CN105537080A - 一种环保节能进排气装置和方法 - Google Patents

一种环保节能进排气装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种环保节能进排气处理装置和方法，由管道、烘箱、抽风机、热交换器、惰性气体充排装置、冷凝装置等组成，其特征是：涂布机前段溶剂较高部分排风利用热泵蒸发器冷凝回收溶剂，再流经冷凝器加热，再与烘箱排气经热交换器作热交换，然后循环到材料进口段烘箱作为进气，烘箱内循环风与基材运动方向逆向，使最终排风溶剂浓度增加且保证好的干燥效果，烘箱前后基材进出口处设有惰性气体充气排气装置，材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接。

Description

一种环保节能进排气装置和方法
技术领域
本发明涉及一种环保节能进排气处理装置和方法，尤其应用于复合机、涂布机、涂装生产线、印铁涂装线、彩铝涂布生产线等有机溶剂的蒸发干燥上，属于环保节能技术领域。
背景技术
随着国内印刷包装行业迅速发展，涂布机、油漆涂装线、印铁涂装线、彩铝涂布生产线等数量越来越多，据统计单彩铝涂布生产线中国占了世界的60％。现有设备能耗大，排风系统要么直排，这样会造成能量的极大浪费；要么通过二次回风后直排，这样会造成产品干不透，残余溶剂或水分加大，影响产品性能。专利200920177797.7后面烘箱抽出来的尾气会用到前面烘箱，使总的对外排气量减少，减少了无功损耗，同时排气中溶剂浓度增加，更利于下一道对废气的处理。
专利200910005817.7在专利200920177797.7的基础上，在回风前加上催化燃烧装置，减少了部分排放，利用了热能，但会增加温室气体二氧化碳CO2的排放。
水性胶涂布对某些领域还不太成熟，再有水的蒸发潜热较大，相对气体溶剂沸点较高，造成机器速度降低，能耗增加。
发明内容
本发明根据现有涂布工艺实际，即进入烘箱带涂层材料的溶剂浓度由大变小，且要求出烘箱处材料周围的溶剂浓度要低，最好为零(用新鲜空气)，进烘箱处浓度大点影响不大，把后面烘箱抽出来的尾气通过3抽回到5热交换器控制好温度再到前面烘箱，这样保证了烘箱内溶剂气体浓度由材料出口到进口由小到大。
因苯类、酯类、酮类等有机溶剂属易燃易爆物品，故管路输送中最好还应加装防爆装置。
可燃气体浓度探测传感器4可探测气体中可燃气体浓度，检测爆炸极限，以确保系统安全。
一种环保节能进排气处理装置和方法，由管道、烘箱、抽风机、热交换器、惰性气体充排装置、冷凝装置等组成，其特征是：涂布机前段溶剂较高部分排风利用热泵蒸发器冷凝回收溶剂，再流经冷凝器加热，再与烘箱排气经热交换器作热交换，然后循环到材料进口段烘箱作为进气，烘箱内循环风与基材运动方向逆向，使最终排风溶剂浓度增加且保证好的干燥效果，烘箱前后基材进出口处设有惰性气体充气排气装置，材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接。
本发明在上述两个专利的基础上，即后面烘箱抽出来的尾气回用到前面烘箱，使总的对外排气量减少，利用当代热泵技术，把排气冷却后用热泵蒸发器6冷凝，回收溶剂，把排风通过热泵冷凝器8加热，与再把加热后温度较高的气体送回烘箱循环利用。第一节烘干箱排出来待处理温度较高有机废气先与冷凝处理过的较低温气体通过热交换器11做热交换，把待处理其他冷却，同时把冷凝处理过的较低温气体预热，节省加热能耗，一举两得。
因实际使用的有机溶剂如苯类、酯类、酮类等有机溶剂属易燃易爆物品，为提高冷凝前气体浓度，减少能耗，提高冷凝效果，保证操作生产过程的安全性，烘箱循环利用气体最好为不含氧气(或氧气浓度较低)，可用氮气、二氧化碳或其混合气体等无毒经济的惰性气体来代替原来的空气。这样还保证了循环气体中不含水分，使冷凝出来的溶剂中不含水分，不用再去脱水处理。
氮气、二氧化碳或其混合气体等无毒经济的惰性气体在涂布机循环处理烘箱的第一段进料惰性气体进气口12进入，到最后一节循环烘箱出料惰性气体排气口10排出。惰性气体排气口12联有单独排风装置，以实现在开机前排空循环烘干箱里面的氧气。排空氧气时一端从惰性气体进气口12进惰性气体，一端从惰性气体排气口10排空，这样避免空气和惰性气体混流，影响烘箱里惰性气体的浓度。
氮气可用制氮机提供。
涂布机最后一节或几节烘干箱因为溶剂量很少，可不参与循环，进排气单独处理，这样避免循环回来气体含有少量溶剂，使涂布面残余溶剂没挥发彻底，造成残留溶剂升高。同时允许循环回来气体带有少量溶剂，冷凝温度不要求很低，这样降低了冷凝设备的要求和成本，以及运行成本，使整套溶剂回收设备经济效益更为明显。
冷凝设备可用一级或多级冷凝设备串联组合，增强冷凝效果。按本发明思路，涂布机前面几节烘干箱溶剂浓度高一点没关系，少量剩余溶剂残留留在后段处理，这样冷凝温度就不用很低，冷凝设备造价和运行成本可大大降低。
第一节烘干箱排出来待处理温度较高有机废气先与冷凝处理过的较低温气体通过热交换器11做热交换，把待处理气体冷却，同时把冷凝处理过的较低温气体预热，节省加热能耗，一举两得。
在涂布机溶剂回收几节循环烘干箱的材料进口和出口，一般烘箱内部有负压，利于干燥，这样烘箱外气体会流进烘箱，水份会带进烘箱，使冷凝下来的溶剂带有水份，同时氧气也会进烘箱。本发明在经冷凝处理过的气体，引一小管道通到溶剂回收几节循环烘干箱的材料进口和出口，连接材料进口和出口四周带小孔管道，根据烘箱负压大小可自动调节出气量大小，以避免烘箱外面带氧气空气进入烘箱里面；或材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱经自动温控后加热进气管相连接，如图中13、14所示，用阀门调节根据烘箱负压大小可调节出气量大小，使烘箱内气体与烘箱外气体阻隔开来，起到风帘作用。
连接材料出口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道13，和连接材料进口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道14，中间可加一个小变频风机，根据烘箱材料进口和出口负压大小来控制变频风机的转速，以调节材料进口和出口处负压为0，烘箱外气体不会流进烘箱内部。
因循环利用气体会含有少量的溶剂，为达到产品残余溶剂不超标和节能的效果，后段烘箱最好加装上红外线加热器，尤其是能控制红外线发射波长与溶剂吸收波长相近，红外线直接照射到溶剂上，使热量集中被溶剂吸收，这样更节能。
第一段烘箱1出来排气经过热交换器11后可以先用自来水或冷凝水预先冷却，再进到后端深冷，这样可节省能耗。
本发明也同样适用于化工、制药等生产过程有VOC有机溶剂排放企业。
附图说明
图为涂布机、复合机、涂装线中最前面和较后部分各两节烘箱和热泵的原理示意图。
图中，1为第一段烘箱，2为第二段烘箱，3抽风机，4为可燃气体浓度探测传感器，5为烘箱热交换器，6为热泵蒸发器，7为热泵压缩机，8为热泵冷凝器，9为热泵节流阀，10为惰性气体排气口，11为热交换器，12为惰性气体进气口，13为连接材料出口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道，14为连接材料进口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道。
具体实施方式
本发明根据现有涂布工艺实际，即进入烘箱带涂层材料的溶剂浓度由大变小，且要求出烘箱处材料周围的溶剂浓度要低，最好为零(用新鲜空气)，进烘箱处浓度大点影响不大，把后面烘箱抽出来的尾气通过3抽回到5热交换器控制好温度再到前面烘箱，这样保证了烘箱内溶剂气体浓度由材料出口到进口由小到大。
因苯类、酯类、酮类等有机溶剂属易燃易爆物品，故管路输送中最好还应加装防爆装置。
可燃气体浓度探测传感器4可探测气体中可燃气体浓度，检测爆炸极限，以确保系统安全。
一种环保节能进排气处理装置和方法，由管道、烘箱、抽风机、热交换器、惰性气体充排装置、冷凝装置等组成，其特征是：涂布机前段溶剂较高部分排风利用热泵蒸发器冷凝回收溶剂，再流经冷凝器加热，再与烘箱排气经热交换器作热交换，然后循环到材料进口段烘箱作为进气，烘箱内循环风与基材运动方向逆向，使最终排风溶剂浓度增加且保证好的干燥效果，烘箱前后基材进出口处设有惰性气体充气排气装置，材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接。
本发明在上述两个专利的基础上，即后面烘箱抽出来的尾气回用到前面烘箱，使总的对外排气量减少，利用当代热泵技术，把排气冷却后用热泵蒸发器6冷凝，回收溶剂，把排风通过热泵冷凝器8加热，与再把加热后温度较高的气体送回烘箱循环利用。第一节烘干箱排出来待处理温度较高有机废气先与冷凝处理过的较低温气体通过热交换器11做热交换，把待处理其他冷却，同时把冷凝处理过的较低温气体预热，节省加热能耗，一举两得。
因实际使用的有机溶剂如苯类、酯类、酮类等有机溶剂属易燃易爆物品，为提高冷凝前气体浓度，减少能耗，提高冷凝效果，保证操作生产过程的安全性，烘箱循环利用气体最好为不含氧气(或氧气浓度较低)，可用氮气、二氧化碳或其混合气体等无毒经济的惰性气体来代替原来的空气。这样还保证了循环气体中不含水分，使冷凝出来的溶剂中不含水分，不用再去脱水处理。
氮气、二氧化碳或其混合气体等无毒经济的惰性气体在涂布机循环处理烘箱的第一段进料惰性气体进气口12进入，到最后一节循环烘箱出料惰性气体排气口10排出。惰性气体排气口12联有单独排风装置，以实现在开机前排空循环烘干箱里面的氧气。排空氧气时一端从惰性气体进气口12进惰性气体，一端从惰性气体排气口10排空，这样避免空气和惰性气体混流，影响烘箱里惰性气体的浓度。
氮气可用制氮机提供。氮气浓度从85％至99.999％。
涂布机最后一节或几节烘干箱因为溶剂量很少，可不参与循环，进排气单独处理，这样避免循环回来气体含有少量溶剂，使涂布面残余溶剂没挥发彻底，造成残留溶剂升高。同时允许循环回来气体带有少量溶剂，冷凝温度不要求很低，这样降低了冷凝设备的要求和成本，以及运行成本，使整套溶剂回收设各经济效益更为明显。
冷凝设备可用一级或多级冷凝设备串联组合，增强冷凝效果。按本发明思路，涂布机前面几节烘干箱溶剂浓度高一点没关系，少量剩余溶剂残留留在后段处理，这样冷凝温度就不用很低，冷凝设备造价和运行成本可大大降低。
第一节烘干箱排出来待处理温度较高有机废气先与冷凝处理过的较低温气体通过热交换器11做热交换，把待处理气体冷却，同时把冷凝处理过的较低温气体预热，节省加热能耗，一举两得。
在涂布机溶剂回收几节循环烘干箱的材料进口和出口，一般烘箱内部有负压，利于干燥，这样烘箱外气体会流进烘箱，水份会带进烘箱，使冷凝下来的溶剂带有水份，同时氧气也会进烘箱。本发明在经冷凝处理过的气体，引一小管道通到溶剂回收几节循环烘干箱的材料进口和出口，连接材料进口和出口四周带小孔管道，根据烘箱负压大小可自动调节出气量大小，以避免烘箱外面带氧气空气进入烘箱里面；或材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱经自动温控后加热进气管相连接，如图中13、14所示，用阀门调节根据烘箱负压大小可调节出气量大小，使烘箱内气体与烘箱外气体阻隔开来，起到风帘作用。
连接材料出口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道13，和连接材料进口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道14，中间可加一个小变频风机，根据烘箱材料进口和出口负压大小来控制变频风机的转速，以调节材料进口和出口处负压为0，烘箱外气体不会流进烘箱内部。
因循环利用气体会含有少量的溶剂，为达到产品残余溶剂不超标和节能的效果，后段烘箱最好加装上红外线加热器，尤其是能控制红外线发射波长与溶剂吸收波长相近，红外线直接照射到溶剂上，使热量集中被溶剂吸收，这样更节能。
第一段烘箱1出来排气经过热交换器11后可以先用自来水或冷凝水预先冷却，再进到后端深冷，这样可节省能耗。

Claims (10)

1.一种环保节能进排气处理装置，由管道、烘箱、抽风机、热交换器、惰性气体充排装置、冷凝装置等组成，其特征是：涂布机前段溶剂较高部分排风利用热泵蒸发器冷凝回收溶剂，再流经冷凝器加热，再与烘箱排气经热交换器作热交换，然后循环到材料进口段烘箱作为进气，烘箱内循环风与基材运动方向逆向，烘箱前后基材进出口处设有惰性气体充气排气装置，材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接。
2.根据权利要求1所述一种环保节能进排气处理装置，其特征是：把排风通过热泵冷凝器加热，再把加热后温度较高的气体送回烘箱循环利用。
3.根据权利要求1所述一种环保节能进排气处理装置，其特征是：材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接，使烘箱内气体与烘箱外气体阻隔开来，起到风帘作用。
4.根据权利要求3所述一种环保节能进排气处理装置，其特征是：材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接，根据材料进口和出口负压大小自动调节烘箱加热进气管供风大小，使烘箱内气体与烘箱外气体阻隔开来。
5.一种环保节能进排气处理方法，其特征是：涂布机前段溶剂较高部分排风利用热泵蒸发器冷凝回收溶剂，再流经冷凝器加热，再与烘箱排气经热交换器作热交换，然后循环到材料进口段烘箱作为进气，烘箱内循环风与基材运动方向逆向，使最终排风溶剂浓度增加且保证好的干燥效果，烘箱前后基材进出口处设有惰性气体充气排气装置，材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接。
6.根据权利要求5所述一种环保节能进排气处理方法，其特征是：本发明适用于化工、制药生产过程有VOC有机溶剂排放企业。
7.根据权利要求6所述一种环保节能进排气处理方法，其特征是：用氮气、二氧化碳或其混合气体等无毒经济的惰性气体来代替原来的空气。
8.根据权利要求5所述一种环保节能进排气处理方法，其特征是：把后面烘箱抽出来的尾气回用到前面烘箱，使总的对外排气量减少。
9.根据权利要求5所述一种环保节能进排气处理方法，其特征是：材料进口和出口四周封闭带小孔管道与各自烘箱加热进气管相连接，根据材料进口和出口负压大小自动调节烘箱加热进气管供风大小。
10.根据权利要求9所述一种环保节能进排气处理方法，其特征是：连接材料出口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道，和连接材料进口封闭带小孔管道和烘箱进气管的管道，中间加一个小变频风机，根据烘箱材料进口和出口负压大小来控制变频风机的转速，以调节材料进口和出口处负压为0。
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