本发明涉及印刷设备技术领域，尤其是涉及一种废气处理设备、废气处理方法及烘干系统。
背景技术：
烘干是印刷过程中的一道常用工序，用于将印刷品或涂布上的油墨烘干。现有印刷行业主要通过电加热、煤/油锅炉或热泵产生的热风来实现对印刷品或涂布的烘干，通常存在以下问题：
1.采用电加热和煤油锅炉进行烘干的系统，烘干后产生的废气直接排放到空气中，废气中含有大量的余热及有机物质，直接排放到空气中造成热量的浪费并造成环境的污染与破坏；
2.采用热泵热风烘干机进行烘干的系统，一般会对废气中的余热进行热回收，再排放到空气中，但未解决废气中的有机物质对环境的污染问题；
3.部分改进型的热泵烘干系统，将烘干后产生的废气集中进行有机溶剂回收处理后再将废气排放到空气中，该回收处理装置通常采用物理办法对有机溶剂进行回收，废气中的有机物质处理不彻底，排放到环境中仍能造成一定的污染。
技术实现要素：
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种废气处理设备、废气处理方法及烘干系统，其能够充分回收烘箱排出的废气余热，保证废气中的有机污染物得到有效处理，同时还可用于加热新风，从而达到节能减排的功效。
其技术方案如下：
一种废气处理设备，包括：废气回收处理单元、新风加热单元以及排风通道；所述废气回收处理单元包括第一热交换器和催化反应器，所述第一热交换器设有相互热交换的第一换热侧和第二换热侧；所述新风加热单元包括新风进入通道和第二热交换器，所述第二热交换器设有相互热交换的第三换热侧和第四换热侧；
所述第一换热侧的进风口用于与烘箱的出风口连通，所述第一换热侧的出风口与所述催化反应器的进风口连通，所述催化反应器的出风口与所述第二换热侧的进风口连通，所述第二换热侧的出风口经由所述第三换热侧与所述排风通道连通，所述第四换热侧的进风口与所述新风进入通道连通，所述第四换热侧的出风口用于与烘箱的进风口连通。
在其中一个实施例中，所述废气回收处理单元还包括第一电加热器，所述第一换热侧经由所述第一电加热器与所述催化反应器连通。
在其中一个实施例中，所述新风加热单元还包括混合通道，所述混合通道设有与所述第四换热侧的出风口连通的新风进风口和用于与烘箱的出风口连通的废气进风口，烘箱同时与所述第一换热侧和所述混合通道连通，所述混合通道的出风口用于与烘箱的进风口连通。
在其中一个实施例中，所述新风加热单元还包括第二电加热器，所述混合通道经由所述第二电加热器后与烘箱连通。
在其中一个实施例中，所述新风加热单元还包括风机，所述风机用于将经过所述第二电加热器的混合气体输送至烘箱。
在其中一个实施例中，所述新风加热单元还包括用于检测所述混合通道的出风口处气体温度的温度检测器。
在其中一个实施例中，所述第一换热侧的进风口处设有流量调节阀。
本技术方案还提供了一种烘干系统，包括烘箱、回风通道、送风通道以及所述的废气处理设备，所述烘箱的出风口经由所述回风通道与所述废气处理设备连通，所述废气处理设备的出风口经由所述送风通道与所述烘箱的进风口连通。
本技术方案还提供了一种废气处理方法，包括以下步骤：
第一热交换器对从烘箱排出的废气进行加热；
经加热后的废气进入催化反应器内进行催化反应；
催化反应产生的高温气体进入第一热交换器内用以加热废气；
经过第一热交换器热交换后的高温气体再进入第二热交换器内用以加热新风；
经第二热交换器加热后的新风进入烘箱。
在其中一个实施例中，在第二热交换器加热新风的步骤之后还包括步骤：
烘箱排出的废气部分分流至与经第二热交换器加热后的新风汇聚形成混合气体，混合气体整体进入烘箱。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：
本发明所述废气处理设备、废气处理方法及烘干系统，其均通过将从烘箱排出的废气引入至第一热交换器内，第一热交换器可对废气进行加热，从而保证进入催化反应器内的废气达到催化反应所需要的温度，进而保证催化反应充分进行。废气经过化学处理方法(催化反应)后，其中的有机物质可被催化分解成二氧化碳和水，并释放出大量的热量，得到高温气体。此时的高温气体的热量一部分为来自烘箱的废气余热，另一部分为催化反应热，将该热量再引导至第一热交换器内用以对从烘箱排出的废气进行加热，实现热量的一次回收；之后经过第一热交换器热交换的高温气体再流向第二热交换器内用以加热新风，实现热量的二次回收，经过一次回收和二次回收后的气体最后再排放到空气中，此时排放的气体主要为二氧化碳，不会污染环境。综上可知，本发明充分有效地利用了烘箱排放废气的余热，将该余热用以催化反应，减少了热量损失；同时还进一步利用了催化反应的热量来提高进入催化反应的废气温度，保证反应充分完全进行，使得废气中的有机物质能够被充分分解掉；最后，本发明将余热进行二级回收，不但用以催化反应，还用以新风加热，使得热量得到有效回收，提高了热量的利用率，同时也达到了节能的功效。
所述废气处理单元还设有第一电加热器，前述的第一热交换器用以对废气进行一次加热，所述的第一电加热器则用于对废气进行二次加热，从而确保进入催化反应器内的废气能够达到催化反应所需要的温度，有利于加快催化反应的速度，提高催化反应的效率。
本发明设计中，从烘箱出来的废气进入废气处理设备后进行分流，一部分经第一热交换器后用于催化分解，另一部分进入新风加热单元中用于与新风混合，使得废气部分进入催化反应器，有效控制进入催化反应器内有机物质的浓度，防止废气全部进入催化反应器内而导致废气得不到充分分解的情况，从而导致未被分解的有机物质被排放到空气中污染环境。因此，本发明通过废气分流的方式可以确保进入催化反应器内的废气得到充分分解，同时另一部分废气与新风混合也可达到加热新风的效果，从而将热能充分利用。与新风混合的废气在经过多次循环后也将被彻底分解，因此本发明有利于废气的集中处理，并可保证催化反应的速度。
本发明所述第一热交换器的进风口处设有流量调节阀，流量调节阀用以调节进入废气回收处理单元的废气量，从而有效控制进入催化反应器内有机物质的浓度，保证有机污染物被彻底分解。
本发明所述新风加热单元还包括第二电加热器，第二电加热器用以对进入烘箱前的混合气体进行二次加热(前述的第二热交换器对新风进行一次加热)，保证混合气体在进入烘箱前能够达到烘干所需的目标温度。
所述新风加热单元还包括温度检测器，温度检测器用以检测混合气体的温度是否达到烘干所需目标温度，若未达到，则开启其内的电加热管对混合气体进行二次加热，当加热气体的温度达到烘干所需的目标温度，再将加热后的高温气体输送到烘箱进行烘干。当检测到混合气体的温度已经达到烘干目标温度时，则可无需开启电加热管，直接将经一次加热的混合气体输送至烘箱中，从而达到节能控制的功效。
附图说明
图1为本发明实施例所述的烘干系统的结构示意图。
附图标记说明：
100、烘箱，200、回风通道，300、送风通道，400、废气处理设备，411、第一热交换器，412、第一电加热器，413、催化反应器，414、流量调节阀，421、新风进入通道，422、第二热交换器，423、混合通道，424、第二电加热器，425、风机，430、排风通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当一个元件被称为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连通于另一个元件。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
如图1所示，本发明所述的烘干系统包括烘箱100、回风通道200、送风通道300以及废气处理设备400，所述烘箱100的出风口经由所述回风通道200与所述废气处理设备400连通，所述废气处理设备400的出风口经由所述送风通道300与所述烘箱100的进风口连通。
其中，所述废气处理设备400包括：废气回收处理单元、新风加热单元以及排风通道430(可内置排风机等其他排风设备)。所述废气回收处理单元包括第一热交换器411和催化反应器413，所述第一热交换器411设有相互热交换的第一换热侧和第二换热侧。所述新风加热单元包括新风进入通道421(可内置进风机等鼓风设备)和第二热交换器422，所述第二热交换器422设有相互热交换的第三换热侧和第四换热侧。所述第一换热侧的进风口用于与回风通道200的出风口连通，所述第一换热侧的出风口与所述催化反应器413的进风口连通，所述催化反应器413的出风口与所述第二换热侧的进风口连通，所述第二换热侧的出风口经由所述第三换热侧与所述排风通道430连通，所述第四换热侧的进风口与所述新风进入通道421连通，所述第四换热侧的出风口用于与送风通道300的进风口连通。
下面对上述技术方案的工作原理进行说明：通过将经烘箱100烘干后的废气引入至第一热交换器411(第一换热侧)内，第一热交换器411可对废气进行加热，从而保证进入催化反应器413内的废气达到催化反应所需要的温度，进而保证催化反应充分进行。废气经过催化反应后，其中的有机物质可被催化分解成二氧化碳和水，并释放出大量的热量，得到高温气体。此时的高温气体的热量一部分为来自烘箱100的废气余热，另一部分为催化反应热，将该热量再引导至第一热交换器411(第二换热侧)内用以对从烘箱100排出的废气进行加热，实现热量的一次回收；之后经过第一热交换器411热交换的高温气体再流向第二热交换器422(第三换热侧)内用以加热第四换热侧的新风，实现热量的二次回收，经过一次回收和二次回收后的气体最后再经过排风通道430排放到空气中，此时排放的气体主要为二氧化碳，不会污染环境。综上可知，本发明充分有效地利用了烘箱100排放废气的余热，将该余热用以催化反应，减少了热量损失；同时还进一步利用了催化反应的热量来提高进入催化反应的废气温度，保证反应充分完全进行，使得废气中的有机物质能够被充分分解掉；最后，本发明将余热进行二级回收，不但用以催化反应，还用以新风加热，使得热量得到有效回收，提高了热量的利用率，同时也达到了节能的功效。
值得注意的是，本发明中进入烘箱100的气体主要为新风，新风可保证烘箱100内气氛干燥。有的传统技术中，将经催化反应器413反应后的高温气体输送至烘箱100中用于烘干，此时的高温气体内包含有水蒸气(催化反应后所产生)，将导致烘箱100内潮湿，不利于烘干印刷品。
此外，需要说明的是，本发明也可省去所述的回风通道200和送风通道300，使得废气处理设备400直接与烘箱100的进风口和出风口连通。在本文中，当描述为“与回风通道200的出风口连通”或“从回风通道200中”也可分别表示为“与烘箱100的出风口连通”或“从烘箱100中排出”；当描述为“与送风通道300的进风口连通”或“进入送风通道300”也可分别表示为“与烘箱100的进风口连通”或“进入烘箱100”。
在本实施例中，所述废气回收处理单元还包括第一电加热器412，所述第一热交换器411的第一换热侧经由所述第一电加热器412与所述催化反应器413连通。前述的第一热交换器411用以对废气进行一次加热，所述第一电加热器412则用于对废气进行二次加热，从而确保进入催化反应器413内的废气达到催化反应所需要的温度，有利于加快催化反应的速度，提高催化反应的效率。优选地，本发明可根据实际需要在第一热交换器411的出风口处安设温度检测器(可设定为第一温度检测器，附图未示出)，用以检测进入催化反应器413之前的废气温度是否达到目标温度值，当达到目标温度值时，则无需启动第一电加热器412内的电加热管，当没有达到目标温度值时，则可启动第一电加热器412内的电加热管，由此实现系统的节能控制。
本发明所述新风加热单元还包括混合通道423，所述混合通道423设有与所述第二热交换器422的第四换热侧出风口连通的新风进风口和用于与回风通道200的出风口连通的废气进风口。此时，回风通道200同时与所述第一热交换器411和所述混合通道423连通。所述混合通道423的出风口则用于与送风通道300的进风口连通。由此可知，从烘箱100出来的废气经过回风通道200进入废气处理设备400后进行分流，一部分进入第一热交换器411内最后用于催化分解，另一部分进入新风加热单元中用于与新风混合，使得废气部分进入催化反应器413，有效控制进入催化反应器413内有机物质的浓度，防止废气全部进入催化反应器413内而导致废气得不到充分分解，从而导致未被分解的有机物质被排放到空气中污染环境。因此，本发明通过废气分流的方式可以确保进入催化反应器413内的废气得到充分分解，同时另一部分废气与新风混合也可达到加热新风的效果，从而将热能充分利用。与新风混合的废气在经过多次循环后也将被彻底分解，因此本发明有利于废气的集中处理，并可保证催化反应的速度。
在本实施例中，所述第一热交换器411与所述回风通道200之间(如第一换热侧的进风口处)还设有流量调节阀414，流量调节阀414用以调节进入废气回收处理单元的废气量，从而有效控制进入催化反应器413内有机物质的浓度，保证有机污染物被彻底分解。
所述新风加热单元还包括第二电加热器424，所述混合通道423经由所述第二电加热器424后与送风通道300连通。第二电加热器424用以对进入烘箱100前的混合气体进行二次加热(第二热交换器422对新风进行一次加热)，保证混合气体在进入烘箱100前能够达到烘干所需的目标温度。
进一步地，所述新风加热单元还包括温度检测器(可设定为第二温度检测器，附图未示出)，温度检测器设于加测混合通道423出风口处的温度，用以检测混合气体的温度是否达到烘干所需目标温度，若未达到，则开启第二电加热器424内的电加热管对混合气体进行二次加热，当混合气体的温度达到烘干所需的目标温度，再由风机425将加热后的高温气体输送到烘箱100进行烘干。当检测到混合气体的温度已经达到烘干目标温度时，则可无需开启第二电加热器424内的电加热管，直接通过风机425将经一次加热的混合气体输送至烘箱100中，从而达到节能控制的功效。
在本实施例中，本发明还包括控制器，所述烘箱100、所述第一电加热器412、所述第一温度检测器、所述第二电加热器424、所述第二温度检测器以及所述风机425等均与所述控制器电性连接，所述电性连接可为有线连接或无线连接。控制器可根据第一温度检测器发送的温度信号来实现第一电加热器412的自动开启与关闭，并根据第二温度检测器发送的温度信号来实现第二电加热器424的自动开启与关闭以及风机425的开启与关闭。通过控制器可实现整个系统的自动控制，使得系统智能化。
本发明还提供了一种废气处理方法，包括以下步骤：
步骤一，从烘箱100排出的废气经由回风通道200进入第一热交换器411内进行加热；
步骤二，经加热后的废气进入催化反应器413内进行催化反应；
步骤三，催化反应产生的高温气体进入第一热交换器411内用以加热废气；
步骤四，经过第一热交换器411热交换后的高温气体再进入第二热交换器422内用以加热新风，之后经由排风通道430后排出至大气中；
步骤五，经第二热交换器422加热的新风经由送风通道300进入烘箱100。
在本实施例中，在步骤一与步骤二之间还包括步骤：经过第一热交换器411加热后的废气进入第一电加热器412加热。
在本实施例中，在步骤四之后还包括步骤：烘箱100排出的废气部分分流至与经第二热交换器422加热后的新风混合形成混合气体，之后混合气体再经由送风通道300进入烘箱100，此时烘箱100排出的废气部分进入第一换热侧内，部分用于与加热后的新风混合。
在本实施例中，在烘箱100排出的废气部分分流至与经第二热交换器422加热后的新风混合形成混合的步骤与经由送风通道300进入烘箱100的步骤之间还包括步骤：温度检测器(第二温度检测器)检测混合气体的温度是否达到烘干所需目标温度值，当未达到烘干所需目标温度值时，则开启第二电加热器424用以加热混合气体，当混合气体的温度达到烘干所需的目标温度，再由风机425将加热后的高温气体输送到烘箱100进行烘干。
本发明所述废气处理方法与废气处理设备400的原理相同，所达到的技术效果也相同，在此不重复赘述。需要说明的是，本发明上述废气处理方法的举例仅用于解释说明本技术方案，不可成为本技术方案的限制。本发明对上述步骤的先后顺序不做限定，本领域技术人员可根据实际需要设定相应的先后执行顺序。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。