CN216418840U - 适用于印刷业工艺废气的净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于印刷业工艺废气的净化系统，包括一级转轮、一级转轮混合箱、二级转轮、二级转轮混合箱、三槽式RTO以及烟囱，一级转轮包括一级转轮过滤器、一级转轮吸附区、一级转轮冷却区以及一级转轮脱附区，二级转轮包括二级转轮吸附区、二级转轮冷却区、二级转轮脱附区以及转轮壳体，废气经过一级转轮过滤器后分成第一大气流以及第一小气流，第一大气流经一级转轮吸附区后进入转轮壳体后分成第二大气流以及第二小气流，第二大气流经二级转轮吸附区从烟囱排出，三槽式RTO的旁通尾气包括第一出口支路、第二出口支路以及第三出口支路，本实用新型采用两个浓缩转轮串联设计，极大的提高了废气去除效率，且运行安全稳定。

Description

适用于印刷业工艺废气的净化系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体地，涉及一种适用于印刷业工艺废气的净化系统。

背景技术

印刷行业是导致大气污染的行业之一，也是大气污染防治重点整改行业之一。印刷行业的废气来源于印刷过程中采用的酯类、醇类、酮类等有机溶剂。这些气体不仅污染大气，还会对人体的健康造成严重危害。因此，有效治理印刷行业废气污染已经成为亟待解决的重要问题。

印刷工艺过程中的排放特征是浓度低、风量大，浓度范围主要在300～800mg/m³。之间，每台印刷机的排风量大约在30000～50000m³/h左右。废气具有大风量、低浓度、成分复杂不具有回收价值等特点，对于废气排放的要求也非常苛刻，需要达到非甲烷总烃浓度小于50mg/m³。

目前，印刷行业废气一般采用蓄热式焚烧炉(RTO)装置或单级转轮+RTO系统来处理。RTO，即蓄热式热力氧化炉，常用来处理有机废气，将废气在800℃以上的温度下氧化分解为二氧化碳和水，实现废气的净化。因其采用了蓄热陶瓷可以回收95％热量，但单纯采用RTO方式时，需要消耗大量燃料，运行费用较高。单级转轮+RTO系统，先通过沸石转轮将废气按一定浓缩比进行浓缩，再将高浓度废气送入RTO氧化分解，实现废气净化。通过该方式，废气浓缩提浓后，减小了RTO规模，并且减少了RTO的燃料消耗。但随着环保部门对VOCs排放限值越来越严苛，废气浓度波动范围大，单级转轮无法稳定达标排放，有超标风险。

专利文献CN206613336U公开了一种印刷废气净化系统，包括通过管道依次连接的废气收集罩、第一抽风机、过滤柜、第二抽风机和除尘柜；所述废气收集罩设于印刷设备的排气口处，所述过滤柜内设置有除味杀菌装置；所述除尘柜内设置有水喷淋设备，除尘柜的外部连接有排气口，在排气口处还设有第三抽风机，但该设计对于废气的去除率仍然较低，结构设计不合理。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于印刷业工艺废气的净化系统。

根据本实用新型提供的一种适用于印刷业工艺废气的净化系统，包括一级转轮、一级转轮混合箱、二级转轮、二级转轮混合箱、三槽式RTO以及烟囱；

所述一级转轮包括一级转轮过滤器、一级转轮吸附区、一级转轮冷却区以及一级转轮脱附区，所述二级转轮包括二级转轮吸附区、二级转轮冷却区、二级转轮脱附区以及转轮壳体；

废气经过所述一级转轮过滤器后分成第一大气流以及第一小气流，所述第一大气流经一级转轮吸附区后进入所述转轮壳体后分成第二大气流以及第二小气流，所述第二大气流经二级转轮吸附区从烟囱排出；

所述三槽式RTO的旁通尾气包括第一出口支路、第二出口支路以及第三出口支路，所述第一小气流通过所述一级转轮冷却区后与来自所述第一出口支路的气体在所述一级转轮混合箱中混合后经所述一级转轮脱附区后进入到所述三槽式RTO中；所述第二小气流通过所述二级转轮冷却区后与来自所述第二出口支路的气体在所述二级转轮混合箱中混合后经二级转轮脱附区后回到所述一级转轮过滤器的进口；

所述第三出口支路的气流经所述烟囱排出。

优选地，经所述二级转轮脱附区后通过二级转轮脱附风机后与废气在混合器混合后回到所述一级转轮过滤器的进口。

优选地，所述二级转轮吸附区和烟囱之间设置有吸附风机；

所述一级转轮冷却区和一级转轮混合箱之间设置有冷却风机。

优选地，所述一级转轮和二级转轮被集成在一个箱体内。

优选地，所述一级转轮脱附区和三槽式RTO之间设置有一级转轮脱附风机。

优选地，所述三槽式RTO还包括未分解废气，所述未分解废气经过RTO吹扫风机与来自所述一级转轮脱附区气体混合后进入所述一级转轮脱附风机。

优选地，所述三槽式RTO还包括出口净化烟气，所述出口净化烟气与来自第三出口支路的气流在RTO混合箱中混合后经所述烟囱排出。

优选地，所述一级转轮包括浓缩转轮轮盘401，所述浓缩转轮轮盘401将所述一级转轮吸附区、一级转轮脱附区、一级转轮冷却区依次密封，当所述浓缩转轮轮盘401转动时，浓缩转轮轮盘401周向的每个位置均能够依次经过一级转轮吸附区、一级转轮脱附区、一级转轮冷却区后再转动到一级转轮吸附区。

优选地，所述浓缩转轮轮盘401采用无机陶瓷纤维组成的蜂巢状设备，蜂巢状设备所具有的蜂巢结构的内部填充有疏水性沸石吸附材料。

优选地，在浓缩转轮轮盘401上均匀分布细孔状的信道，浓缩转轮轮盘401整体形状为圆盘状，通过蜂巢结构信道的气流方向与浓缩转轮轮盘401轴心平行。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型采用两个浓缩转轮串联设计，极大的提高了废气浓缩环节的废气去除效率，由原先的单转轮90％去除效率提高至现在双级转轮99％去除效率，废气去除效率极高，运行安全稳定。

2、本实用新型将两个转轮集成在一个箱体内，节省了设备占地空间，减少了风机使用数量，并且还保护了转轮盘，避免废气泄露。

3、本实用新型采用了冷却风机提供动力，减少了转轮的震动，提高了转轮的寿命。

4、本实用新型在离线状态下，通过混合箱可将脱附气体温度提高至300℃，进行转轮高温再生功能，将黏附在转轮上的物质去除，延长转轮的寿命。

5、本实用新型通过采用双级转轮浓缩，浓缩比进一步提高，进入RTO的废气量进一步减少，浓度进一步提高，大大减小了RTO的规模占地，增加了放热量，用于转轮脱附废气，一方面减少了设备成本投入，另一方面循环利用热量，节约能源。

6、本实用新型采用三槽式RTO处理废气，去除效率可达到99.5％以上，加上双级转轮整个系统的去除效率可达到99％以上，适合大风量低浓度的废气治理。VOCs废气排放值可连续稳定达到20mg/m³以下，可满足企业极其严苛的排放标准。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为一级转轮的进气侧、侧视面、净化出气侧的结构示意图；

图3为三槽式RTO第一阶段各燃烧室气流方向示意图；

图4为三槽式RTO第二阶段各燃烧室气流方向示意图；

图5为三槽式RTO第三阶段各燃烧室气流方向示意图；

图6为实施例2中净化系统部分设备的结构示意图。

图中示出：

废气入口管路1 二级转轮冷却区72

空气入口管路2 二级转轮脱附区73

混合器3 转轮壳体74

一级转轮4 吸附风机8

一级转轮过滤器41 二级转轮混合箱9

一级转轮吸附区42 二级转轮脱附风机10

一级转轮冷却区43 三槽式RTO11

一级转轮脱附区44 一级转轮脱附风机12

浓缩转轮轮盘401 RTO吹扫风机13

马达402 RTO热旁通14

马达链轮403 RTO混合箱15

视窗404 烟囱16

脱附区入口405 第一出口支路17

冷却器出口406 第二出口支路18

脱附区出口407 第三出口支路19

冷却风机5 一级转轮入口风箱20

一级转轮混合箱6 一级转轮出口风箱21

二级转轮7 集气风箱22

二级转轮吸附区71 二级转轮入口风箱23

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

本实用新型针对印刷废气风量大、浓度低、废气成分稳定的特点，提供了一种适用于印刷业工艺废气的净化系统，采用双级转轮吸附浓缩，将废气转化为低风量高浓度的废气，然后再用RTO来氧化分解，减小了RTO设备规模，降低了燃料消耗，最大程度地节省了处理成本。

如图1所示，包括一级转轮4、一级转轮混合箱6、二级转轮7、二级转轮混合箱9、三槽式RTO11以及烟囱16，一级转轮4包括一级转轮过滤器41、一级转轮吸附区42、一级转轮冷却区43以及一级转轮脱附区44，二级转轮7包括二级转轮吸附区71、二级转轮冷却区72、二级转轮脱附区73以及转轮壳体74。

具体地，废气经过一级转轮过滤器41后分成第一大气流以及第一小气流，第一大气流经一级转轮吸附区42后进入转轮壳体74后分成第二大气流以及第二小气流，第二大气流经二级转轮吸附区71从烟囱16排出，具体地，二级转轮吸附区71和烟囱16之间设置有吸附风机8。

三槽式RTO11的旁通尾气包括第一出口支路17、第二出口支路18以及第三出口支路19，第一小气流通过一级转轮冷却区43后与来自第一出口支路17的气体在一级转轮混合箱6中混合后经一级转轮脱附区44后进入到三槽式RTO11中，其中，一级转轮冷却区43和一级转轮混合箱6之间设置有冷却风机5，一级转轮脱附区44和三槽式RTO11之间设置有一级转轮脱附风机12。

第二小气流通过二级转轮冷却区72后与来自第二出口支路18的气体在二级转轮混合箱9中混合后经二级转轮脱附区73后回到一级转轮过滤器41的进口，具体地，经二级转轮脱附区73后通过二级转轮脱附风机10后与废气在混合器3混合后回到一级转轮过滤器41的进口，第三出口支路19的气流经烟囱16排出。本实用新型针对印刷业工艺废气的特点进行结构设计，废气的净化效率高达99％以上，可满足企业极其严苛的排放标准，有效解决了印刷业废气减排问题。

一级转轮4包括浓缩转轮轮盘401，浓缩转轮轮盘401将一级转轮吸附区42、一级转轮脱附区44、一级转轮冷却区43依次分割密封，当浓缩转轮轮盘401转动时，浓缩转轮轮盘401周向的每个位置均能够依次经过一级转轮吸附区42、一级转轮脱附区44、一级转轮冷却区43后再转动到一级转轮吸附区42，浓缩转轮轮盘401采用无机陶瓷纤维组成的蜂巢状设备，蜂巢状设备所具有的蜂巢结构的内部填充有疏水性沸石吸附材料。在浓缩转轮轮盘401上均匀分布细孔状的信道，浓缩转轮轮盘401整体形状为圆盘状，通过蜂巢结构信道的气流方向与浓缩转轮轮盘401轴心平行。

在实际用用中，转轮可被安装在一箱体内，此箱体被划分为吸附区，脱附区及冷却区，分区之间保持良好的气密性，转轮在旋转一圈时，转轮的每个部分均可以连续地从吸附区旋转到脱附区，再旋转到冷却区，最后又旋转回吸附区。转轮蜂巢状结构由特制胶粘合而成，并使用该特制胶将吸附剂黏贴在“蜂巢”上。该特制胶使用无机硅酸盐材料，不可燃，并且不影响吸附。

三槽式RTO11还包括未分解废气以及出口净化烟气，未分解废气为三槽式RTO11上一循环残留的未分解废气，未分解废气经过RTO吹扫风机13与来自一级转轮脱附区44气体混合后进入一级转轮脱附风机12，出口净化烟气与来自第三出口支路19的气流在RTO混合箱15中混合后经烟囱16排出。

进一步地，三槽式RT011包含三个加固并且内保温的燃烧室，分别为I、II、III，如图3、图4、图5所示，燃烧室下部使用耐高温结构的蓄热式陶瓷填充。三槽式RT011利用两个燃烧机来维持炉内的设定温度。位于蓄热陶瓷底部的三向切换阀和气室用于将工艺废气入口、吹扫以及排放流程的切换，这样系统将最大的保证热交换的效率，使得操作成本降至最低。系统换向切换阀的控制流程和切换的时间间隔将由PLC控制，以达到系统的最佳功效。一般的换向切换时间大概从1.5分钟至2分钟。

在系统运转过程中，工艺废气通过上一循环作为吹扫状态的高温蓄热床预热，工艺废气经过此高温蓄热床预热后温度快速上升。当此工艺废气进入燃烧室后，氧化反应发生，热量以及干净的气体将经过另外一床蓄热陶瓷，此时热量将被此蓄热陶瓷吸收。这些切换的过程以及间隔时间全部由PLC控制。周期性的换向切换将使热量均匀的分布在整个焚烧炉内。

三槽式设计的工作原理如图3、图4、图5所示，一个工艺循环过程如表1所示：

蓄热槽编号	I	II	III
				第一阶段	入气	出气	吹扫
第二阶段	吹扫	入气	出气
				第三阶段	出气	吹扫	入气

表1

如此循环往复，使得废气氧化所释放的热量，被充分利用。此三槽式的设计，完全消除了系统槽床由废气入口变成处理后的排放出口之间切换的间歇排放问题，最大限度的减少阀体切换时漏排的可能。

实施例2：

本实施例为实施例1的优选例。

本实施例中净化系统中的两个串联布置的转轮的部分采用箱式结构，如图6所示，依次形成混合器3、一级转轮过滤器41、一级转轮入口风箱20、一级转轮4、一级转轮出口风箱21、集气风箱22、二级转轮入口风箱23、二级转轮7、二级转轮混合箱9的结构，实现整个设备的箱式布置，其中，一级转轮入口风箱20、一级转轮出口风箱21、集气风箱22、二级转轮入口风箱23均起到缓冲及输气管道的作用，该结构设置大大降低了占地面积。

本实用新型的工作原理如下：

印刷车间废气收集起来后自废气入口管路1进入废气处理系统，同时，废气入口1管路优选配置有空气入口管路2，可根据实际的应用场景补入适当的空气后再进行废气处理。

首先，经过一级转轮4处理，一级转轮4为一个大箱体，侧面设置有视窗404，前端设有一级转轮过滤器41，可除去废气的污染物颗粒，经过过滤后的废气，从转轮的进气侧进入浓缩转轮轮盘401，如图2所示，浓缩转轮轮盘401能够在马达402的驱动下通过马达链轮403带动浓缩转轮轮盘401转动，浓缩转轮轮盘401沿周向分为三个区：一级转轮吸附区42、一级转轮冷却区43、一级转轮脱附区44，其中，图中的405、406、407分别为脱附区入口、冷却器出口、脱附区出口，分区之间保持良好的气密性，浓缩转轮轮盘401在旋转一圈时，浓缩转轮轮盘401周向的每个部分均可以连续地从一级转轮吸附区42旋转到一级转轮脱附区44，再旋转到一级转轮冷却区43，最后又旋转回一级转轮吸附区42。大部分废气经过一级转轮吸附区42吸附，一小部分废气作为转轮冷却风，经一级转轮冷却区43冷却转轮，再由冷却风机5抽送至一级转轮混合箱6。一级转轮吸附区42吸附后的大部分气体进入二级转轮吸附区71进行进一步吸附，小部分废气作为二级转轮冷却风经过二级转轮冷却区72冷却转轮再至二级转轮混合箱9。二级吸附后的大部分废气达标从烟囱16排放。

一级转轮混合箱6将升温后的一级冷却风与来自RTO热旁通14的第一出口支路17高温净化烟气混合均匀并达到设定温度，然后将混合气作为热气流进入一级转轮脱附区44进行脱附，从而将沸石分子筛转轮吸附好的VOC废气吹脱出来经一级转轮脱附风机12送入三槽式RTO11。二级转轮混合箱9将升温后的二级冷却风与来自RTO热旁通14的第二出口支路18的高温净化烟气混合均匀并达到设定温度，然后将混合气作为热气流进入二级转轮脱附区73进行脱附，吹脱出来的废气浓度较低，不适合进入三槽式RTO11直接燃烧，送至废气入口处废气混合进入混合器3。

一级转轮脱附后的废气呈浓缩比上升，进入三槽式RTO11进行氧化分解，生成二氧化碳和水，实现净化处理。RTO吹扫风机13将未分解废气引入一级转轮脱附风机12再次进入RTO分解。浓缩后的废气在三槽式RTO11释放大量热量，已超过三槽式RTO11正常运行所需的热量，所以在三槽式RTO11的氧化室设有热旁通14，热旁通14出来的高温净化气分为三路，分别为第一出口支路17、第二出口支路18、第三出口支路19，第一出口支路17去往一级转轮混合箱6加热一级转轮冷却风；第二出口支路18去往二级转轮混合箱9加热二级转轮冷却风；第三出口支路19去往RTO混合箱15与三槽式RTO11出口净化烟气混合从烟囱16排出。

本实用新型采用双级转轮串联的设计，大大提高了超低浓度废气的去除效率。转轮压降小，与三槽式RTO11相结合，大大降低了使用单台RTO处理高风量低浓度废气的投资和操作运行成本，有利于VOC的浓缩，也降低了VOC在RTO炉内氧化所需的能源消耗。

浓缩转轮轮盘401是由无机陶瓷纤维组成的蜂巢状设备，在其蜂巢结构的内部填充有疏水性沸石吸附材料。吸附材料与孔径大小的选择根据具体的应用场景设计而定。沸石吸附材料的特点在于，在转轮上均匀分布着肉眼很容易辨认的细孔，使转轮拥有高吸附能力和高吸附容量。此转轮材料化学性质稳定，可耐高温、耐强酸、不可燃。沸石转轮压降小，制程排出的VOC废气能快速地通过转轮，制程废气通过转轮蜂巢结构内的信道时，废气中的VOC被沸石吸附剂吸附。转轮整体形状为圆盘状，通过蜂巢结构信道的气流方向与转轮轴平行。

三槽式RTO11包括三个蓄热槽及一个燃烧室，蓄热槽内填有耐高温蓄热陶瓷，可以储存氧化后高温烟气所携带的能量，用于预热入口工艺废气。在系统运转过程中，工艺废气通过上一循环为出口状态的高温蓄热床预热，工艺废气经过此高温蓄热床预热后温度快速上升。当此工艺废气进入燃烧室后，氧化反应发生，热量以及干净的气体将经过另外一床蓄热陶瓷，此时热量将被此蓄热陶瓷吸收。周期性的换向切换将使热量均匀的分布在整个焚烧炉内。如此循环往复，使得废气氧化所释放的热量，被充分利用。此三槽式的设计，也减轻了系统槽床由废气入口变成处理后的排放出口之间切换的间歇排放的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，包括一级转轮(4)、一级转轮混合箱(6)、二级转轮(7)、二级转轮混合箱(9)、三槽式RTO(11)以及烟囱(16)；

所述一级转轮(4)包括一级转轮过滤器(41)、一级转轮吸附区(42)、一级转轮冷却区(43)以及一级转轮脱附区(44)，所述二级转轮(7)包括二级转轮吸附区(71)、二级转轮冷却区(72)、二级转轮脱附区(73)以及转轮壳体(74)；

废气经过所述一级转轮过滤器(41)后分成第一大气流以及第一小气流，所述第一大气流经一级转轮吸附区(42)后进入所述转轮壳体(74)后分成第二大气流以及第二小气流，所述第二大气流经二级转轮吸附区(71)从烟囱(16)排出；

所述三槽式RTO(11)的旁通尾气包括第一出口支路(17)、第二出口支路(18)以及第三出口支路(19)，所述第一小气流通过所述一级转轮冷却区(43)后与来自所述第一出口支路(17)的气体在所述一级转轮混合箱(6)中混合后经所述一级转轮脱附区(44)后进入到所述三槽式RTO(11)中；所述第二小气流通过所述二级转轮冷却区(72)后与来自所述第二出口支路(18)的气体在所述二级转轮混合箱(9)中混合后经二级转轮脱附区(73)后回到所述一级转轮过滤器(41)的进口；

所述第三出口支路(19)的气流经所述烟囱(16)排出。

2.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，经所述二级转轮脱附区(73)后通过二级转轮脱附风机(10)后与废气在混合器(3)混合后回到所述一级转轮过滤器(41)的进口。

3.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述二级转轮吸附区(71)和烟囱(16)之间设置有吸附风机(8)；

所述一级转轮冷却区(43)和一级转轮混合箱(6)之间设置有冷却风机(5)。

4.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述一级转轮(4)和二级转轮(7)被集成在一个箱体内。

5.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述一级转轮脱附区(44)和三槽式RTO(11)之间设置有一级转轮脱附风机(12)。

6.根据权利要求5所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述三槽式RTO(11)的内部具有未分解废气，所述未分解废气经过RTO吹扫风机(13)与来自所述一级转轮脱附区(44)气体混合后进入所述一级转轮脱附风机(12)。

7.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述三槽式RTO(11)的内部还包括出口净化烟气，所述出口净化烟气与来自第三出口支路(19)的气流在RTO混合箱(15)中混合后经所述烟囱(16)排出。

8.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述一级转轮(4)包括浓缩转轮轮盘401，所述浓缩转轮轮盘401将所述一级转轮吸附区(42)、一级转轮脱附区(44)、一级转轮冷却区(43)依次密封，当所述浓缩转轮轮盘401转动时，浓缩转轮轮盘401周向的每个位置均能够依次经过一级转轮吸附区(42)、一级转轮脱附区(44)、一级转轮冷却区(43)后再转动到一级转轮吸附区(42)。

9.根据权利要求8所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，所述浓缩转轮轮盘401采用无机陶瓷纤维组成的蜂巢状设备，蜂巢状设备所具有的蜂巢结构的内部填充有疏水性沸石吸附材料。

10.根据权利要求1所述的适用于印刷业工艺废气的净化系统，其特征在于，在浓缩转轮轮盘401上均匀分布细孔状的信道，浓缩转轮轮盘401整体形状为圆盘状，通过蜂巢结构信道的气流方向与浓缩转轮轮盘401轴心平行。

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