印刷有机废气无害化处理及能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，该系统主要由印刷系统、蓄热焚烧炉、换热单元、储水箱和水泵组成。蓄热焚烧炉与换热单元连接，换热单元与储水箱连接，储水箱与印刷系统连接，换热单元与储水箱之间、储水箱与印刷系统之间设置有水泵。印刷有机废气进入蓄热焚烧炉进行氧化分解，产生的高温焚烧废气进入换热单元，热量传递给换热单元内流动的水等介质，携带热量的水在水泵的推动下进入储水箱内，再由水泵推动进入印刷系统，用于印刷品的烘干。采用该印刷有机废气无害化处理及能量回收系统能够减少维护工作量，降低运行成本，增强系统运行稳定性和安全性，提高余热利用效率。

Harmless treatment and energy recovery system of printing organic waste gas

【技术实现步骤摘要】
印刷有机废气无害化处理及能量回收系统
本技术涉及印刷工业干燥过程产生的有机废气的处理，特别涉及一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统。
技术介绍
印刷是将文字、图画、照片、防伪等原稿经制版、施墨、加压等工序，使油墨转移到纸张、织品、塑料品、皮革等材料表面上，批量复制原稿内容的技术。印刷技术已经成为与工业生产、人们生活密不可分的技术，尤其是彩色印刷，其最常见的代表就是各种各样的包装材料的生产过程。油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，由树脂、颜料、填料、助剂和溶剂组成。其中的溶剂主要是挥发性溶剂，完成印制的印刷品需要进行充分的烘干，油墨中的溶剂被蒸发出来，从而使油墨附着在承印物上，完成印刷过程。烘干过程产生大量含挥发性有机溶剂的废气，直接排放会对印刷工业的从业人员健康产生极大危害，并存在爆炸的风险，还会对周围环境产生严重污染，因此需要对其进行无害化处理。目前，对印刷行业的废气主要采用燃烧法进行治理，将烘干过程产生的废气直接通入旋转式蓄热焚烧炉，或者使用沸石转轮或者活性炭吸附浓缩，经过吸附后的气体直接外排，再用少量热气进行脱附，脱附下来的高浓度有机废气再通入旋转式蓄热焚烧炉。上述处理方法存在日常维护繁琐、一次性投资大、运行不稳定、需频繁启动从而消耗较多外加燃料、余热利用率低等问题。综上所述，目前的印刷有机废气的处理过程存在日常维护繁琐、消耗燃料多、运行不稳定、余热利用率低等问题，因此需要专利技术一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，以减少维护工作量，降低运行成本，增强系统运行稳定性，提高余热利用效率。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，采用该系统能够减少维护工作量，降低运行成本，增强系统运行稳定性和安全性，提高余热利用效率。为了解决上述技术问题，本技术提供一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，如图1所示，该印刷有机废气无害化处理及能量回收系统包括印刷系统、蓄热焚烧炉、换热单元、储水箱、水泵。印刷系统包括烘干单元，烘干单元包括气水换热器。烘干单元用于印刷品油墨的烘干，其中的气水换热器用于烘干气体的加热，加热后的烘干气体能够更快速地将油墨中的溶剂蒸发出来。蓄热焚烧炉(RTO)是利用蓄热体储存有机废气分解时产生的热量，并用蓄热体储存的热能分解未被处理的有机废气，除启动过程中消耗少量外加染料外，正常运行过程中无需消耗外加燃料，主要用于有机废气浓度较低但废气量较大的情况，其有机废气的净化效率高达99.5％。蓄热焚烧炉分为旋转式蓄热焚烧炉、二床式蓄热焚烧炉、三床式蓄热焚烧炉，以及多床式蓄热焚烧炉。本技术优选的蓄热焚烧炉包括三床式蓄热焚烧炉。专利技术人发现，选择三床式蓄热焚烧炉具有较大的优势。首先，三床式蓄热焚烧炉维护方便，其需要日常维护的主要是常规阀门，操作简单，维护成本低，而现有技术中使用的旋转式蓄热焚烧炉的主要部件是旋转多通阀，作用原理是依靠旋转多通阀中两个部件的相对运动，实现不同管路的通断，需要极为精密的端面密封，其维护繁琐，成本较高；其次，三床式蓄热焚烧炉采用闷炉式设计，保温效果好，停机再启动时，只需少量外加燃料即可，而旋转式蓄热焚烧炉再启动时需要消耗较多的外加燃料。换热单元包括气水换热器和气气换热器。蓄热焚烧炉出气口出来的气体温度较高，首先进入气水换热器，将热量从气体传递到水中，由于水的比热容较大，能够将其中大部分热量交换到水中，并且能够使水上升到较高的温度，这部分被转移到水中的能量属于高质热能，易于利用。从气水换热器出来的气体进入气气换热器。从蓄热焚烧炉出气口出来的气体经气水换热器后，热能含量相对较小，若还采用比热容较大的水作为接受热量的介质，则水温较低，属于低质热能，难以高效利用，因此选择比热容较小的空气作为接收热量的介质，这样还可以得到温度较高的气体，能够被高效利用。换热单元使用过程中温度变化的一个示例如下：气水换热器进气口的气体温度为350℃，出气口的气体温度100℃，进水口的液体温度为70℃，出水口的液体温度为90℃，气水换热器的余热回收率为73％。气气换热器焚烧废气进气口的气体温度为100℃，焚烧废气出气口的气体温度40℃，待加热气体进气口的温度为0℃，待加热气体出气口的温度为20℃，气气换热器的余热回收率60％。总的余热回收率为89％。进一步优选的，气水换热器和气气换热器采用逆流换热，如图3所示，用于接收热量的水和空气的总体流动方向与蓄热焚烧炉出来的废气的流动方向相反，这样总体的传热推动力最大，能够加快热量传递，减少换热器的换热面积，提高余热回收率。所述印刷有机废气无害化处理及能量回收系统中设置有储水箱。印刷系统的烘干单元启动时，产生的废气中挥发性有机物的浓度较低，并不适合进入蓄热焚烧炉处理，即此时蓄热焚烧炉并不能产生高温废气，而烘干单元开始工作前就需要将其中的气体加热到设定的温度。由此可知，烘干单元需要热量加热气体与蓄热焚烧炉产生热量并不同步。此外，某一时段内蓄热焚烧炉产生的热量较多，而该时段内烘干单元的热量需求量较小，其热量产生量和需求量也不相同。为解决该问题，专利技术人在所述印刷有机废气无害化处理及能量回收系统中设置了储水箱，以水作为携带和储存热量的介质，这样就可以调和热量产生和需求之间不同步、不匹配的矛盾，达到高效利用印刷有机废气无害化处理产生的余热的目的。进一步优选的，储水箱包括但不限于不锈钢储水箱、玻璃钢储水箱等。储水箱的表面还设置有保温层。储水箱设置有第一出水口、第一进水口、第二出水口和第二进水口。所述印刷有机废气无害化处理及能量回收系统的各组成部分的连接关系如下：印刷系统的有机废气出口与蓄热焚烧炉的进气口连接，蓄热焚烧炉的出气口依次设置有气水换热器和气气换热器，储水箱的第一出水口与气水换热器的进水口连接，气水换热器的进水口和储水箱的第一出水口之间设置有水泵，气水换热器的出水口与储水箱的第一进水口连接，储水箱的第二出水口与烘干单元中气水换热器的进水口连接，储水箱的第二出水口和烘干单元中气水换热器的进水口之间设置有水泵，烘干单元中气水换热器的出水口与储水箱的第二进水口连接。进一步优选的，储水箱内还可以设置有隔板，如图4所示，隔板将储水箱的内部空间分为相互连通的两部分，隔板的下端与储水箱的下底面和侧面密封连接，隔板的上端与储水箱的上底面之间有间隙。储水箱中设置隔板的目的是将储水箱内的空间分为相互连通的两部分，一部分设置为高温区，储水箱的第二进水口和第一出水口设置在该高温区，气水换热器的出水口连接在储水箱的第一进水口，因此经高温废气加热的高温水进入该高温区，烘干单元中气水换热器的进水口连接在储水箱的第二出水口，高温水可进入烘干单元中气水换热器中加热烘干气体，转变为低温水。另一部分设置为低温区，储水箱的第一出水口和第二进水口设置在该低温区，烘干单元中气水换热器的出水口连接在储水箱的第二进水口，因此经烘干单元中气水换热器后将热量传递到烘干单元后的低温水进入该低温区，气水换热器的进水口连接在储水箱的第一出水口，低温水可进入气水换热器中吸收热量，转变为高温水。储水箱中设置隔板后，可有效防止储水箱中不同温度水的返混，避免高温水全部或部分进入气水换热器中，同时还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，其特征在于，包括印刷系统(6)、蓄热焚烧炉(1)、换热单元(2)、储水箱(3)、第一水泵(4‑1)；所述印刷系统(6)包括烘干单元(6‑1)，烘干单元(6‑1)包括第二气水换热器(6‑1‑1)；所述蓄热焚烧炉(1)包括三床式蓄热焚烧炉；所述换热单元(2)包括第一气水换热器(2‑1)和气气换热器(2‑2)；所述储水箱(3)设置有第一出水口(3‑1)、第一进水口(3‑2)、第二出水口(3‑3)和第二进水口(3‑4)；所述印刷系统(6)的有机废气出口(6‑2)与蓄热焚烧炉(1)的进气口(1‑1)连接，蓄热焚烧炉(1)的出气口(1‑2)依次设置有第一气水换热器(2‑1)和气气换热器(2‑2)，储水箱(3)的第一出水口(3‑1)与第一气水换热器(2‑1)的进水口连接，第一气水换热器(2‑1)的进水口和储水箱(3)的第一出水口(3‑1)之间设置有第一水泵(4‑1)，第一气水换热器(2‑1)的出水口与储水箱(3)的第一进水口(3‑2)连接，储水箱(3)的第二出水口(3‑3)与烘干单元(6‑1)中第二气水换热器(6‑1‑1)的进水口连接，储水箱(3)的第二出水口(3‑3)和烘干单元(6‑1)中第二气水换热器(6‑1‑1)的进水口之间设置有第三水泵(4‑3)，烘干单元(6‑1)中第二气水换热器(6‑1‑1)的出水口与储水箱(3)的第二进水口(3‑4)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种印刷有机废气无害化处理及能量回收系统，其特征在于，包括印刷系统(6)、蓄热焚烧炉(1)、换热单元(2)、储水箱(3)、第一水泵(4-1)；所述印刷系统(6)包括烘干单元(6-1)，烘干单元(6-1)包括第二气水换热器(6-1-1)；所述蓄热焚烧炉(1)包括三床式蓄热焚烧炉；所述换热单元(2)包括第一气水换热器(2-1)和气气换热器(2-2)；所述储水箱(3)设置有第一出水口(3-1)、第一进水口(3-2)、第二出水口(3-3)和第二进水口(3-4)；所述印刷系统(6)的有机废气出口(6-2)与蓄热焚烧炉(1)的进气口(1-1)连接，蓄热焚烧炉(1)的出气口(1-2)依次设置有第一气水换热器(2-1)和气气换热器(2-2)，储水箱(3)的第一出水口(3-1)与第一气水换热器(2-1)的进水口连接，第一气水换热器(2-1)的进水口和储水箱(3)的第一出水口(3-1)之间设置有第一水泵(4-1)，第一气水换热器(2-1)的出水口与储水箱(3)的第一进水口(3-2)连接，储水箱(3)的第二出水口(3-3)与烘干单元(6-1)中第二气水换热器(6-1-1)的进水口连接，储水箱(3)的第二出水口(3-3)和烘干单元(6-1)中第二气水换热器(6-1-1)的进水口之间设置有第三水泵(4-3)，烘干单元(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴举，陈强，陈春苗，
申请(专利权)人：秦皇岛格瑞因环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13