測試原理：

采用電容式空氣離子收集器收集離子攜帶的電荷，通過測量這些電荷形成的電流和取樣空氣流量換算出離子濃度

本儀器采用電荷收集法。使用抽氣泵，從煙道中抽取油煙樣氣，樣氣以一定的速度V_FLOW通過我們儀器內(nèi)置管道，使用高溫將油煙顆粒氣化成均與粒子，在混合合室內(nèi)與帶負(fù)電的電荷相結(jié)合，經(jīng)過電荷篩選后，使用收集網(wǎng)對油煙進(jìn)行收集，油煙上附帶的電荷將會隨著IV轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀冸娮涌梢宰R別的模擬量，再經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換，得出到我們的相應(yīng)的油煙濃度值。

N=K*I/(q*V*A)

N —— 油煙濃度值（mg/m3）

I —— 采集器顯示的讀數(shù)

q —— 基本電荷電量（≈1.6×10-19庫侖）

V —— 取樣空氣流速（cm/sec）

A —— 采集管道的有效橫截面積（cm2）

2.2.3、TVOC檢測模塊

TVOC采用PID光離子化原理，實(shí)現(xiàn)對餐飲行業(yè)中排放的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行全面準(zhǔn)確監(jiān)測?？蓹z測氣體種類主要包括有芳香類：苯、甲苯、萘、硝基本、氯苯等；飽和烴及不飽和烴：辛烷、乙烯、環(huán)已烷等；酮，醛，醚；胺類；鹵代烴類；硫代烴類，醇類；酯類；肼類等。

PID使用了一個(gè)紫外燈（UV）光源將有機(jī)物打成可被檢測器檢測到的正負(fù)離子（離子化）。檢測器測量離子化了的氣體的電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號，電流被放大并顯示出“PPM"濃度值。在被檢測后，離子重新復(fù)合成為原來的氣體和蒸氣。PID是一種非破壞性檢測器，它不會“燃燒"或性改變待測氣體，這樣一來，經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集做進(jìn)一步的測定。

系統(tǒng)通過氣泵從煙道采集油煙氣體，經(jīng)過除塵除濕后，通入到檢測氣室，氣室內(nèi)的PID傳感器反應(yīng)得出其中VOC氣體濃度。同時(shí)檢測氣室有一路自動清洗的氣路，通過電磁閥自動切換，抽入清潔空氣，再通過活性炭過濾后，通入氣室清洗氣路和PID傳感器。

2.2.3.1 除濕除塵預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)分為采樣器，干燥過濾器和氣泵三部分。采樣器通過連接法蘭、密封圈可靠地連接在煙道的采樣點(diǎn)上,前端可連接一根采樣探管，樣氣通過采樣探管匯集到樣氣采樣器的加熱過濾器腔體內(nèi)，經(jīng)過煙塵過濾后通過氣體采樣加熱采樣線進(jìn)入分析系統(tǒng)機(jī)柜。煙氣采樣器進(jìn)氣口是G3/4螺紋的標(biāo)準(zhǔn)接口，可連接各種采樣探管。采樣腔體內(nèi)的2μm陶瓷過濾器對樣氣進(jìn)行煙塵過濾，防止灰塵進(jìn)入分析系統(tǒng)內(nèi)部。

本系統(tǒng)應(yīng)用的環(huán)境下，氣體濕度比較大。所以必須要對抽取上來的氣體進(jìn)行預(yù)處理，主要是干燥過濾。整套干燥過濾器包括過濾器，一級干燥器，二級干燥器以及流量計(jì)構(gòu)成。整體結(jié)構(gòu)示意圖如下圖。

過濾器采用Janapo,J-01F0.1C075型過濾器，過濾精度:0.1um本體材質(zhì):PTFE,特種玻璃罩帶PVDFOD-6-1/4NPT型接頭2只,帶0.1um陶瓷濾芯1只。可以過濾掉直徑大于0.1um的顆粒，濾芯可更換，一般在6個(gè)月左右需要觀察更換一次。

一級、二級干燥器是一樣的設(shè)計(jì)，采用PVC材料設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)徑50mm，外徑60mm，高100mm的圓柱型罐體，內(nèi)部干燥過濾材料選擇5A分子篩填充。5A分子篩可吸附小于該孔徑的任何分子，一般稱為鈣分子篩。它除具有3A，4A分子篩所具有的功效外，還可吸附C3—C4正構(gòu)烷烴，氯乙烷，溴乙烷,丁醇等，可應(yīng)用于正異構(gòu)烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附。基于5A分子篩的工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)，我們生產(chǎn)的5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用于變壓吸附，可適應(yīng)各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置，是變壓吸附行業(yè)中的精品

采樣氣泵采用進(jìn)口的Capex L2型氣泵，L2的一些性能指標(biāo)如下：

抽氣速率：8L/min；極限真空度：280mbar（真空度）；壓力：2.0bar。L2氣泵有如下特點(diǎn)：

（1）無污染泵送流體

Capex L2 系列真空泵/壓縮機(jī) 提供清潔無油的真空/壓力源.適用于連續(xù)工作環(huán)境,是環(huán)境監(jiān)測取樣等長期可靠性至關(guān)重要的應(yīng)用的理想選擇.

（2）適配設(shè)計(jì)

Capex L2 系列是為OEM應(yīng)用所設(shè)計(jì)的一類產(chǎn)品,可選配各種的安裝配件并可在無需設(shè)計(jì)更改下任意方向旋轉(zhuǎn)泵頭以適配客戶設(shè)備要求的能力. Capex L2 系列中也有一款應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的配有防濺型金屬外殼的產(chǎn)品.

（3）可靠性和長壽命

在服務(wù)周期內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命超過10,000小時(shí)的同類產(chǎn)品中,Capex L2使用壽命最長并且用戶所需維護(hù)費(fèi)用極低.Capex L2 真空泵有著無以倫比的預(yù)期壽命,該系列產(chǎn)品在目前所知的客戶應(yīng)用中實(shí)際使用壽命超過20年。

（4）可選化學(xué)防腐材料

Capex L2 可選配不同材質(zhì)的部件以滿足各類腐蝕性氣體和蒸汽的防腐要求。

2.2.3.2 自動清洗系統(tǒng)

TVOC檢測模塊在檢測氣路之外還有一路清洗的氣路。系統(tǒng)通過電磁閥切換到清洗狀態(tài)，抽取清潔空氣，，再通過活性炭過濾后，注入到檢測氣室內(nèi)，清洗PID傳感器，使PID傳感器不會因?yàn)橐恢碧幱诟邼舛鹊腣OC氣體下，靈敏度下降，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。清洗裝置中活性炭需定期更換，以達(dá)到更好的清洗效果。