CN113883882B - 一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法 - Google Patents

一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工业生产的余热回收技术领域，更具体地，涉及一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法，包括余热产生装置、余热利用装置和闭环循环的余热回路，所述的余热产生装置设有第一换热装置，所述的余热利用装置设有第二换热装置，所述的第一换热装置与第二换热装置通过余热回路连通，本发明通过构成水循环回路，将余热生产装置的热量再次利用到余热利用装置中，有效减少了亲水箔生产过程中的电能消耗。

Description

一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法
技术领域
本发明属于工业生产的余热回收技术领域，更具体地，涉及一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法。
背景技术
目前，现有的亲水箔表面处理的工艺流程包括前处理、干燥炉烘干、辊涂以及固化的工艺步骤，在这些工艺步骤中，前处理工序为保持药液的最佳活性值往往需要对药液进行加热处理，干燥炉烘干工序为去除光箔表面残存的水分需要使用干燥炉进行加热烘干；目前的行业调查情况显示，前处理工序对亲水箔进行脱脂时，均采用不锈钢电热管对药液进行加热，亲水箔烘干时均采用干燥炉石英管电加热方式，通过高温使亲水箔表面水分快速蒸发，上述两种常用的加热方式均需要使用电能持续加热以满足正常生产需要，造成能耗偏高，并且前处理工序的脱脂槽、烘干工序的干燥炉均为敞开式结构，亲水箔进出会带走大量的热量，且干燥炉对亲水箔的烘干工序复杂，造成热量流失加剧电能损耗；固化工序中，固化温度需稳定在400°～500°之间，远高于前处理及烘干工序所需要的温度，但由于固化炉的排烟需求及非完全密闭性，导致固化炉散失大量热量，由此对固化炉的散失热量进行回收利用，将回收的热量应用到前处理及烘干工序中，将有效减少耗能。
2016年6月29日公开的中国专利CN205352099U，名称为一种涂装线前处理余热处理系统，该专利将固化炉排走的余热烟气作为前处理加热的部分能源，通过余热循环泵将循环水在水循环回路中进行循环运动，利用烟气热交换器将经过的循环水加热，再循环回热交换盘管中加热槽液，该专利虽然能回收一部分固化炉排走的余烟带走的热量，但在使用过程中，通过回收余烟进行加热，操作不慎极易造成烟气泄露，危害环境及人身安全。
2017年11月07日公开的中国专利CN107321585B，名称为一种亲水箔生产用热循环干燥炉，该专利采用循环热风的形式对亲水箔进行烘干，通过第一引风机将空气吸入密封空气箱内，经温控电加热管加热后，空气变成了具有一定压力和速度的热风，与亲水箔接触并发生传热，热风通过出风管道进入保温矩形炉箱的内腔内，在第二引风机的作用下，热风重新进入密封空气箱内，加热后进行下一个循环，该专利虽能利用热风循环对亲水箔进行干燥，但该专利的引风机在使用过程中仍然需要消耗大量的电能，由此也不能减少能源的消耗。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法，可以有效降低亲水箔生产过程中的耗能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种亲水箔加工的节能降耗系统，包括余热产生装置、余热利用装置和闭环循环的余热回路，所述的余热产生装置设有第一换热装置，所述的余热利用装置设有第二换热装置，所述的第一换热装置与第二换热装置通过余热回路连通。
在其中一个实施例中，所述的余热回路包括循环水泵和连接管，所述的第一换热装置与第二换热装置通过连接管相互连通，所述的循环水泵设于连接管上。
在其中一个实施例中，所述的余热利用装置包括干燥装置，所述的第二换热装置包括空心的过辊，所述过辊的两端分别通过连接管连接所述的第一换热装置的输出端和循环水泵的输入端。
在其中一个实施例中，所述的余热产生装置包括固化炉，所述的固化炉包括底涂区域、面涂区域和设在所述底涂区域与面涂区域之间的夹层，所述的第一换热装置分别安装在所述的底涂区域内、面涂区域内和所述夹层中。
在其中一个实施例中，所述的第一换热装置包括空心的底涂水辊、空心的面涂水辊和第一换热盘管，所述的底涂水辊设在所述的底涂区域内，所述的面涂水辊设在所述的面涂区域内，所述的第一换热盘管设在所述的夹层内，所述底涂水辊、面涂水辊和第一换热盘管的两端分别通过所述连接管连接所述的循环水泵的输出端和第二换热装置的输入端。
在其中一个实施例中，所述的余热利用装置还包括脱脂装置，所述的第二换热装置还包括第二换热盘管，所述第二换热盘管的两端分别通过所述连接管连接所述的过辊的输出端和循环水泵的输入端；或，所述第二换热盘管的两端分别通过所述连接管连接所述第一换热装置的输出端和循环水泵的输入端。
在其中一个实施例中，所述的连接管上还设有温度测量装置、流量测量装置和控制阀。
在其中一个实施例中，所述的第一换热装置与第二换热装置之间、所述的第二换热装置与所述的循环水泵之间均设有所述的温度测量装置。
在其中一个实施例中，所述底涂水辊与所述循环水泵之间、所述面涂水辊与所述循环水泵之间、所述第一换热盘管与所述的循环水泵之间均设有所述的流量测量装置。
在其中一个实施例中，所述的流量测量装置与所述循环水泵之间设有控制阀。
在其中一个实施例中，还包括集水箱，所述循环水泵的输入端与所述集水箱连接。
在其中一个实施例中，还包括有自动补水装置，所述自动补水装置与所述集水箱连接。
本发明还提供一种亲水箔生产余热的回收利用的方法，回收利用方法如下：
余热回路依次连通第一换热装置和第二换热装置构成水循环管路；
所述的循环水泵向水循环回路中注入冷水，所述的底涂水辊、面涂水辊和第一换热盘管内流入冷水，分别收集所述固化炉的底涂区域、面涂区域和夹层内的热量；
第一换热装置内加热后的水流至过辊中，所述过辊依靠辊内的热量，将过辊表面的光箔烘干；
过辊内的水再流通至所述的第二换热盘管内，第二换热盘管依靠加热水的热量加热脱脂装置内的脱脂液；
最终水循环回路内的水流回集水箱内，自动补水装置使集水箱水位稳定在正常范围之内，保证循环水泵持续正常供水。
与现有技术相比，有益效果是：本发明提供一种亲水箔加工的节能降耗系统，通过第一换热装置对固化炉底涂区域与面涂区域之间夹层损失的热量，及底涂区域和面涂区域随亲水箔进出损失的热量进行回收，将回收的余热应用到亲水箔的干燥及脱脂的前处理工序中，并且配合设计的空心的过辊，将干燥工序中所用的电加热烘干改为过辊烫干，提供了一种新的干燥方式，并且可以降低前处理干燥及脱脂需要的电能消耗，更加安全有效。
附图说明
图1是本发明的循环示意图；
图2是本发明的结构连接示意图。
附图标记说明：
1-余热产生装置；2-余热利用装置；3-余热回路；4-循环水泵；5-连接管；6-固化炉；7-底涂区域；8-面涂区域；9-夹层；10-底涂水辊；11-面涂水辊；12-第一换热盘管；13-干燥装置；14-过辊；15-脱脂装置；16-第二换热盘管；17-温度测量装置；18-流量测量装置；19-控制阀；20-集水箱；21-自动补水装置。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
实施例
如图所示，一种亲水箔加工的节能降耗系统，包括余热产生装置1、余热利用装置2和闭环循环的余热回路3，余热产生装置1设有第一换热装置，余热利用装置2设有第二换热装置，第一换热装置与第二换热装置通过余热回路3连通。
需要说明的是，余热回路3依次连通第一换热装置和第二换热装置构成水循环管路，第一换热装置用于收集余热产生装置1产生的余热，并将这部分余热通过余热回路3输送到第二换热装置，第二换热装置将这部分余热的热量交换到余热利用装置2中，为余热利用装置2提供热能；如利用热水循环举例，第一换热装置内存放冷水，并利用余热产生装置1产生的热量将冷水加热为热水，第一换热装置将热水通过余热水路运输到第二换热装置内，第二换热装置利用热水给余热利用装置2提供热量，当第二余热装置内的热水热量消耗冷却后，冷却后的热水会通过余热回路3再次运输到第一换热装置内被加热，循环这个加热过程，实现热量循环利用。
如图所示，在其中一个实施例中，余热回路3包括循环水泵4和连接管5，第一换热装置与第二换热装置通过连接管5相互连通，循环水泵4设于连接管5上。
需要说明的是，循环水泵4用于提供水循环的动力，连接管5起传输作用。
如图所示，在其中一个实施例中，余热利用装置2包括干燥装置13，第二换热装置包括空心的过辊14，过辊14的两端分别通过连接管5连接第一换热装置的输出端和循环水泵4的输入端。
需要说明的是，干燥装置13可以为干燥炉，过辊14设置为空心的结构，可便于循环水流通，并将热量传递给过辊14表面的亲水箔，便于烘干过辊14表面的亲水箔，减少能耗，过辊14的数量可根据实际生产需要增加或减少，利用空心的过辊14进行干燥，为亲水箔的干燥工序提供一种更便捷的干燥方式，不需要进行复杂的工序及较高的能源消耗即可将亲水箔烘干。
如图所示，在其中一个实施例中，余热产生装置1包括固化炉6，固化炉6包括底涂区域7、面涂区域8和设在底涂区域7与面涂区域8之间的夹层9，第一换热装置分别安装在底涂区域7、面涂区域8和夹层9中。
需要说明的是，底涂区域7、面涂区域8及两者之间的夹层9内均有余热，同时收集这三处的余热会提高余热利用，同时也可以对固化炉6其他部分的余热进行收集。
如图所示，在其中一个实施例中，第一换热装置包括空心的底涂水辊10、空心的面涂水辊11和第一换热盘管12，底涂水辊10设在底涂区域7内，面涂水辊11设在面涂区域8内，第一换热盘管12设在夹层9内，底涂水辊10、面涂水辊11和第一换热盘管12的两端分别通过连接管5连接循环水泵4的输出端和第二换热装置的输入端。
需要说明的是，实际生产中，固化炉6内可能包含多个底涂区域7及面涂区域8，可根据实际需要设置底涂水辊10、面涂水辊11及第一换热盘管12的数量，将其连接至水循环回路中。
在其中一个实施例中，余热利用装置2还包括脱脂装置15，第二换热装置还包括第二换热盘管16，第二换热盘管16的两端分别通过连接管5连接过辊14的输出端和循环水泵4的输入端；或，第二换热盘管16的两端分别通过连接管5连接第一换热装置的输出端和循环水泵4的输入端。
需要说明的是，第一换热盘管12和第二换热盘管16均设置为管壁无缝隙的换热盘管，便于储存热量。
在其中一个实施例中，连接管5上还设有温度测量装置17、流量测量装置18和控制阀19。
在其中一个实施例中，第一换热装置与第二换热装置之间、第二换热装置与循环水泵4之间均设有温度测量装置17。
需要说明的是，本实施例中温度测量装置17优选地使用水温表，水温表的数量可根据实际需要增加或减少。
在其中一个实施例中，底涂水辊10与循环水泵4之间、面涂水辊11与循环水泵4之间、第一换热盘管12与循环水泵4之间均设有流量测量装置18。
需要说明的是，本实施例中流量测量装置18优选地使用浮子流量计，浮子流量计的数量可根据实际需要增加或减少。
如图所示，在其中一个实施例中，流量测量装置18与循环水泵4之间设有控制阀19。
如图所示，在其中一个实施例中，还包括集水箱20，循环水泵4的输入端与集水箱20连接。
需要说明的是，集水箱20用于收集水循环回路中的循环水，便于循环供给水量。
如图所示，在其中一个实施例中，还包括有自动补水装置21，自动补水装置21与集水箱20连接。
需要说明的是，自动补水装置21可使集水箱20水位稳定在正常范围之内，保证循环水泵4持续正常的供水。
本发明还提供一种亲水箔生产余热的回收利用的方法，回收利用方法如下：
余热回路3依次连通第一换热装置和第二换热装置构成水循环管路；
循环水泵4向水循环回路中注入冷水，底涂水辊10、面涂水辊11和第一换热盘管12内流入冷水，分别收集固化炉6的底涂区域7、面涂区域8和夹层9内的热量；
第一换热装置内加热后的水流至过辊14中，过辊14依靠辊内的热量，将过辊14表面的光箔烘干；
过辊14内的水再流通至第二换热盘管16内，第二换热盘管16依靠加热水的热量加热脱脂装置15内的脱脂液；
最终水循环回路内的水流回集水箱20内，自动补水装置21使集水箱20水位稳定在正常范围之内，保证循环水泵4持续正常供水；并且在生产过程中，通过温度测量装置17检测是否达到生产所需温度，通过流量测量装置18检测水循环回路内的水量，并通过控制阀19调节水量。
流程说明：
1、制造一个余热回路3，包括循环水泵4、连接管5、集水箱20和自动补水装置21，集水箱20和自动补水装置21用于整个余热回路3的供水，供水通过循环水泵4加压以及连接管5输送实现；
2、制造封闭式的第一换热盘管12，使用不锈方钢焊接成型，安装在固化炉6炉壁的夹层9，用于吸收固化炉6散发的余热，通过连接管5接入到余热回路3中；设计中空的底涂水辊10，安装在固化炉6的底涂区域7，用于收集固化炉6底涂区域7内的余热，通过连接管5接入到余热回路3中；设计中空的面涂水辊11，安装在固化炉6的面涂区域8，用于收集固化炉6面涂区域8内的余热，通过连接管5接入到余热回路3中；
3、在干燥炉出口处安装若干中空的过辊14，从干燥炉出来的亲水箔经过中空的过辊14传输后再进入下道工序。过辊14内部中空，热水流经过辊14内部，利用热水加热过辊14，亲水箔经过中空的过辊14传输的同时也得到加热，使亲水箔表面的水分蒸发，起到烘干效果。过辊14通过旋转接头以及连接管5连接到余热回路3中；
4、制造封闭式的第二换热盘管16，安装在前处理脱脂槽内，从固化炉6内换加热的热水流经第二换热盘管16，第二换热盘管16加热脱脂槽中的槽液，达到减少脱脂槽电加热输出的目的。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均应包含在本发明权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种亲水箔加工的节能降耗系统，其特征在于，包括余热产生装置(1)、余热利用装置(2)和闭环循环的余热回路(3)，所述的余热产生装置(1)设有第一换热装置，所述的余热利用装置(2)设有第二换热装置，所述的第一换热装置与第二换热装置通过余热回路(3)连通；所述的余热回路(3)包括循环水泵(4)和连接管(5)，所述的第一换热装置与第二换热装置通过连接管(5)相互连通，所述的循环水泵(4)设于连接管(5)上；所述的余热利用装置(2)包括干燥装置(13)，所述的第二换热装置包括空心的过辊(14)，所述过辊(14)的两端分别通过连接管(5)连接所述的第一换热装置的输出端和循环水泵(4)的输入端；所述的余热产生装置(1)包括固化炉(6)，所述的固化炉(6)包括底涂区域(7)、面涂区域(8)和设在所述底涂区域(7)与面涂区域(8)之间的夹层(9)，所述的第一换热装置分别安装在所述的底涂区域(7)、面涂区域(8)和所述夹层(9)中；所述的第一换热装置包括空心的底涂水辊(10)、空心的面涂水辊(11)和第一换热盘管(12)，所述的底涂水辊(10)设在所述的底涂区域(7)内，所述的面涂水辊(11)设在所述的面涂区域(8)内，所述的第一换热盘管(12)设在所述的夹层(9)内，所述底涂水辊(10)、面涂水辊(11)和第一换热盘管(12)的两端分别通过连接管(5)连接所述循环水泵(4)的输出端和第二换热装置的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种亲水箔加工的节能降耗系统，其特征在于，所述的余热利用装置(2)还包括脱脂装置(15)，所述的第二换热装置还包括第二换热盘管(16)，所述第二换热盘管(16)的两端分别通过所述连接管(5)连接所述过辊(14)的输出端和循环水泵(4)的输入端；或，所述第二换热盘管(16)的两端分别通过所述连接管(5)连接所述第一换热装置的输出端和循环水泵(4)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种亲水箔加工的节能降耗系统，其特征在于，所述的连接管(5)上还设有温度测量装置(17)、流量测量装置(18)和控制阀(19)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种亲水箔加工的节能降耗系统，其特征在于，还包括集水箱(20)，所述循环水泵(4)的输入端与所述集水箱(20)连接。
5.根据权利要求4所述的一种亲水箔加工的节能降耗系统，其特征在于，还包括有自动补水装置(21)，所述自动补水装置(21)与所述集水箱(20)连接。
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