CN205593352U

CN205593352U - 热风干燥系统

Info

Publication number: CN205593352U
Application number: CN201620255565.9U
Authority: CN
Inventors: 简甦; 严翔
Original assignee: Verboca Energy-Saving Technologies Co Ltd
Current assignee: Verboca Energy-Saving Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2026-03-30

Abstract

本实用新型涉及节能减排的技术领域，具体涉及一种热风干燥系统；热风干燥系统包括热风干燥装置、废气焚烧装置以及用于回收热风干燥装置排出的废气中的有机溶剂的溶剂回收装置；所述热风干燥装置设有第一进风口和第一排风口，所述溶剂回收装置设有第二进风口和第二排风口，所述废气焚烧装置设有第三进风口、第三排风口和热能导出口；所述第一排风口与所述第二进风口相连，所述第二排风口与所述第三进风口相连，所述热能导出口与所述热风干燥装置相连；采用本实用新型技术方案的热风干燥系统，将环保与节能充分融合，节能减排效果好。

Description

热风干燥系统

技术领域

本实用新型涉及节能减排的技术领域，具体涉及一种热风干燥系统及方法。

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。目前市场上的印刷机、复合机、涂布机、上胶机、滚涂机、烘干机等生产设备绝大部分都会包含有热风干燥系统，并且在热风干燥的过程中都有含VOC废气的排放,VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。随着环保要求越来越严格，对供热方式也有诸多的限制，导致热能成本越来越高，再加上收取VOC排放费及严格限制超标排放的政策，使用此类设备的企业的压力也越来越大。

目前常见的降低热能消耗的方案是将干燥设备的排风与补入的新风换热，降低排风温度，提高补入新风的温度，而节能的效果取决于干燥设备的排风量和换热器的面积，换热面积一定，排风量越大换热损失越大。现有常见的VOC废气的治理方法有冷凝法、焚烧法、吸附法或吸收法等。冷凝法是将废气进行低温冷却，使废气中的VOC冷凝成液体并回收，但一般仅用冷凝法处理后的废气VOC含量仍难以达标。焚烧法是利用高温将废气中的VOC分解、氧化，变成二氧化碳和水，当VOC浓度较高时会造成资源的浪费，而VOC浓度较低时需要额外的热能维持焚烧。吸附法和吸收法是利用活性碳、吸收液等物质的特性，捕捉废气中的VOC分子，使废气中的VOC浓度降低，捕捉到的VOC通过脱附或解吸的方式可以回收，但过程会消耗大量热能。

综上所述，现有技术仍存在如下技术问题：VOC废气的治理和节能处理方式缺乏系统性，热能消耗高、VOC含量难以达标，环保与节能很难充分融合。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热风干燥系统，以克服现有技术热能消耗高、VOC含量难以达标，环保与节能很难充分融合的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种热风干燥系统，包括热风干燥装置、废气焚烧装置以及用于回收热风干燥装置排出的废气中的有机溶剂的溶剂回收装置；所述热风干燥装置设有第一进风口和第一排风口，所述溶剂回收装置设有第二进风口和第二排风口，所述废气焚烧装置设有第三进风口、第三排风口和热能导出口；所述第一排风口与所述第二进风口相连，所述第二排风口与所述第三进风口相连，所述热能导出口与所述热风干燥装置相连。

作为优选方案，为了有利于回收大量的热风干燥装置排出的废气中的有机溶剂，同时有助于降低热风干燥装置的排风量，进一步有助于降低热风干燥装置的热能消耗，所述第一排风口设置在所述热风干燥装置的VOC浓度最高点处。

作为优选方案，为了使企业容易实施及生产全程监控，方便根据废气浓度调节热风干燥装置排风量保证废气浓度在安全限值以下，且方便对VOC浓度最高点实施单点在线监控，所述第一排风口处设有VOC浓度检测装置。

作为优选方案，为了节省废气升温的燃料消耗，所述废气焚烧装置为蓄热式废气焚烧装置。

作为优选方案，为了便于将废气焚烧装置的热量通过载体的方式输送至热风干燥装置，从所述热能导出口导出的热能通过导热油、蒸汽、热风或热水输送至所述热风干燥装置。

作为优选方案，为了有效减少溶剂在回收过程中的因水解、氧化等造成的损失，也有利于回收溶剂的后续溶剂精制,所述溶剂回收装置采用冷凝式溶剂回收装置。

作为优选方案，为了便于调节第一进风口处进风的补入量，所述第一进风口处设有第一调节阀。

作为优选方案，考虑到热风干燥设备的排气温度较高时，方便第一进风口的进风与第一排风口的排风进行换热，所述第一进风口处设有用于与所述第一排风口的排风进行换热的换热器。

作为优选方案，考虑到回收溶剂的价值较高或废气排放量较大时，有助于提高溶剂的回收率，降低废气焚烧装置的处理风量，且便于调节经溶剂回收装置处理后的较低的VOC废气作为第一进风口处的进风的风量，所述第二排风口同时与所述第一进风口相连；所述第二排风口与所述第一进风口之间设有第二调节阀。

作为优选方案，为了方便将达标的尾气排出，所述第三排风口连接有排气筒。

本实用新型所提供的一种热风干燥系统，其具有以下技术效果：从热风干燥装置排出的VOC废气通过溶剂回收装置进行处理，回收废气中的大部分有机溶剂，同时降低了VOC浓度，经溶剂回收装置处理后排出的较低浓度的VOC废气再进入废气焚烧装置进行净化处理，废气焚烧装置在处理过程中产生的热量除维持燃烧持续进行外，剩余的热量提供给热风干燥装置，整个过程实现了环保与节能的充分融合，采用本实用新型技术方案的热风干燥系统，通过将热风干燥装置、溶剂回收装置和废气焚烧装置作为一个系统，从系统的角度同时解决节能和环保问题，即实现有机溶剂的回收利用，同时VOC容易达标，且降低了热能消耗，进而帮助企业最大化降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的热风干燥系统的框架图；

图2为本实用新型实施例二的热风干燥系统的框架图。

图中：1-热风干燥装置，11-第一调节阀，12-VOC浓度检测装置，13-换热器，14-薄膜，2-溶剂回收装置，21-溶剂精制装置，22-第二调节阀，3-废气焚烧装置，4-排气筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明：

实施例一

如图1所示：本实用新型提供一种热风干燥系统，包括热风干燥装置1、废气焚烧装置3以及用于回收热风干燥装置1排出的废气中的有机溶剂的溶剂回收装置2；热风干燥装置1设有第一进风口和第一排风口，溶剂回收装置2设有第二进风口和第二排风口，废气焚烧装置3设有第三进风口、第三排风口和热能导出口；其中，第一排风口与第二进风口相连，第二排风口与第三进风口相连，热能导出口与热风干燥装置1相连。

具体地，第一排风口设置在热风干燥装置1的VOC浓度最高点处,有利于回收大量的热风干燥装置1排出的废气中的有机溶剂，同时有助于降低热风干燥装置1的排风量，进一步有助于降低热风干燥装置1的热能消耗。另外，第一排风口处设有VOC浓度检测装置12，使得企业容易实施及生产全程监控，方便根据废气浓度调节热风干燥装置1的排风量,保证废气浓度在安全限值以下，且方便对VOC浓度最高点实施单点在线监控。

具体地，废气焚烧装置3采用陶瓷蓄热体，方便通过陶瓷体升温用于预热后续进入废气焚烧装置3的有机废气，节省废气升温的燃料消耗。热能导出口导出的热能通过导热油、蒸汽、热风或热水输送至热风干燥装置1，便于将废气焚烧装置3的热量通过载体的方式输送至热风干燥装置1。

此外，溶剂回收装置2采用冷凝式溶剂回收装置，冷凝式溶剂回收装置可采用现有常规技术，具体地，冷凝式溶剂回收装置可以将废气冷却或加压到有机气体的露点温度以下，使其液化，从而从废气中分离出来。采用冷凝式溶剂回收装置可有效减少溶剂在回收过程中的因水解、氧化等造成的损失，也有利于回收溶剂的后续溶剂精制。

第一进风口处设有第一调节阀11，便于调节第一进风口处进风的补入量。

此外，溶剂回收装置2回收的溶剂还可以根据用户的需求通过溶剂精制装置21进一步精制后再使用，从而极大的降低用户的溶剂消耗量，值得说明的是，通过溶剂精制装置21精制溶剂的方法可以采用现有技术常规技术。另外，第三排风口连接有排气筒4，方便将达标的尾气排出。

值得说明的是，第一进风口处的进风即为补入新风，新风的补入量可根据热风干燥装置1内VOC浓度的最高值，即热风干燥装置1排放废气的VOC浓度来确定，这样可以有助于保证安全的情况下将热风干燥装置1的排风量减到最小。热风干燥装置1以及废气焚烧装置3可以采用现有常规技术。另外，热风干燥装置1的VOC浓度最高点的确定方法可采用现有常规技术。在实施的过程中，进风的补入量的调节，需保证排放废气VOC浓度高的同时但不超过现有技术规定的爆炸下限的25％所对应的浓度值，这样可以保证安全的情况下进一步将热风干燥装置1的排风量减到最小。

此外，溶剂回收装置2还可以采用吸收、吸附等方法回收溶剂。废气焚烧装置3具备废气焚烧和热能输出的功能。废气焚烧装置3可以采用蓄热式热力焚烧装置(RTO)，蓄热式热力焚烧装置是现有技术，常见的有两床RTO、三床RTO、旋转RTO等。蓄热式热力焚烧的原理是把有机废气加热到760℃以上，使废气中的VOC氧化分解成二氧化碳和水，处理后的废气可以达标排放。氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗。废气焚烧装置3热回收效率达到95％以上，由于VOC在氧化过程中会产生热量，当VOC浓度达到很低的值时就可以实现废气焚烧装置3自身的供热平衡而无须外部热源，如果VOC浓度超过该值还能够有热量剩余，剩余热量经过转换可以通过导热油、蒸汽、热风、热水等载体输送至热风干燥装置1。

另外,废气焚烧装置3还可采用旋转蓄热式废气焚烧装置。旋转蓄热式废气焚烧装置包括焚烧炉和旋转换向阀；具体地，焚烧炉包括燃烧机、隔热壳体和至少两组蓄热体，每一组蓄热体与隔热壳体围合形成一个平衡室，各个平衡室围合形成中心空间为燃烧室，燃烧机安装在燃烧室顶部中央，蓄热体设有连通平衡室和燃烧室的气流通道，平衡室设有平衡室进出口。具体地，旋转换向阀包括阀体、阀芯和驱动装置，阀体与阀芯之间具有一定间隙，驱动装置与阀芯的中心轴连接并带动阀芯转动，阀芯与阀体之间设有进气区、排气区、清扫区和至少两个分配区，其中，进气区和排气区分别为阀芯将阀体内部空腔隔开成上下两个部分的空间区域，清扫区为阀芯靠近所述阀体内壁的空间区域，分配区为阀芯远离所述阀体内壁的空间区域；阀体上设有与进气区连通的进气区进气口、与排气区连通的排气区排气口、与清扫区连通的清扫区进出口以及至少两个与分配区连通的分配区进出口；各个分配区进出口分别与各自对应的平衡室进出口相连通。通过平衡室和燃烧室的结构形式，使待处理气体水平进入燃烧室中央，氧化分解后水平进入陶瓷蓄热体放热。采用旋转蓄热式废气焚烧装置有助于废气焚烧装置3运行稳定可靠，且蓄热体用量大大降低，成本降低，有助于废气焚烧装置3在处理过程中产生的热量除维持蓄热式燃烧持续进行外，并持续稳定地将剩余的热量提供给热风干燥装置1。

实施例二

如图2所示：本实用新型另一个实施例所提供的热风干燥系统，与实施例一的区别在于：第一进风口处还设有用于与第一排风口的排风进行换热的换热器13，当热风干燥装置1的排气温度较高时，方便第一进风口的进风与第一排风口的排风进行换热。

另外，本实施例与实施例一的区别还在于，第二排风口同时与第一进风口相连，考虑到回收溶剂的价值较高或废气排放量较大时，有助于提高溶剂的回收率，降低废气焚烧装置3的处理风量。具体地，经溶剂回收装置2处理后排出的较低浓度的VOC废气可以直接进入废气焚烧装置3净化处理，也可以分出一部分作为新风补充至热风干燥装置1，剩下的部分再进入废气焚烧装置3净化处理。此外，第二排风口与第一进风口之间还设有第二调节阀22，便于调节经溶剂回收装置2处理后的较低的VOC废气作为第一进风口处的进风的风量。

针对实施例二，下面以复合机的热风干燥系统为例具体说明，复合机在干燥过程中排放出的VOC为乙酸乙酯。

新风从复合机的热风干燥装置1的第一进风口进入热风干燥装置1，通过内部气流的组织使设备内的VOC浓度有序分布，热风干燥装置1的第一排风口设置在VOC浓度最高点处。具体地，热风干燥装置1设置被干燥薄膜14，第一进风口设置在复合机的热风干燥装置1的尾端(即被干燥薄膜14的出料端)，第一排风口设置在复合机的热风干燥装置1的前端(即被干燥薄膜14的进料端)，这样由于排风风机造成的压力差，会使气流沿被干燥薄膜14运动方向的反方向运动，并且最终从第一排风口排出。由于被干燥薄膜14在干燥过程中，其所带的VOC是逐渐挥发出来的，且沿着薄膜的运动方向，薄膜的干燥程度越深入，其挥发出VOC的量也就减少，这样干燥气流中的VOC浓度沿着被干燥薄膜14运动方向的反方向逐渐增高，并在靠近被干燥薄膜14的进料端也就是第一排风口处浓度最高。复合机的热风干燥装置1可以是由多个干燥单元串联组成，此时为保证第一进风口和第一排风口之间的压力差的形成，还可以在每两个相邻的干燥单元之间设置气流通道和风机牵引。具体地，以包含三组干燥单元的热风干燥装置为例，复合机的热风干燥装置1包括A、B、C三个干燥单元，被干燥薄膜14是依次经过干燥单元A、干燥单元B和干燥单元C。干燥单元包括干燥箱、干燥风机和单元排风风机，干燥单元设有单元进风口和单元排风口，单元进风口设置在靠近干燥单元的出料端，单元排风口设置在干燥单元的浓度最高处即靠近干燥单元的进料端，单元排风口连接单元排风风机的入口，干燥单元C的排风风机的出口与干燥单元B的进风口连接，干燥单元B的排风风机的出口与干燥单元A的进风口连接，此时干燥单元C的进风口即为复合机的热风干燥装置1的第一进风口，干燥单元A的排风口即为复合机的热风干燥装置1的第一排风口。

由热风干燥装置的排出的较高浓度的VOC废气经过换热器13与新风进行换热后，进入溶剂回收装置2。本实施方式的溶剂回收装置2为低温冷凝回收设备，目标冷却温度-40℃。经由溶剂回收装置2处理后的较低浓度的VOC废气分成两部分，一部分作为新风进入热风干燥装置1内，另一部分进入废气焚烧装置3内净化处理。废气焚烧装置3具备热能输出功能，其热能通过导热油输出至热风干燥装置1，另外，导热油可以采用冷热循环的方式进行输送。废气焚烧装置3在启动时还可燃烧燃料预热至760℃以上高温。

值得说明的是，乙酸乙酯爆炸下限的25％对应的浓度为5450PPM，约21.4g/Nm³，据此可以确定总新风量应大于1400Nm³/h。设计总新风量为2000Nm³/h，其中1000Nm³/h为设备外的新鲜空气，1000Nm³/h为经由溶剂回收装置2处理后的低浓度废气。根据乙酸乙酯的饱和蒸汽压推算，废气冷却到-40℃后废气中乙酸乙酯的浓度为1900PPM左右，约7.5g/Nm³。据此推算从溶剂回收装置2的排出的废气VOC浓度为约为4770PPM,约18.8g/Nm³接近但小于乙酸乙酯爆炸下限的25％对应的浓度,因此系统安全且风量合适。

2000Nm³/h浓度为18.8g/Nm³的含乙酸乙酯废气经过溶剂回收装置2冷却到-40℃后，可回收乙酸乙酯约22.6Kg/h，经测试本实用新型的热风干燥系统经过溶剂回收装置2回收的乙酸乙酯纯度在98％以上，经过溶剂精制装置21简单处理就可重复使用。本实施方式中溶剂回收设备的运行功率在35KW左右。

经溶剂回收装置2处理后的废气有1000Nm³/h进入废气焚烧装置3中进行蓄热式燃烧，一般情况含乙酸乙酯废气浓度达到2g/Nm³时，废气焚烧装置3就可以不需要补充额外热量，此时乙酸乙酯废气浓度为7.5g/Nm³，据此推算废气焚烧装置3在氧化分解VOC气体时能够有约39KW的剩余热量输出。此外，热风干燥装置1的热量，还可以通过废气焚烧装置3补充燃烧燃料来提供。

此外，本实用新型提供一种基于热风干燥系统的热风干燥方法，包括以下步骤：

S1、从热风干燥装置1的第一排风口排出的VOC废气通过第二进风口进入溶剂回收装置2进行处理；

S2、溶剂回收装置2回收废气中的大部分有机溶剂后，经溶剂回收装置2的第二排风口排出的VOC废气再进入废气焚烧装置3进行净化处理；

S3、废气焚烧装置3在处理过程中产生的热量除维持燃烧持续进行外，剩余的热量通过热能导出口导出提供给热风干燥装置1。

作为优选方案，步骤S1中的第一排风口设置在所述热风干燥装置1的VOC浓度最高点处。

采用本实用新型技术方案的热风干燥系统，回收废气中的大部分有机溶剂，实现有机溶剂的回收利用，同时降低了VOC浓度，VOC容易达标，且降低了热能消耗，整个过程实现了环保与节能的充分融合，帮助企业最大化降低生产成本，为企业提供一种节能环保的“绿色制造系统”。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种热风干燥系统，其特征在于：包括热风干燥装置、废气焚烧装置以及用于回收热风干燥装置排出的废气中的有机溶剂的溶剂回收装置；

所述热风干燥装置设有第一进风口和第一排风口，所述溶剂回收装置设有第二进风口和第二排风口，所述废气焚烧装置设有第三进风口、第三排风口和热能导出口；

所述第一排风口与所述第二进风口相连，所述第二排风口与所述第三进风口相连，所述热能导出口与所述热风干燥装置相连。

2.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第一排风口设置在所述热风干燥装置的VOC浓度最高点处。

3.根据权利要求2所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第一排风口处设有VOC浓度检测装置。

4.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于：所述废气焚烧装置为蓄热式废气焚烧装置。

5.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于：从所述热能导出口导出的热能通过导热油、蒸汽、热风或热水输送至所述热风干燥装置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的热风干燥系统，其特征在于：所述溶剂回收装置采用冷凝式溶剂回收装置。

7.根据权利要求1-5任一项所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第一进风口处设有第一调节阀。

8.根据权利要求7所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第一进风口处设有用于与所述第一排风口的排风进行换热的换热器。

9.根据权利要求1-5任一项所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第二排风口同时与所述第一进风口相连；所述第二排风口与所述第一进风口之间设有第二调节阀。

10.根据权利要求1-5任一项所述的热风干燥系统，其特征在于：所述第三排风口连接有排气筒。