CN105444536A - 一种串联式干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种串联式干燥系统，其包括至少两组干燥单元，干燥单元包括单元送风风机和干燥箱，干燥单元设有单元进风口和单元排风口，干燥箱设有干燥箱进风口和干燥箱出风口，单元进风口与干燥箱进风口连接，单元排风口与干燥箱出风口连接；排风总管设有与末组干燥单元的单元排风口连接的排风进口，送风总管设有与首组干燥单元的单元进风口连接的送风出口，相邻的两组所述干燥单元中，前一组干燥单元的单元排风口与后一组干燥单元的单元进风口连接；在单元进风口与干燥箱进风口之间设置单元送风风机；在排风总管的排风出口上设置排风风机。本发明具有系统简洁稳定、调整简单、排风量小能耗低、无安全隐患、环保治理成本低等优点。

Description

一种串联式干燥系统

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，涉及到包装印刷、涂布涂装等行业的多单元热风干燥工艺，具体运用涉及凹版印刷机、复合机、涂布机、家具喷漆等需热风干燥的生产设备。

背景技术

干燥系统是印刷、复合、涂布、喷涂、喷漆生产设备主要的能源消耗单元，同时也是废气的主要排放源，干燥系统效能是生产设备性能评价指标的核心参数。

目前，大多数生产设备的干燥系统没有很好的自动控制功能，运行时依靠操作人员根据实践经验来手动调节干燥系统的运行状态，干燥箱进风和排风都靠手动风阀粗略调节，多风阀调节也对操作者提出了较高技能要求，很难及时有效按实际干燥要求控制风量，如果排风不足，很容易导致安全事故或产品质量事故。为保险起见，结果经常是调控的风量远大于合理需求，过量热废气被排放到空气中，造成能源浪费和难以治理的空气污染。

国内相关设备制造商也对干燥箱结构及内部回风利用做了部分改进设计，一定程度上优化了干燥系统性能，但结果还不理想，干燥系统在节能减排方面依然存在较大的进步空间。此外，在干燥含有机溶剂的产品时，每个单元风量各种调节，导致每个单元有机溶剂浓度高低不同，含有自动控制功能的多单元干燥系统为保障安全，需在每个单元设置VOC气体浓度监测器，导致系统复杂，可靠性差且投入大。

传统型干燥系统：

一方面，干燥系统大部分干燥箱进风为单元独立进风口直接从生产场所吸入空气，因车间清洁度及空气湿度会因天气变化或车间卫生清洁而发生灰尘增加及湿度增加，从而影响生产工艺及影响生产成品的质量，有部分做了除尘控湿后集中供风(即多单元并联吸风)，这解决了进风洁净及湿度波动的问题，但各单元进风依靠调节风阀开度来平衡各吸风口风压差来调节各单元所需风量。而且多单元并联排风的情况需调节排风阀平衡各单元排风口的风压，实现若干干燥单元的排风需求，但因为排风为多点调节，相互影响，系统各点间风压差较大，容易造成干燥箱废气泄漏，干燥单元所需循环风量越小越不易调节平衡，所以需要加大排风量来确保干燥箱减少泄漏，再加这种仅凭感觉手动反复调整是一件繁琐且难以把握的事，经验不够会陷入越调越糟糕的困境，所以在实际生产中生产操作人员通常不会通过阀门进行精细调整，为了满足大部分工艺，所以风量一般调节的比较大，以凹版印刷机为例，实际运行风量经常是保守计算安全风量的近十倍，大大增加了加热能耗和风机运行功率，同时排放废气量增大也加大了后续废气治理的投入成本和运行代价。

另一方面，以印刷机为例，干燥系统为多单元各自进风和排风，系统排风点较多，为了保证安全生产，需要在整个系统各单元排风口位置设置浓度监控，这给用户操作及检测目标的实现设置了较高难度，通常用户都是根据经验增大干燥风量以期溶剂浓度为安全浓度，但干燥箱干燥所需消耗热能随之变大，用户为了节能降耗，干燥系统设置了内循环补风管路，形成了新风进风口及内循环补风口并联进风的结构，在单元印刷所用溶剂量大或回风比例较大时，即使总排风量很大，单元排风量也可能不足，就可能出现干燥气体中溶剂浓度超过安全下限的情况，存在爆炸的安全隐患。

综上所述，传统的干燥系统存在以下问题：系统匹配调整困难、排风量过大、加热能耗过高、存在安全隐患、环保治理代价大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种串联式干燥系统，能够从根本上实现节能减排的目的，同时有效解决传统干燥系统所存在的系统匹配调整困难、排风量过大、加热能耗过高、存在安全隐患、环保治理代价大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种串联式干燥系统，其包括送风装置、排风装置以及至少两组干燥单元；

所述干燥单元包括单元送风风机和干燥箱，所述干燥单元设有单元进风口以及单元排风口，所述干燥箱设有干燥箱进风口、干燥箱出风口、干燥箱进料口以及干燥箱出料口，所述单元进风口与所述干燥箱进风口连接，所述单元排风口与所述干燥箱出风口连接；

所述排风装置包括排风总管，所述排风总管设有与末组干燥单元的单元排风口连接的排风进口，所述送风装置包括送风总管，所述送风总管设有与首组干燥单元的单元进风口连接的送风出口，相邻的两组所述干燥单元中，前一组干燥单元的单元排风口与后一组干燥单元的单元进风口连接；所述单元送风风机设置在所述单元进风口与所述干燥箱进风口之间；所述排风装置还包括排风风机，所述排风风机设置在所述排风总管的排风出口上。

作为上述技术方案的改进，所述排风总管并联设置多个与首组及中间各组干燥单元逐一对应的排风进口，所述排风进口分别与所述单元排风口连接。

作为上述技术方案的改进，所述单元进风口与干燥箱进风口之间、所述末组干燥单元的单元排风口与干燥箱出风口之间、所述首组及中间各组干燥单元的单元排风口与排风总管的排风进口之间均设有阀门。

作为上述技术方案的改进，所述干燥单元设有与所述单元排风口并联的单元回风口，所述单元回风口与所述单元进风口连接，所述单元回风口与单元进风口之间设有阀门。

作为上述技术方案的改进，所述末组干燥单元的单元排风口处设有浓度检测装置。

作为上述技术方案的改进，所述干燥单元包括风量调节阀，所述风量调节阀设置在所述单元送风风机的正风压侧或负风压侧。

作为上述技术方案的改进，所述干燥单元包括加热器，所述加热器设置在所述单元送风风机的正风压侧或负风压侧。

作为上述技术方案的改进，所述送风装置包括送风过滤器，所述送风过滤器设置在所述送风总管上。

作为上述技术方案的改进，所述送风装置包括送风风机以及至少两个集风槽，所述送风总管并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的送风进口，所述集风槽分别连接于所述送风进口并逐一对应地布置在各个所述干燥箱下方；所述送风风机和送风过滤器均设置在所述送风总管的送风出口一侧的集流管段上。

作为上述技术方案的改进，所述送风装置包括热风总管、送风风机、热风炉、送风过滤器以及至少两个热风阀；所述热风总管并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的热风出口，所述热风出口分别与所述单元进风口连接；所述热风阀设置在所述热风出口与单元进风口之间；所述送风风机、热风炉和送风过滤器均设置在所述热风总管的热风进口一侧的集流管段上。

本发明的干燥系统所需空气依靠单元送风风机从送风总管吸风经送风装置、进风阀抽吸送入干燥单元的干燥箱，风量大小通过调节风量调节阀改变通风口大小调节，空气经过或不经过加热器升温达到工艺要求温度，也可以经过高温空气与低温空气混合达到工艺要求温度；干燥单元的干燥箱内带有溶剂蒸汽的废气经单元排风口依次流经后续各组干燥单元中的干燥箱，溶剂蒸汽浓度逐级提高，经末组干燥单元的单元排风口连接排风总管，通过排风风机的抽吸将废气排出干燥系统，干燥系统废气排风量通过调节排风阀开度大小实现风量调节；在保证排风量不变的条件下，干燥单元还可以通过调节单元风量调节阀及回风阀改变自循环风量大小来保证单元工艺风量需求，干燥单元内风量调节为局部调节，不影响干燥系统其它干燥单元风量，调节简单。

实施本发明的一种串联式干燥系统，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

本发明采用单一的干燥单元间串联连接结构，简化了系统管路设置，单元风量调节简单且不影响其它单元，流通风量为整机溶剂量确定安全工作风量，整机干燥系统排风量减小到约为传统干燥系统一个干燥单元的排风量，另外前一组干燥单元排风口的排风作为后一组干燥单元进风口的进风，进风温度远高于传统干燥系统进风的环境温度；根据工艺温度要求所需升温的温度差大幅缩小，总排风风量的大幅减小，将加热能耗降到了最低；废气排放量决定后续的废气治理量，那串联式干燥系统使得后续废气治理投入成本及运行成本得到大幅缩减；系统干燥气体流经的末组干燥单元排风口位置的废气浓度为整个干燥系统最高浓度点，在最高废气浓度点实施单点在线监控，使企业容易实施及生产全程监控，根据废气浓度调节干燥系统排风量保证废气浓度在安全限值以下，一点安全则整个干燥系统安全，将生产设备的爆炸隐患完全排除；因此本发明具有系统简洁稳定、调整简单、排风量小能耗低、无安全隐患、环保治理成本低等优点。

本发明所述的串联式干燥系统能改善当前包装印刷、涂布涂装等行业所面对的生产高能耗、废气治理高成本及存在较大安全隐患的发展困境，从根本上降低生产成本及彻底解除生产设备爆炸隐患，实现彻底的节能减排，在当下严峻的环保困境里，彻底解决企业市场竞争力不强甚至是攸关企业存亡的问题，为包装印刷、涂布涂装等行业发展重新打开一扇明窗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明串联式干燥系统的结构示意图；

图2是图1所示结构改进后的结构示意图；

图3是本发明串联式干燥系统实施集中供风时的结构示意图；

图4是本发明串联式干燥系统实施集中供热时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：以凹版印刷机为例，参见图1，对串联式干燥系统进行实施说明：

本实施例的串联式干燥系统包括送风装置、排风装置以及至少两组干燥单元；所述干燥单元包括单元送风风机104和干燥箱107，所述干燥单元设有单元进风口101以及单元排风口113，所述干燥箱107设有干燥箱进风口108、干燥箱出风口109、干燥箱进料口110以及干燥箱出料口111，所述单元进风口101与所述干燥箱进风口108连接，所述单元排风口113与所述干燥箱出风口109连接；所述排风装置包括排风总管209，所述排风总管209设有与末组干燥单元的单元排风口113连接的排风进口(该排风进口与末组干燥单元的单元排风口113功能重叠)，所述送风装置包括送风总管211，所述送风总管211设有与首组干燥单元的单元进风口101连接的送风出口(该送风进口与首组干燥单元的单元进风口101功能重叠)，相邻的两组所述干燥单元中，前一组干燥单元的单元排风口113与后一组干燥单元的单元进风口101连接；所述单元送风风机104设置在所述单元进风口101与所述干燥箱进风口108之间；所述排风装置设有排风风机210，所述排风风机210设置在所述排风总管209的排风出口上。干燥系统运行时，系统所需空气依靠单元送风风机104从送风总管211吸风经进风阀102抽吸送入干燥单元的干燥箱107，达到工艺要求温度的空气对物料进行干燥，干燥单元的干燥箱107内产生带有溶剂蒸汽的废气经单元排风口113依次流经后续各组干燥单元中的干燥箱107，溶剂蒸汽浓度逐级提高，经末组干燥单元的单元排风口113连接排风总管，通过排风风机210的抽吸将废气排出干燥系统。由此，空气及所含热量实现了直接重复利用。需要说明的是，本发明的串联式干燥系统的气流方向可以与干燥物料运行方向同向，也可以逆向。对于物料的干燥效果而言，逆向优于同向。所述排风总管209的排风出口和所述送风总管211的送风进口分别与外界大气连通或分别与其它送风设备和其它废气处理设备连通。

参见图2，作为实施例1的改进，所述排风总管209并联设置多个与首组及中间各组干燥单元逐一对应的排风进口，所述排风进口分别与所述单元排风口连接(这里的排风进口与首组及中间各组干燥单元的单元排风口113功能重叠)。由此，可实现任意一组干燥单元作为末组干燥单元时，干燥单元的单元排风口都能连接到排风总管，实现排风装置对干燥系统的抽吸排风，同时通过在排风总管的排风进口并联排风阀114可以调节保证各干燥单元干燥箱风压平衡。

其中，所述单元进风口101与干燥箱进风口108之间设有进风阀102，所述末组干燥单元的单元排风口113与干燥箱出风口109之间、所述首组及中间各组干燥单元的单元排风口113与排风总管209的排风进口之间均设有排风阀114。同时，为了满足干燥箱107大风量吹扫干燥物的工艺需求，所述干燥单元还设有与所述单元排风口113并联的单元回风口115，所述单元回风口115与所述单元进风口113连接，所述单元回风口115与单元进风口101之间设有回风阀112。进一步，所述干燥单元还包括风量调节阀106，所述风量调节阀106可以设置在所述单元送风风机104的正风压侧，也可以设置在所述单元送风风机104的负风压侧。由此，干燥单元通过进风阀102、风量调节阀106、回风阀112及排风阀114的组合调节实现干燥单元风量调节，通过回风阀112与风量调节阀106的组合调节，实现干燥单元内部部分风量自循环，保持干燥系统风量不变而满足干燥箱107大风量吹扫干燥物的工艺需求。优选的，所述进风阀102、排风阀114和回风阀112均为单向阀。

更佳地，所述干燥单元还包括加热器105，该加热器105的加热方式包含但不限于电加热、导热油加热、水蒸气加热、热泵加热等加热方式，所述加热器105可以设置在所述单元送风风机104的正风压侧，也可以设置在所述单元送风风机104的负风压侧。

实施例1改进后的干燥系统运行时，系统所需空气依靠单元送风风机104从送风总管211吸风经进风阀102抽吸送入干燥单元的干燥箱107，风量大小通过调节风量调节阀106改变通风口大小调节，空气经过或不经过加热器105升温达到工艺要求温度，也可以经过高温空气与低温空气混合达到工艺要求温度；空气对物料干燥后，干燥箱107内产生的带有溶剂蒸汽的废气经单元排风口113依次流经后续各组干燥单元中的干燥箱107，溶剂蒸汽浓度逐级提高，经末组干燥单元的单元排风口113连接排风总管，通过排风风机210的抽吸将废气排出干燥系统，干燥系统废气排风量通过调节排风阀114开度大小实现风量调节；在保证排风量不变的条件下，干燥单元还可以通过调节单元风量调节阀106及回风阀112改变自循环风量大小来保证单元工艺风量需求，干燥单元内风量调节为局部调节，不影响干燥系统其它干燥单元风量，调节简单。空气及所含热量实现直接重复利用直到末组干燥单元排出干燥系统，加热能耗降到了最低，另外废气排放量决定后续的废气治理量，那串联式干燥系统使得后续废气治理投入成本及运行成本得到大幅缩减。

需要说明的是，末组干燥单元的单元排风口位置的废气浓度为整个干燥系统最高浓度点，在最高废气浓度点实施单点在线监控，也即可在末组干燥单元的单元排风口113上设置浓度检测装置，为使企业容易实施及生产全程监控，根据废气浓度调节干燥系统排风量保证废气浓度在安全限值以下，一点安全则整个干燥系统安全，将生产设备的爆炸隐患完全排除。

更佳地，所述送风装置包括送风过滤器213，所述送风过滤器213设置在所述送风总管上，用于过滤外界空气中尘埃、水蒸汽，以确保清洁干燥的空气进入干燥系统，有效解决进风洁净及湿度波动的问题，使系统具有更好的干燥效果。

本实施例所述的串联式干燥系统中，各个节点或端口(如：单元进风口101、单元排风口113、单元回风口115、干燥箱进风口108、干燥箱出风口109等)之间的连接，可根据实际需要直接相连或通过风管或带有阀门的风管相连。

实施例2：以凹版印刷机为例，参见图3，对串联式干燥系统集中从印刷单元底部吸风集中供风进行实施说明：

如实施例1及改进后的实施例1所述的串联式干燥系统，送风总管211简单直接地从系统外部环境直接进风，而实施例2中，还具备兼顾印刷单元废气泄漏或油墨槽挥发溶剂废气排风的进风形式，即集中供风。在上述实施例1的基础上，所述送风装置还包括送风风机212以及至少两个集风槽215，所述送风总管211并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的送风进口，所述集风槽215分别连接于所述送风进口并逐一对应地布置在各个所述干燥箱107下方；所述送风进口连接有风量调节阀206；所述送风风机212和送风过滤器213均设置在所述送风总管211的送风出口一侧的集流管段上。送风总管211和排风总管209还可以连接换热器进行废气热量回收。由此，在串联式干燥系统的最优节能基础之上，以追求整个生产设备溶剂排放为有组织排放，利用串联式干燥系统单一进风口结构特点，在印刷单元下方(也即干燥箱下方)设置集风槽，将集风槽出风口并联连接到送风总管的送风进口，这样干燥系统工作时就将印刷单元附近含有微量溶剂蒸汽的空气吸入干燥系统，保证干燥系统正常干燥的同时利用干燥系统排风装置实现生产设备环境排风，既简化工厂排风系统结构又有利后续废气处理。

实施例3：以干复机为例，参见图4，对串联式干燥系统集中供热进行说明：

与实施例1相比较，其主要区别在于：所述送风装置还可以是外部加热后用热风总管207集中为若干干燥单元供给热风，即在上述实施例1的基础上，所述送风装置还包括热风总管207、送风风机212、热风炉216、送风过滤器213以及至少两个热风阀103；所述热风总管207并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的热风出口，所述热风出口分别与所述单元进风口101连接；所述热风阀设置在所述热风出口与单元进风口101之间；所述送风风机212、热风炉216和送风过滤器213均设置在所述热风总管207的热风进口一侧的集流管段上。由此，进风阀102进风口连接外界空气作为冷风进风口，热风阀103进风口连接热风总管207作为热风进风口，通过进风阀102、热风阀103和回风阀112调节冷风与热风比例混合后达到干燥工艺要求温度，并通过单元送风风机104送入干燥箱107。

其中，热风炉216包含但不限于燃气热风炉、燃油热风炉、生物燃料热风炉及介质换热器加热热风炉。

如实施例3所述，串联式干燥系统的干燥单元的单元进风口101并联接入热风总管207，利用外部加热装置，包括但不限于热风炉，可依据企业情况选择最为经济的燃料或其它更为经济的供热装置，将干燥系统所需的部分空气升温到工艺温度以上，在干燥单元进风口处与部分冷风混合达到干燥单元工艺温度，这样可以省掉干燥单元的加热器105，更好的利用其它热源，对整厂供热可以做更为系统的规划，更有利于清洁能源的投入使用。

更佳地，作为实施例3的改进，可在涂布单元下方设置集风槽215，通过风管连接首组干燥单元的单元进风口101，通过单元送风风机104抽吸涂布单元环境的含有低浓度废气进入干燥系统，保证干燥系统正常干燥的同时利用干燥系统排风装置实现生产设备环境排风，既简化工厂排风系统结构又有利后续废气处理。

综上所述，本发明采用单一的干燥单元间串联连接结构，简化了系统管路设置，单元风量调节简单且不影响其它单元，流通风量为整机溶剂量确定安全工作风量，整机干燥系统排风量减小到约为传统干燥系统一个干燥单元的排风量，另外前一组干燥单元排风口的排风作为后一组干燥单元进风口的进风，进风温度远高于传统干燥系统进风的环境温度；根据工艺温度要求所需升温的温度差大幅缩小，总排风风量的大幅减小，将加热能耗降到了最低；废气排放量决定后续的废气治理量，那串联式干燥系统使得后续废气治理投入成本及运行成本得到大幅缩减；系统干燥气体流经的末组干燥单元排风口位置的废气浓度为整个干燥系统最高浓度点，在最高废气浓度点实施单点在线监控，使企业容易实施及生产全程监控，根据废气浓度调节干燥系统排风量保证废气浓度在安全限值以下，一点安全则整个干燥系统安全，将生产设备的爆炸隐患完全排除；因此本发明具有系统简洁稳定、调整简单、排风量小能耗低、无安全隐患、环保治理成本低等优点。

本发明所述的串联式干燥系统能改善当前包装印刷、涂布涂装等行业所面对的生产高能耗、废气治理高成本及存在较大安全隐患的发展困境，从根本上降低生产成本及彻底解除生产设备爆炸隐患，实现彻底的节能减排，在当下严峻的环保困境里，彻底解决企业市场竞争力不强甚至是攸关企业存亡的问题，为包装印刷、涂布涂装等行业发展重新打开一扇明窗。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种串联式干燥系统，其特征在于，包括送风装置、排风装置以及至少两组干燥单元；

所述干燥单元包括单元送风风机和干燥箱，所述干燥单元设有单元进风口以及单元排风口，所述干燥箱设有干燥箱进风口、干燥箱出风口、干燥箱进料口以及干燥箱出料口，所述单元进风口与所述干燥箱进风口连接，所述单元排风口与所述干燥箱出风口连接；

所述排风装置包括排风总管，所述排风总管设有与末组干燥单元的单元排风口连接的排风进口，所述送风装置包括送风总管，所述送风总管设有与首组干燥单元的单元进风口连接的送风出口，相邻的两组所述干燥单元中，前一组干燥单元的单元排风口与后一组干燥单元的单元进风口连接；所述单元送风风机设置在所述单元进风口与所述干燥箱进风口之间；所述排风装置还包括排风风机，所述排风风机设置在所述排风总管的排风出口上。

2.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述排风总管并联设置多个与首组及中间各组干燥单元逐一对应的排风进口，所述排风进口分别与所述单元排风口连接。

3.如权利要求2所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述单元进风口与干燥箱进风口之间、所述末组干燥单元的单元排风口与干燥箱出风口之间、所述首组及中间各组干燥单元的单元排风口与排风总管的排风进口之间均设有阀门。

4.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述干燥单元设有与所述单元排风口并联的单元回风口，所述单元回风口与所述单元进风口连接，所述单元回风口与单元进风口之间设有阀门。

5.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述末组干燥单元的单元排风口处设有浓度检测装置。

6.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述干燥单元包括风量调节阀，所述风量调节阀设置在所述单元送风风机的正风压侧或负风压侧。

7.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述干燥单元包括加热器，所述加热器设置在所述单元送风风机的正风压侧或负风压侧。

8.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述送风装置包括送风过滤器，所述送风过滤器设置在所述送风总管上。

9.如权利要求8所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述送风装置包括送风风机以及至少两个集风槽，所述送风总管并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的送风进口，所述集风槽分别连接于所述送风进口并逐一对应地布置在各个所述干燥箱下方；所述送风风机和送风过滤器均设置在所述送风总管的送风出口一侧的集流管段上。

10.如权利要求1所述的串联式干燥系统，其特征在于，所述送风装置包括热风总管、送风风机、热风炉、送风过滤器以及至少两个热风阀；所述热风总管并联设置多个与各组干燥单元逐一对应的热风出口，所述热风出口分别与所述单元进风口连接；所述热风阀设置在所述热风出口与单元进风口之间；所述送风风机、热风炉和送风过滤器均设置在所述热风总管的热风进口一侧的集流管段上。