CN208019112U - 适用于印刷机的VOCs处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于印刷机的VOCs处理设备，包括多个印刷色组，每个印刷色组均包括一烘箱单元和一位于烘箱单元下方的墨槽，烘箱单元上设置有减风增浓热风装置，墨槽上连接有无组织气流收集***，减风增浓热风装置与无组织气流收集***连接，减风增浓热风装置还连接有蓄热焚烧***，蓄热焚烧***还依次连接有余热回收***和排废烟囱，蓄热焚烧***还连接排废烟囱，余热回收***还连接减风增浓热风装置。解决了现有技术中存在的印刷废气的处理普遍存在排放不达标，车间环境难以改善的问题问题。

Description

适用于印刷机的VOCs处理设备

技术领域

本实用新型属于印刷废气处理设备技术领域，涉及一种适用于印刷机的VOCs处理设备。

背景技术

VOCs即挥发性有机物的总称，其在大气中经过复杂的物理化学的反应所形成的光化学烟雾是造成雾霾的重要因素。而印刷包装设备在印刷、涂布及复合等热风、热辐射或热辊干燥过程中，产生了大量携带VOCs的废气，其排放量占到工业总排放量的15％左右。在国家大气污染联防联控的总体要求下，各地方在环保部的排放标准下制定了更为严格的地方标准，且随着排污费的收取及环保督察组的不断监督下，印刷包装企业感受到严峻的环保压力。

目前常见的印刷废气的处理方法有静电吸附法、活性炭吸附法、冷凝法及焚烧法等。其中静电吸附法应用较为广泛，但面临着设备检修维护频繁和排放不达标的困境；而活性炭吸附法也面临失效快更换周期短的问题；冷凝法的设备运行费用高昂，且冷凝处理后的废气依然无法达标排放。焚烧法使用高温将有机物分解为二氧化碳和水，处理后的废气完全达到国家排放标准。然而目前印刷包装企业排放的有机废气普遍具有大风量低浓度的特点，从而造成了焚烧设备容量大、能耗高和投资较大的缺陷。目前国家环保部门不仅要求工厂废气排放达标，也要求企业改善车间环境，工作场合的空气也要符合环保标准。而实际上印刷包装企业普遍存在车间环境恶劣，特别是印刷段附近气味刺鼻、浓度严重超标，给生产作业的工人造成了严重的身心伤害。

综上所述，现有的印刷废气的处理普遍存在排放不达标、设备检修维护周期短，车间环境难以改善的问题，且传统的干燥热风设备能耗高，二次回风利用率较低，难以达到整体节能降耗、减排增效的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于印刷机的VOCs处理设备，解决了现有技术中存在的印刷废气的处理普遍存在排放不达标，车间环境难以改善的问题问题。

本实用新型所采用的技术方案是，适用于印刷机的VOCs处理设备，包括多个印刷色组，每个印刷色组均包括一烘箱单元和一位于烘箱单元下方的墨槽，烘箱单元上设置有减风增浓热风装置，墨槽上连接有无组织气流收集***，减风增浓热风装置与无组织气流收集***连接，减风增浓热风装置还连接有蓄热焚烧***，蓄热焚烧***还依次连接有余热回收***和排废烟囱，蓄热焚烧***还连接排废烟囱，余热回收***还连接减风增浓热风装置。

本实用新型的特点还在于，

减风增浓热风装置包括设置在每个烘箱单元上的排废管和新风管，所有排废管共同连接一排废总管。

无组织气流收集***包括分别设置在各印刷色组墨槽下方的左右两侧以及墨槽上方的气流收集管，所有气流收集管均通过软管连接气流集气总管，每个新风管均连接气流集气总管，气流集气总管连接排废总管的一端，排废总管另一端连接蓄热焚烧***。

气流集气总管与排废总管之间还设置有第一电动风阀。

排废总管上靠近蓄热焚烧***的一端还设置有LEL传感器和变频排废风机。

新风管与气流集气总管之间还设置有电动调节阀。

蓄热焚烧***为旋转式蓄热焚烧氧化炉，旋转式蓄热焚烧氧化炉的侧壁下方设置有废气接入口，旋转式蓄热焚烧氧化炉的顶部设置有排风口，旋转式蓄热焚烧氧化炉的底部设置有排废口，减风增浓热风装置与废气接入口连接，排风口连接余热回收***，排废口连接排废烟囱。

排废口与排废烟囱之间还设置有第四电动阀。

余热回收***为换热器，换热器的顶部设置有进风口，蓄热焚烧***连接进风口，换热器的底部设置有出风口，出风口与排废烟囱连接，换热器一侧还设置有热介质输送进口，换热器上远离热介质输送进口的一侧还设置有热介质输送出口，热介质输送出口连接减风增浓热风装置，进风口处还设置有第二电动风阀。

排风口还通过管道连接排废烟囱，管道靠近排废烟囱的一端还设置有第三电动风阀。

本实用新型的有益效果是：

(1)无组织气流收集***安装于墨槽周围，可以收集墨槽附近高浓度的有机废气，改善车间环境。

(2)减风增浓热风装置充分利用从墨槽附近收集的气流作为新风，能实现减风增浓和节能减排。

(3)蓄热式焚烧***采用旋转式蓄热焚烧氧化装置，有机废气去除率高、设备整体能耗低及占地面积和投资小。

附图说明

图1是本实用新型适用于印刷机的VOCs处理设备的结构简图；

图2是本实用新型适用于印刷机的VOCs处理设备的结构示意图；

图3是本实用新型适用于印刷机的VOCs处理设备实施例图。

图中，1.无组织气流收集***，2.减风增浓热风装置，3.蓄热焚烧***，4.余热回收***，5.排废烟囱，6.排废总管，7.气流集气总管，8.第一电动风阀，9.LEL传感器，10.变频排废风机，11.第二电动风阀，12.第三电动风阀，13.第四电动风阀；

1-1.气流收集管；

2-1.排废管，2-2.新风管；

3-1.废气接入口，3-2.排风口，3-3.排废口；

4-1.进风口，4-2.出风口，4-3.热介质输送进口；4-4.热介质输送出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型适用于印刷机的VOCs处理设备，如图1所示，包括多个印刷色组，每个印刷色组均包括一烘箱单元和一位于烘箱单元下方的墨槽，烘箱单元上设置有减风增浓热风装置2，墨槽上连接有无组织气流收集***1，减风增浓热风装置2与无组织气流收集***1连接，减风增浓热风装置2还连接有蓄热焚烧***3，蓄热焚烧***3还依次连接有余热回收***4和排废烟囱5，蓄热焚烧***3还连接排废烟囱5，余热回收***4还连接减风增浓热风装置2。

如图2所示，减风增浓热风装置2包括设置在每个烘箱单元上的排废管2-1和新风管2-2，所有排废管2-1共同连接一排废总管6。

无组织气流收集***1包括分别设置在各印刷色组墨槽下方的左右两侧以及墨槽上方的气流收集管1-1，所有气流收集管1-1均通过软管连接气流集气总管7，每个新风管2-2均连接气流集气总管7，气流集气总管7连接排废总管6的一端，排废总管6另一端连接蓄热焚烧***3。

气流集气总管7与排废总管6之间还设置有第一电动风阀8。

排废总管6上靠近蓄热焚烧***3的一端还设置有LEL传感器9和变频排废风机10。

新风管2-2与气流集气总管7之间还设置有电动调节阀。

蓄热焚烧***3为旋转式蓄热焚烧氧化炉，旋转式蓄热焚烧氧化炉的侧壁下方设置有废气接入口3-1，旋转式蓄热焚烧氧化炉的顶部设置有排风口3-2，旋转式蓄热焚烧氧化炉的底部设置有排废口3-3，减风增浓热风装置2与废气接入口3-1连接，排风口3-2连接余热回收***4，排废口3-3连接排废烟囱5。

排废口3-3与排废烟囱5之间还设置有第四电动阀13。

余热回收***4为换热器，换热器的顶部设置有进风口4-1，蓄热焚烧***3连接进风口4-1，换热器的底部设置有出风口4-2，出风口4-2与排废烟囱5连接，换热器一侧还设置有热介质输送进口4-3，换热器上远离热介质输送进口4-3的一侧还设置有热介质输送出口4-4，热介质输送出口4-4连接减风增浓热风装置2，进风口4-1处还设置有第二电动风阀11，热介质输送出口4-4连接烘箱单元，给烘箱单元供热。

排风口3-2还通过管道连接排废烟囱5，管道靠近排废烟囱5的一端还设置有第三电动风阀12。

本实用新型的气流收集管1-1为PVC管，其上开有间隔相等的小孔；每个印刷色组的3个气流收集管通过软连接汇集到无组织气流集气总管中，该集气总管根据热风形式的不同，将该集气管连到总排废管上，针对并联热风***，每色新风口与该集气管相连接，并设置电动风阀，各组热风的新风量从该集气管各取所需，可以收集印刷段附近高浓度的有机蒸汽，改善车间环境。

本实用新型减风增浓热风装置也可以是通过串联式热风***或者串并联式热风***，在不减少干燥性能和不影响印刷制品溶剂残留量的前提下，可以显著地减少单台印刷机的总排废量；在上墨量和印刷工艺不变的情况下，也即有机溶剂消耗量不变的情况下，显著提升排废浓度。当排废浓度达到1.5～2g/m³，蓄热焚烧***即可维持自运行状态，不再需要额外消耗天然气。而排废量的减少即意味着带温度的气体总量的减少，也就意味着整机能耗的减少，从而达到节能目的。

本实用新型第一电动风阀8的设置，是用于调节气流集气总管7的排废量，维持烘箱始终工作在微负压状态下；减风增浓热风装置2充分利用气流集气总管7的气流作为新风，能实现减风增浓和节能减排。

本实用新型在减风增浓热风装置2和蓄热焚烧***3之间安装有LEL传感器，实时监测浓，方便调试人员设定排废管道负压和第一电动风阀8的开度，使得排废浓度始终低于25％LEL，并合理控制精密涂布设备的排废流量；蓄热焚烧***3采用旋转式蓄热焚烧氧化炉，有机废气去除率高、设备整体能耗低及占地面积和投资小等；蓄热焚烧***3的排风口3-2和排废烟囱5之间安装有第三电动风阀12，该风阀为能耐高温达900℃的耐高温风阀，其主要作用在于蓄热焚烧***3高温报警后作为紧急排废旁通；蓄热焚烧***3的排风口3-2和余热回收***4的进风口4-1处之间设置第二电动风阀11，该风阀为能耐高温达900℃以上的耐高温风阀，用于可以控制该股气流的流量，以控制余热回收的热源总量；另外蓄热焚烧***3本身配备有天然气燃烧机，可以作为加热***给整个设备提供热源。

本实用新型适用于印刷机的VOCs处理设备的工作原理为：

(1)无组织气流收集***

无组织气流收集***1通过带有孔的气流收集管1-1收集墨槽附近的废气收集至气流集气总管7中，气流集气总管7与排废总管6连接，并通过第一电动风阀8调节墨槽附近废气的排废量，各个烘箱单元的新风管与气流集气总管7相连接，并设置电动风阀，各组热风的新风量从该气流集气总管7各取所需。

(2)减风增浓热风装置

减风增浓热风装置的烘箱单元从气流集气总管7中取带浓度的热风又将干燥后热风排入排废总管6，达到减风增浓的目的；通过LEL传感器9的检测结果，通过调节第一电动风阀8调节排废量，将烘箱单元的多个烘箱单元的排废总浓度始终控制在25％LEL以下，保证生产安全。

(3)蓄热焚烧***

从减风增浓热风装置排出的废气后进入蓄热焚烧***，蓄热焚烧***(RTO)即利用热力氧化作用，进行废气处理，将燃烧室温度提高到800℃左右，VOCs废气的有机分子经过1s的滞留时间被完全氧化为水和二氧化碳。所谓蓄热式燃烧是指VOCs废气在进入燃烧室前，经过吸热后的蓄热砖升温到700℃左右；700℃的废气进入800℃的燃烧室进一步升温后高温氧化，氧化释放热进一步维持燃烧室的能量平衡；焚烧后800℃的净化废气再经过冷却后的蓄热砖进行放热，最终排废温度比进RTO前的废气温度高20℃左右。蓄热砖周期性的进行吸热和放热的作用完成废气的预热和降温作用，相应的气体分配阀周期性的切换处理前和处理后的废气以及吹扫气体的通道。目前蓄热焚烧***分为2室、3室和旋转式RTO，综合占地面积、管道压力波动、热效率、有机废气处理效率及设备投资和运营成本，旋转式RTO具有压倒性的优势，本实用新型采用旋转式蓄热焚烧氧化炉。

旋转式蓄热焚烧***核心结构由燃烧室、蓄热室以及气体分配室和旋转阀组成。RTO炉体上部燃烧室装有天然气燃烧机，VOCs废气在燃烧室内完成进一步升温并氧化；RTO炉体中间部分为蓄热室，蓄热室由蜂窝状的蓄热陶瓷砖垒砌而成，使用隔板将圆柱状的蓄热室分为12个扇面，各个扇面形成独立气体通道；RTO炉体下部为气体分配室和旋转阀，气体分配室为圆锥体，通过隔板将其分为12个气体通道并作为定子保持不动，分配室的12个气体通道与蓄热室的12个扇面相连接；而旋转阀为5区气体分配室提供处理前废气、1区气体分配室提供吹扫气体、5区气体分配室提供处理后废气，以及1区静止区。气体分配室的12个区交替工作在进气状态、吹扫状态、排气状态和静止状态；12个蓄热扇面交替工作在放热状态、吹扫状态、蓄热状态和静止状态，一个周期内每个区在4个工作状态下的工作时间比为5:1:5:1。由于各个状态始终处于连续的切换状态，因此车间排废管道的压力波动只有±25Pa，此外旋转式蓄热焚烧RTO设备还具有结构紧凑、占地面积小、能耗低、有机废气处理效率高等优点。

当排废浓度达到1.5～2g/m³，蓄热焚烧***即可维持自运行状态，不再需要额外消耗天然气，处理后废气经过第四电动风阀13排入烟囱；若排废浓度低于1.5g/m³，天然气燃烧机要处于小火状态维持燃烧室温度不变；若排废浓度高于2g/m³，第二电动风阀11开启用于进行余热回收；若燃烧室出现高温报警状态，第三电动风阀12开启用于紧急排废。

(4)余热回收***

经过蓄热焚烧***废气处理气体进入余热回收***进行余热回收，回收的余热又传递给蓄热焚烧***，其中余热回收的方式有气-水换热器提供热水、气-气换热器提供热风、气-导热油换热器提供导热油以及蒸汽发生器提供蒸汽，具体余热回收方式根据精密涂布厂家工艺而定。

实施例：

如图3所示，以水松纸的LEL并联热风***为例进行细致介绍，水松纸印刷废气主要成分为乙醇，原热风排废流量为15000m³/h，排废浓度为3.9g/m³。

以单组水松纸LEL热风为研究对象，在启动阶段平衡阀关闭、二次回风电动风阀全开、排废电动风阀微启以保障烘箱微负压，单组循环风机流量为3000m³/h，随着热风循环浓度不断增加，当LEL浓度检测的数值达到设定值后，平衡阀开启、二次回风电动风阀开度减小、排废电动风阀开度增大，这三个风阀之间具有一定的数学关系。当热风***稳定之后，新风口稳定的从集气管取风，新风、二次回风和排废量均达到稳定状态。水松纸后两色满版，前三色10％的印刷版面，满版上墨量为28kg/h，经过浓缩之后排废量为5332.2m³/h，浓度为11.83g/m³。两台水松纸配一台10000N m³的RTO蓄热焚烧装置，RTO自启动所需热量为49524kcal/h，有机废气氧化释放热量为447363kcal/h，则可利用热量为318271kcal/h，该热量完全满一台水松纸的热量需求；另外一台水松纸所需热量可通过RTO的天然气燃烧机进行供热。

LEL传感器9检测总排废管内的有机溶剂浓度，调试工程师根据换算关系计算相应值，并始终保证排废浓度低于***下限LEL的25％，保障涉笔安全稳定的运行。同时通过调整减风增浓热风的工作状态尽可能的使排废浓度小于等于25％LEL，最大限度的减小流量增大排废浓度。

Claims (10)

1.适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，包括多个印刷色组，每个印刷色组均包括一烘箱单元和一位于烘箱单元下方的墨槽，所述烘箱单元上设置有减风增浓热风装置(2)，所述墨槽上连接有无组织气流收集***(1)，所述减风增浓热风装置(2)与无组织气流收集***(1)连接，所述减风增浓热风装置(2)还连接有蓄热焚烧***(3)，所述蓄热焚烧***(3)还依次连接有余热回收***(4)和排废烟囱(5)，所述蓄热焚烧***(3)还连接所述排废烟囱(5)，所述余热回收***(4)还连接所述减风增浓热风装置(2)。

2.根据权利要求1所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述减风增浓热风装置(2)包括设置在每个烘箱单元上的排废管(2-1)和新风管(2-2)，所有所述排废管(2-1)共同连接一排废总管(6)。

3.根据权利要求2所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述无组织气流收集***(1)包括分别设置在各印刷色组墨槽下方的左右两侧以及墨槽上方的气流收集管(1-1)，所有所述气流收集管(1-1)均通过软管连接气流集气总管(7)，每个所述新风管(2-2)均连接所述气流集气总管(7)，所述气流集气总管(7)连接所述排废总管(6)的一端，所述排废总管(6)另一端连接所述蓄热焚烧***(3)。

4.根据权利要求3所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述气流集气总管(7)与所述排废总管(6)之间还设置有第一电动风阀(8)。

5.根据权利要求3所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述排废总管(6)上靠近蓄热焚烧***(3)的一端还设置有LEL传感器(9)和变频排废风机(10)。

6.根据权利要求3所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述新风管(2-2)与所述气流集气总管(7)之间还设置有电动调节阀。

7.根据权利要求1所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述蓄热焚烧***(3)为旋转式蓄热焚烧氧化炉，所述旋转式蓄热焚烧氧化炉的侧壁下方设置有废气接入口(3-1)，旋转式蓄热焚烧氧化炉的顶部设置有排风口(3-2)，所述旋转式蓄热焚烧氧化炉的底部设置有排废口(3-3)，所述减风增浓热风装置(2)与废气接入口(3-1)连接，所述排风口(3-2)连接余热回收***(4)，所述排废口(3-3)连接所述排废烟囱(5)。

8.根据权利要求7所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述排废口(3-3)与所述排废烟囱(5)之间还设置有第四电动阀(13)。

9.根据权利要求7所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述排风口(3-2)还通过管道连接所述排废烟囱(5)，所述管道靠近排废烟囱(5)的一端还设置有第三电动风阀(12)。

10.根据权利要求1所述的适用于印刷机的VOCs处理设备，其特征在于，所述余热回收***(4)为换热器，所述换热器的顶部设置有进风口(4-1)，所述蓄热焚烧***(3)连接所述进风口(4-1)，所述换热器的底部设置有出风口(4-2)，所述出风口(4-2)与排废烟囱(5)连接，所述换热器一侧还设置有热介质输送进口(4-3)，所述换热器上远离热介质输送进口(4-3)的一侧还设置有热介质输送出口(4-4)，所述热介质输送出口(4-4)连接减风增浓热风装置(2)，进风口(4-1)处还设置有第二电动风阀(11)。