1.1、建设依据

本项目的建设依据包括：

《饮食业油烟排放标准》GB18483-2001（国家标准）

《简明通风设计手册》及电气自动化设计规范

《饮食业油烟净化设备技术要求及检测技术规范(试行)》(HJ/T62－2001）

《关于征求对《重点工业行业VOCs污染防治要求》（初稿）意见的函》（中环学办[2011]126号）

《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》（征求意见稿）编制说明

《污染源在线监控（监测）系统数据传输标准》（HJ/T212-2005）

1.2、项目背景

近年来, 餐饮业随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高, 日益繁荣。餐饮业的繁荣固然对促进地方经济的发展, 方便群众, 丰富群众的生活起到了积极的作用, 但因其场所多位于居民区和商业区, 由此引发的环境问题也日益增多。

饮食业油烟废气正和工业废气、机动车尾气一起，被视为大气污染的“三大杀手”。饮食业油烟不但发出难闻的异味，而且还有致癌成份，已成为难以的城市痼疾。其排放的大气污染物主要为气溶胶，其中含有食用油及食品在高温下的挥发物，由食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯类、多环芳烃等产物，成分极为复杂。研究表明，食用油在加热至270℃—280℃时，收集的冷凝物中有上百个化合物，从状态上看，油烟废气中包括气体、液体、固体三相，其中液固相颗粒物的粒径一般小于10μg，液固相颗粒混合物粘着性强，大部分污染物不溶于水，极性小。对环境的污染主要表现在粘性较强的挥发性油类物质破坏环境，不易扩散对局部环境影响比较大，以及烹饪时散发的气态不饱和醛引起的刺激性气味和挥发的油类物质气体对眼和呼吸系统的刺激作用。

1.3、存在的主要问题

以往的油烟在线监控系统由于受技术水平所限，只能简单监控油烟净化系统的各个设备的开停状态，一般是风机和净化器，只要各设备是正常开启的，就简单的认为油烟排放也是正常达标的。又或者监控油烟净化设备的运行功率和状态等，根据这些参数的变化以判别油烟净化设备的工作状态和洁净程度，从而估算设备是否需要进行清洗，以及油烟排放是否达标。现阶段少数可直接监测油烟浓度的产品主要采用光散射法或半导体传感器的方式对油烟中的固态相颗粒及液固项颗粒进行监测，不能反映餐饮废气排放实际情况。

实际上，餐饮烹饪中产生的污染物，一部分是看得见的烟，还有一部分是看不见的气，后者对人体的危害比前者更大。那些看得见的烟就是悬浮颗粒物，而即使那些看得见的烟被被处理掉了，仍有大量看不见的含有有害物质的气排放。研究表明：油烟的主要气体成分是醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酮、内酯、杂环化合物等。

1.4、项目建设目标

    通过综合检测餐饮行业排放的VOC、油烟浓度、烟道流量、温度、气压等指标，可以实时、快捷、广域的进行环境数据监测，提高环保部门的反应能力，为餐饮油烟排污收费提供数据保障。环保部门的信息化、数字化建设是数字化城市的一个的部分，本项目产品的推广对于提高城市环境综合监控能力，改善城市环境质量，建设和谐社会都有重要意义，既是直接造福于民又是大幅提高城市形象的工程。

第二章、技术方案

2.1、系统结构

餐饮行业VOC及油烟在线监控系统应由监测端和监控平台组成，主要是对餐饮企业的油烟排放和油烟净化系统设备的开关情况进行实时的在线监控。 

2.2、系统架构介绍

2.2.1、监控平台

系统以实时监控为基础，综合管理了与油烟及VOC气体有关的各类静态数据和实时动态的监控数据，统一完成数据实时监控，数据管理，报表管理，站点管理，权限管理，参数管理，任务管理等功能。系统采用多层结构，将环境监测、环境模拟、环境评估、环境规划、环境预警、融为一体。

系统结构

系统主要分为在线监控和系统设置两大模块，其中在线监控包括：在线监控，GIS应用、实时监控、在线预警、数据管理、报表管理等功能；系统设置包括：站点管理、权限管理、参数管理、任务管理、交互平台等功能。

系统特点：

●SOA面向服务的体系架构；

●基于GIS与业务流程的集成应用；

●监测数据管理，根据综合查询的条件生成曲线图；

●短信告务，以便即时处理现场的告警事件；

●邮件服务，即时发送现场的告警数据；

2.2.2、油烟浓度检测模块

主要测试原理：

采用电容式空气离子收集器收集离子携带的电荷，通过测量这些电荷形成的电流和取样空气流量换算出离子浓度

本仪器采用电荷收集法。使用抽气泵，从烟道中抽取油烟样气，样气以一定的速度V_FLOW通过我们仪器内置管道，使用高温将油烟颗粒气化成均与粒子，在混合合室内与带负电的电荷相结合，经过电荷筛选后，使用收集网对油烟进行收集，油烟上附带的电荷将会随着IV转换电路，转变为我们电子可以识别的模拟量，再经过ADC转换，得出到我们的相应的油烟浓度值。

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

N —— 油烟浓度值（mg/m3）

I —— 采集器显示的读数

q —— 基本电荷电量（≈1.6×10-19库仑）

V —— 取样空气流速（cm/sec）

A —— 采集管道的有效横截面积（cm2）

2.2.3、TVOC检测模块

TVOC采用PID光离子化原理，实现对餐饮行业中排放的挥发性有机物进行全面准确监测。可检测气体种类主要包括有芳香类：苯、甲苯、萘、硝基本、氯苯等；饱和烃及不饱和烃：辛烷、乙烯、环已烷等；酮，醛，醚；胺类；卤代烃类；硫代烃类，醇类；酯类；肼类等。

PID使用了一个紫外灯（UV）光源将有机物打成可被检测器检测到的正负离子（离子化）。检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并显示出“PPM”浓度值。在被检测后，离子重新复合成为原来的气体和蒸气。PID是一种非破坏性检测器，它不会“燃烧”或性改变待测气体，这样一来，经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。

系统通过气泵从烟道采集油烟气体，经过除尘除湿后，通入到检测气室，气室内的PID传感器反应得出其中VOC气体浓度。同时检测气室有一路自动清洗的气路，通过电磁阀自动切换，抽入清洁空气，再通过活性炭过滤后，通入气室清洗气路和PID传感器。

2.2.3.1 除湿除尘预处理系统

预处理系统分为采样器，干燥过滤器和气泵三部分。采样器通过连接法兰、密封圈可靠地连接在烟道的采样点上,前端可连接一根采样探管，样气通过采样探管汇集到样气采样器的加热过滤器腔体内，经过烟尘过滤后通过气体采样加热采样线进入分析系统机柜。烟气采样器进气口是G3/4螺纹的标准接口，可连接各种采样探管。采样腔体内的2μm陶瓷过滤器对样气进行烟尘过滤，防止灰尘进入分析系统内部。

本系统应用的环境下，气体湿度比较大。所以必须要对抽取上来的气体进行预处理，主要是干燥过滤。整套干燥过滤器包括过滤器，一级干燥器，二级干燥器以及流量计构成。整体结构示意图如下图。

过滤器采用Janapo,J-01F0.1C075型过滤器，过滤精度:0.1um本体材质:PTFE,特种玻璃罩带PVDFOD-6-1/4NPT型接头2只,带0.1um陶瓷滤芯1只。可以过滤掉直径大于0.1um的颗粒，滤芯可更换，一般在6个月左右需要观察更换一次。

一级、二级干燥器是一样的设计，采用PVC材料设计一个内径50mm，外径60mm，高100mm的圆柱型罐体，内部干燥过滤材料选择5A分子筛填充。5A分子筛可吸附小于该孔径的任何分子，一般称为钙分子筛。它除具有3A，4A分子筛所具有的功效外，还可吸附C3—C4正构烷烃，氯乙烷，溴乙烷,丁醇等，可应用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附。基于5A分子筛的工业应用特点，我们生产的5A分子筛选择吸附性高、吸附速度快、特别适用于变压吸附，可适应各种大小的制氧、制氢、制二氧化碳等气体变压吸附装置，是变压吸附行业中的精品

采样气泵采用进口的Capex L2型气泵，L2的一些性能指标如下：

抽气速率：8L/min；极限真空度：280mbar（真空度）；压力：2.0bar。L2气泵有如下特点：

（1）无污染泵送流体

Capex L2 系列真空泵/压缩机 提供清洁无油的真空/压力源.适用于连续工作环境,是环境监测取样等长期可靠性至关重要的应用的理想选择.

（2）适配设计

Capex L2 系列是为OEM应用所设计的一类产品,可选配各种的安装配件并可在无需设计更改下任意方向旋转泵头以适配客户设备要求的能力. Capex L2 系列中也有一款应用于实验室环境的配有防溅型金属外壳的产品.

（3）可靠性和长寿命

在服务周期内运转寿命超过10,000小时的同类产品中,Capex L2使用寿命最长并且用户所需维护费用极低.Capex L2 真空泵有着无以伦比的预期寿命,该系列产品在目前所知的客户应用中实际使用寿命超过20年。

（4）可选化学防腐材料

Capex L2 可选配不同材质的部件以满足各类腐蚀性气体和蒸汽的防腐要求。

2.2.3.2 自动清洗系统

TVOC检测模块在检测气路之外还有一路清洗的气路。系统通过电磁阀切换到清洗状态，抽取清洁空气，，再通过活性炭过滤后，注入到检测气室内，清洗PID传感器，使PID传感器不会因为一直处于高浓度的VOC气体下，灵敏度下降，导致测量不准确。清洗装置中活性炭需定期更换，以达到更好的清洗效果。