一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利用方法与装置

摘要

本发明公开了一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利用方法与装置，其采用吸附回收的方式将烘干室的废气净化，回收溶剂，并将吸附后的气体通入蓄热式氧化设备，彻底去除残留有机成分，并充分利用这部分热量；处理后的废气与空气和低浓度废气混合后，作为烘干室的高温气体，通入烘干室，并根据各烘干室温度的不同，调节阀门开度，调整进入各烘干段的冷风与热风的量，保证各烘干段温度稳定。本发明将吸附、蓄热氧化废气处理方式与生产线有机结合，做到最大化回收溶剂和能量，运行成本低，能耗少，热量利用率高，运行简单。

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收、废气焚烧处理及能量综合利用的方法 与装置，属于有机废气净化及能量综合利用领域。

背景技术

在涂布行业中，膜的涂覆过程需要含有大量的有机溶剂，有机溶剂种类繁多，且大多有 害，如甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丙酮、异丙醇等。在涂布工艺完成后，膜被输送至烘干室 进行烘干。烘干过程中产生大量的有机废气，浓度较高，有机废气随烘干热风被带出烘干室， 排入大气中。危害如下：一，对生产人员的身体健康产生持久危害；二，排放的有机废气有 可能产生爆炸，具有安全隐患；三，有机废气的排放会加重环境压力，破坏臭氧层；四，大 量的溶剂消耗会提高生产成本。针对以上情况，对涂布生产线的烘干车间进行综合改进迫在 眉睫。

目前，对烘干车间的热量利用和废气处理有如下几种方式：第一种是烘干室的热风携带 有机溶剂后部分排放，部分内循环，排放的部分热风经过处理后排空，并由导热油炉或蒸汽 加热新鲜空气，补充至烘干室；第二种是热风部分排放部分内循环，排放的部分气体经高温 氧化后与新鲜空气换热，提供部分热量，以减少导热油炉或蒸汽的消耗，剩余热量仍由原来 热源提供。这两种方式一般是对现有生产线进行改造，对溶剂的回收和热量利用只能二者取 其一，不能很好的达到节能降耗和回收物质的双赢。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量 综合利用方法与装置。

其技术解决方案是：

一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利用方法，其包含以下过程：

烘干过程：将待烘干膜牵引至烘干室，在烘干室内，膜上的有机溶剂蒸发，形成有机废 气排出；

废气吸附过程：烘干室内排出的有机废气经气体散热器降温后进入吸附器，废气中的有 机成分在吸附器中被高比表面积的吸附剂吸附，吸附后的废气排出吸附器；吸附于吸附剂上 的有机成分被蒸汽脱附，并进入溶剂回收过程；

溶剂回收过程：蒸汽脱附吸附剂后，进入冷凝器，大部分蒸汽与其携带的有机成分在冷 凝器中被冷凝成液体，并进入分层槽分层，回收有机溶剂；少部分不凝气体通过管道重新进 入吸附器中进行吸附；

废气焚烧过程：经废气吸附过程吸附后的有机废气经过阻火器进入蓄热式氧化设备进行 高温氧化，净化后的废气进入补风过程；

补风过程：经蓄热式氧化设备净化后的废气与空气混合，混合气体依次经过烟气过滤器 净化与换热器换热后进入烘干室；

排气过程：烘干过程中产生的废气或经过废气吸附过程、废气焚烧过程处理后的部分废 气根据需要分别通过管道和阀门，进入排气筒，排入环境。

进一步的，烘干室沿膜的传动方向划分为若干烘干段，位于上游的烘干段溶剂挥发较多， 排气中有机成分含量较高，排气进入废气吸附过程或废气焚烧过程中处理；位于下游的烘干 段溶剂挥发较少，排气中有机成分含量较低，排气进入补风过程中与经蓄热式氧化设备净化 后的部分废气以及空气混合。

进一步的，废气吸附过程中还包括采用空气对吸附器中吸附剂的干燥过程，干燥吸附剂 后的气体直接进入排气筒排空。

更进一步的，在启动过程和低负荷运行时，使用燃烧器系统为蓄热式氧化设备提供热量。

一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利用装置，其包括烘干系统、 废气吸附系统、溶剂回收系统、废气焚烧系统、补风系统、排气筒及连接管道；烘干系统的 出口与废气吸附系统或废气焚烧系统的入口相连，废气吸附系统的出口分别与溶剂回收系统 的入口、排气筒和废气焚烧系统的入口相连，废气焚烧系统的出口分别与排气筒和补风系统 的入口相连，补风系统的出口与烘干系统的入口相连。

进一步的，烘干系统包括烘干室，在烘干室的两端分别设置放卷机构与收卷机构；废气 吸附系统包括吸附器，吸附器分别与烘干室、蒸汽管道和干燥风机相连，在烘干室与吸附器 之间的连接管道上安装气体散热器；溶剂回收系统包括泠凝器与分层槽，泠凝器与吸附器相 连，分层槽与冷凝器相连；废气焚烧系统包括蓄热式氧化设备，蓄热式氧化设备的入口连接 管道阻火器，管道阻火器分别与烘干室、吸附器相连；补风系统包括循环风机、烟气过滤器 与换热器，蓄热式氧化设备的出口依次与循环风机、烟气过滤器以及换热器相连，换热器与 烘干室相连。

进一步的，烘干室由多个烘干段组成，位于烘干室上游的烘干段出口与吸附风机入口相 连，吸附风机出口分别与气体散热器、管道阻火器和排气筒相连，位于烘干室下游的烘干段 出口连接循环风机。

进一步的，溶剂回收系统还包括废水槽与溶剂槽，废水槽与溶剂槽分别与分层槽相连， 溶剂槽通过溶剂泵连接溶剂储罐；分层槽、废水槽与溶剂槽分别通过连接管道连通吸附风机 的入口。

进一步的，废气焚烧系统还包括燃烧器系统，燃烧器系统包括助燃风机与燃烧器，助燃 风机与燃烧器相连，燃烧器与蓄热式氧化设备相连。

更进一步的，补风系统还包括补风风机与空气过滤器，补风风机连接空气过滤器，空气 过滤器连接烘干室。

本发明的有益技术效果是：

本发明使用吸附、焚烧、换热和混气组合的方式将涂布生产线烘干车间的废气处理和能 量利用有机结合起来，将高浓度废气、低浓度废气分别处理，既能高效回收溶剂，又可将废 气中的剩余有机成分进行焚烧，一方面起到净化作用，另一方面充分利用有机成分的热能， 达到物质资源和能量资源的有效整合，净化效率高，能耗少，且系统结构灵活；在低负荷运 行，废气中的成分不具备回收效益时，可直接进入废气焚烧系统进行焚烧，利用其热量，最 大化最优化利用废气中的有效资源，实现了经济效益和社会效益的双重目标。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利用方法的流 程图。

在图1中，1-防卷机构，2-烘干室，201、202、203、204、205-烘干段，3-收卷机构， 4-排气筒，5-吸附风机，6-气体散热器，7-吸附器，8-干燥风机，9-冷凝器，10-分层槽，11- 废水槽，12-溶剂槽，13-溶剂泵，14-溶剂储罐，15-管道阻火器，16-蓄热式氧化设备，17- 吹扫风机，18-燃烧器系统，1801-助燃风机，1802-燃烧器，19-循环风机，20-烟气过滤器， 21-换热器，22-补风风机，23-空气过滤器，V1～V21-阀门，A1-烘干系统，A2-废气吸附系统， A3-溶剂回收系统，A4-废气焚烧系统，A5-补风系统。

具体实施方式

如图1所示，烘干系统A1包括放卷机构1、烘干室2和收卷机构3，废气吸附系统A2包 括吸附风机5、气体散热器6、吸附器7和干燥风机8，溶剂回收系统A3包括冷凝器9、分层 槽10、废水槽11、溶剂槽12、溶剂泵13和溶剂储罐14，废气焚烧系统A4包括管道阻火器 15、蓄热式氧化设备16、吹扫风机17和燃烧器系统18，补风系统A5包括循环风机19、烟 气过滤器20、换热器21、补风风机22和空气过滤器23。

放卷机构1与收卷机构3分别位于烘干室2的两侧。烘干室2沿膜的传动方向共设置5 段不同的烘干段，分别用201、202、203、204、205标注。烘干段201、202、203通过管道 和阀门V1与排气筒4相连，通过管道和阀门V2与吸附风机5的入口相连。空气管道通过阀 门V3与吸附风机5的入口相连。

吸附风机5的出口通过阀门V4与气体散热器6的入口相连。吸附风机5的出口还通过管 道和阀门V5、V6与管道阻火器15的入口相连，并通过管道和阀门V5、V7与排气筒4相连。 气体散热器6的出口与吸附器7的入口相连。蒸气管道与吸附器7的入口相连。空气管道与 干燥风机8的入口相连，干燥风机8的出口与吸附器7的入口相连。吸附器7共有三个出口， 其中两个出口分别与冷凝器9、排气筒4相连，另一出口分别通过阀门V6、V7与管道阻火器 15的入口、排气筒4相连。冷凝器9的液体出口与分层槽10的入口相连。冷凝器9的气体 出口与吸附风机5的入口相连。分层槽10的三个出口分别与溶剂槽12、废水槽11以及吸附 风机5的入口相连。溶剂槽12的两个出口分别与溶剂泵13、吸附风机5的入口相连。溶剂 泵13的出口与溶剂储罐14相连。

管道阻火器15的出口与蓄热式氧化设备16的入口相连。空气管道与吹扫风机17的入口 相连，吹扫风机17的出口与蓄热式氧化设备16的入口相连。燃烧器系统18与蓄热式氧化设 备16相连。燃烧器系统18包括助燃风机1801和燃烧器1802，空气管道与助燃风机1801的 入口相连，助燃风机1801的出口与燃烧器1802相连，燃料管道与燃烧器1802相连，燃烧器 1802与蓄热式氧化设备16相连。蓄热式氧化设备16的出口与排气筒4相连，蓄热式氧化设 备16的另一个出口分别通过V8、V9与排气筒4、循环风机19的入口相连。空气管道通过阀 门V10与循环风机19的入口相连。烘干段204、205通过管道和阀门V11与循环风机19的入 口相连。

循环风机19的出口与烟气过滤器20的入口相连。烟气过滤器20的出口与换热器21的 入口相连。换热器21的出口通过阀门V13、V15、V17、V19、V21与烘干段201、202、203、 204、205相连。空气管道与补风风机22的入口相连。补风风机22的出口与空气过滤器23 的入口相连。空气过滤器23的出口通过阀门V12、V14、V16、V18、V20与烘干段201、202、 203、204、205相连。

烘干室满负荷运行时，高浓度废气经过废气吸附系统和废气焚烧系统。此时，阀门V1、 V3、V5、V7关闭，其他阀门打开，烘干后的高浓度气体由烘干段201、202、203通过阀门V2 进入吸附风机5，然后经过阀门V4进入气体散热器6，再进入吸附器7。经过吸附净化后的 气体通过阀门V6和管道阻火器15进入蓄热式氧化设备16。吸附饱和的吸附器7由蒸气脱附， 蒸气携带溶剂由吸附器7进入冷凝器9。在冷凝器9中，大部分水蒸气和溶剂都被冷凝下来， 通过管道进入分层槽10。不凝气体通过管道回到吸附风机5的入口处。在分层槽10内，水 与溶剂分离，并分别进入废水槽11和溶剂槽12。分层槽10挥发的少量气体由管道接回吸附 风机5的入口处。溶剂槽12中的溶剂由溶剂泵13泵入溶剂储罐14。溶剂槽12中挥发的溶 剂由管道接至吸附风机5的入口处。空气由干燥风机8吹入吸附器7，带走脱附后的残余水 分，并经过管道排放至排风筒4。吸附净化后的气体进入蓄热式氧化设备16后，进行高温氧 化。高温氧化后的气体部分经过阀门V8排入排气筒4，部分经过阀门V9进入循环风机19。 空气经过管道和阀门V10进入循环风机19的入口。低浓度气体由烘干段204、205通过阀门 V11进入循环风机19的入口。三股气体混合后经过烟气过滤器20过滤，然后进入换热器21 换热。在换热器21出口处保证稳定的流量和温度。空气经过管道和补风风机22进入空气过 滤器23。过滤后的空气和加热后的混合气体分别由空气过滤器23和换热器21通过阀门 V12-V21的调节，进入烘干室2，并保证各烘干段具有预设的稳定温度。

烘干室低负荷运行时，产生的废气浓度较低，进行吸附经济效益不高，且需消耗蒸气， 产生二次污染。此时，废气不经过废气吸附系统，直接进入废气焚烧系统。阀门V1、V3、V4、 V7关闭，其他阀门打开。烘干段201、202、203的废气经过阀门V2进入吸附风机5，经过阀 门V5、V6进入管道阻火器15，然后进入蓄热式氧化设备16。如果废气浓度过低，则可启动 燃烧器系统18，往蓄热式氧化设备16内输入热量。其余与满负荷运行相同。

当系统需要进行维护或因其他原因不能经过废气吸附系统和废气焚烧系统，阀门V1打 开，废气经过阀门V1进入排气筒4。需补充的热空气通过阀门V10、V11进入循环风机19， 经烟气过滤器20和换热器21后，由阀门V13、V15、V17、V19、V21控制，进入各烘干段。

上述烘干段的数量还可相应增加，具体使用时可根据系统负荷选择进入废气处理和返回 循环风机的比例，补风阀门处设置温度检测，并控制风机和阀门，调整进入各烘干段的冷风 与热风的量，保证各烘干段温度稳定，以实现系统的自动运行。

下面结合本发明的具体应用实例来对本发明作进一步说明：

涂装线烘干车间排放的有机废气主要成分为甲苯、二甲苯，体积比为1∶1，废气排放量 为80000m3/h，其中高浓度废气为30000m3/h，浓度为4000ppm，温度为100℃，低浓度废气 为50000m3/h，浓度为50ppm，温度为120℃。高浓度废气首先经过降温后，进入废气吸附系 统，吸附效率90％，出口浓度约为400ppm，然后进入废气焚烧系统，出口浓度约为3～5ppm， 控制烟气出口温度约为160℃。烟气与低浓度废气、部分空气混合，温度为120℃，经过烟气 过滤器过滤和换热器换热，达到150℃，通过阀门进入烘干室，并通过补风风机及补风阀门 的开度调节烘干室温度。

以上实施例对本发明所提供的涂布生产线烘干车间的溶剂回收与焚烧处理及能量综合利 用方法与装置进行了详细介绍，但仅用于理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为是对 本发明保护范围的限制；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实 施方式及应用范围上还可以做出替换、简单组合等多种变形，这也应属于本发明的保护范围。