本發(fā)明涉及廚房油煙吸附領域，具體涉及一種利用油茶果殼炭作為吸附材料，具有極大比表面積的油煙吸附裝置及其加工方法。

背景技術：

油煙吸附技術是廚房油煙處理的新領域。目前家用油煙機油煙凈化的原理主要是過濾法和機械法。離心風機在油煙機內部形成負壓，油煙在壓力差的驅動下進入油煙機，在慣性碰撞、擴散、攔截等作用下被過濾網阻隔了大部分固體、液體小顆粒；剩余的油煙進入離心機，在離心力的作用下液體油煙顆粒與煙道壁面碰撞，凝結在壁面上而被除去。但該方法無法將油煙中的氣態(tài)物質除去，且油煙會積累在濾網和煙道上，影響油煙機性能。因此油煙吸附技術應運而生。油煙吸附技術是利用某些特定材料具有多孔結構，當流體與該材料接觸時，流體中某一組分或多個組分在固體表面處產生積蓄的原理去除油煙的方法。目前應用最廣的吸附材料是活性炭，但由于飲食業(yè)油煙中的相對濕度常常高于80％,活性炭表面的極性基團會產生對水分子明顯的強競爭吸附,使其對水分子的吸附容量迅速增大從而對油煙分子的吸附容量急劇減小，因此活性炭會很快失效，而且活性炭價格昂貴，所以活性炭不適用于油煙吸附方面。本發(fā)明采用了吸附性能更好價格更低的油茶果殼炭作為吸附材料，設計了具有較大比表面積的結構裝置，對于提高油煙去除效率，降低成本，節(jié)約能源，保護環(huán)境，提高油煙機使用壽命，具有重要意義。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種具有極大比表面積的油煙吸附裝置，以提高廚房油煙機的油煙凈化效率，從而減少油煙的排放，保護環(huán)境；同時所用吸附材料價格低廉，可降低成本，為大規(guī)模生產提供保障。

本發(fā)明為解決其技術問題而采用的技術方案是：

本發(fā)明具有極大比表面積的油煙吸附裝置的加工方法，步驟如下：

1)將油茶果殼粉碎，經篩分得到小于200目細度的果殼粉，果殼粉配入煤焦油作為黏結劑，果殼粉與煤焦油的質量比例為4:1，兩者在混捏機中混捏15-20分鐘，然后在17-20mpa的壓力下用立方體模具擠壓成型得到胚體；

2)將胚體進行沖孔加工,得到所需階數的立方體；

3)將步驟2)加工后的立方體放入管式爐中,在氮氣保護下以5℃/min的速率升溫至500℃，碳化1小時，氮氣流速為40ml/min。

4)將步驟3)碳化后的立方體冷卻至室溫后在氯化鋅溶液中浸漬12小時活化，氯化鋅溶液浸沒立方體，其中溶質氯化鋅與立方體的質量比為2:1，

5)將步驟3)處理后的立方體烘干，然后升溫至500-600℃活化1小時；冷卻至室溫后用80℃蒸餾水清洗直至洗出炭水呈中性，最后在烘箱內于105℃下干燥8小時后即得到具有極大比表面積的油煙吸附裝置；

所述的將胚體進行沖孔加工的具體步驟為：

a)記步驟1)得到的立方體胚體為0階立方體，其邊長為a，采用底面邊長為b＝a/3的正四棱柱模具對步驟1)得到的立方體胚體進行沖孔加工，沖去位于立方體每個面中心及位于立方體中心的邊長為b的小立方體，沖孔工藝沖下部分的總體積為7b³，得到的帶沖孔的鏤空立方體為1階立方體；

b)1階立方體視為由20個邊長為b的小立方體組成的結構，采用底面邊長為c＝b/3的正四棱柱模具對步驟a)得到的1階立方體進行沖孔加工，沖去位于每個邊長為b的小立方體的面中心及位于立方體中心的邊長為c的立方體，每個邊長為b的立方體沖下部分的總體積為7c³，最終得到的帶沖孔的立方體為2階立方體；2階立方體與1階立方體相比每個面多出8個面積為c²的沖孔，所述面積為c²的沖孔均勻排布在面上；

c)按照步驟b)所述方法對上次沖孔所得立方體不斷進行沖孔加工，每次沖孔所用模具的邊長均為上次的1/3；得到n階立方體，n階立方體與n-1階立方體相比每個面多出8^n-1個面積為x²的沖孔；所述面積為x²的沖孔均勻分布在面上；其中x＝a/(3ⁿ)。

進一步的，本發(fā)明公開了一種所述方法加工得到的具有極大比表面積的油煙吸附裝置，所述的n＝3-6，所述油煙吸附裝置內的孔洞互相連通。

所述油煙吸附裝置的吸油煙方法，其特征在于油煙氣從吸附裝置的一個表面進入吸附裝置內部，在吸附裝置內部與吸附材料充分接觸后被其吸附，凈化后的油煙從吸附裝置的另外五個表面排出。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：在油煙機尾部安裝所述裝置，可有效減少油煙排放，從而保護大氣環(huán)境；本發(fā)明采用油茶果殼碳作為吸附材料，很好的解決了活性炭對油煙吸附效果差的問題，并且油茶果殼炭可再生，價格低廉，吸附完后的材料可直接當做燃料進行燃燒，回收了油煙中的一部分能量，無二次污染；本發(fā)明采用特殊的加工方式，大大增加了材料的比表面積，強化氣固間接觸，加強傳質，可有效提高材料的吸附性能，同時該結構可減小氣流壓降，減小流動阻力，使煙氣能更順利地排出室外。

附圖說明

圖1是不進行加工時吸附材料(0階立方體)的結構示意圖。

圖2是加工一次后吸附材料(1階立方體)的結構示意圖。

圖3是加工兩次后吸附材料(2階立方體)的結構示意圖。

圖4是用于沖壓加工的模具。

圖5是煙氣在吸附裝置內的流動方向。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1-5所示，一種具有極大比表面積的油煙吸附裝置，其加工方法步驟如下：

1)將油茶果殼粉碎，經篩分得到小于200目細度的果殼粉，果殼粉配入煤焦油作為黏結劑，果殼粉與煤焦油的質量比例為4:1，兩者在混捏機中混捏15-20分鐘，然后在17-20mpa的壓力下用立方體模具擠壓成型得到胚體；

2)將胚體進行沖孔加工,得到所需階數的立方體；

3)將步驟2)加工后的立方體放入管式爐中,在氮氣保護下以5℃/min的速率升溫至500℃，碳化1小時，氮氣流速為40ml/min。

4)將步驟3)碳化后的立方體冷卻至室溫后在氯化鋅溶液中浸漬12小時活化，氯化鋅溶液浸沒立方體，其中溶質氯化鋅與立方體的質量比為2:1，

5)將步驟3)處理后的立方體烘干，然后升溫至500-600℃活化1小時；冷卻至室溫后用80℃蒸餾水清洗直至洗出炭水呈中性，最后在烘箱內于105℃下干燥8小時后即得到具有極大比表面積的油煙吸附裝置；

所述的將胚體進行沖孔加工的具體步驟為：

a)記步驟1)得到的立方體胚體為0階立方體(如圖1所示)，其邊長為a，采用底面邊長為b＝a/3的正四棱柱模具(如圖4所示)對步驟1)得到的立方體胚體進行沖孔加工，沖去位于立方體每個面中心及位于立方體中心的邊長為b的小立方體，沖孔工藝沖下部分的總體積為7b³，得到的帶沖孔的鏤空立方體為1階立方體(如圖2所示)；

b)1階立方體視為由20個邊長為b的小立方體組成的結構，采用底面邊長為c＝b/3的正四棱柱模具(如圖4所示)對步驟a)得到的1階立方體進行沖孔加工，沖去位于每個邊長為b的小立方體的面中心及位于立方體中心的邊長為c的立方體，每個邊長為b的立方體沖下部分的總體積為7c³，最終得到的帶沖孔的立方體為2階立方體(如圖3所示)；2階立方體與1階立方體相比每個面多出8個面積為c²的沖孔，所述面積為c²的沖孔均勻排布在面上；

c)按照步驟b)所述方法對上次沖孔所得立方體不斷進行沖孔加工，每次沖孔所用模具的邊長均為上次的1/3；得到n階立方體，n階立方體與n-1階立方體相比每個面多出8^n-1個面積為x²的沖孔；所述面積為x²的沖孔均勻分布在面上；其中x＝a/(3ⁿ)。

所述的n＝3-6，所述油煙吸附裝置內的孔洞互相連通。

所述0階立方體由油茶果殼碳制成，油茶果殼作為農業(yè)廢棄物是一種豐富的可再生資源，經過碳化后可制成具有強吸附性能的油茶果殼炭。

所述n階立方體可根據上述加工方法和實際情況所需加工而成，油煙從立方體的一面進入，通過其內部的孔隙后從另外五個面排出，由于油煙與吸附材料之間有很大的接觸面積，可強化氣固間的接觸，從而提高吸附效率。

所述油煙吸附裝置安裝于家用油煙機的尾部管道中，對油煙進行進一步的處理和凈化。如圖5所示，油煙氣從吸附裝置的一個表面進入其內部，在內部與固體材料充分接觸后被其吸附，凈化后的油煙可從吸附裝置的另外五個表面排出。該設計既增大了氣固間的接觸面積，又可以減小氣體的壓降，在保證高吸附效率的同時又可以減少流動阻力。

所述油煙吸附裝置的吸附能力達到飽和后可直接拆卸更換新裝置，廢料無需清洗，可作為燃料進行燃燒，二次利用。