烘箱減風(fēng)優(yōu)化推進(jìn)凹印環(huán)?；挠欣?/h1>
2017-03-01 14:24吳貫華
印刷技術(shù)·數(shù)字印藝 2017年1期
吳貫華
目前，在環(huán)保壓力下，困擾凹印企業(yè)的最大問題是如何有效治理凹印機(jī)產(chǎn)生的巨大數(shù)量的有機(jī)廢氣。各種相關(guān)末端治理技術(shù)都在大力推進(jìn)，市場上的解決方案紛繁復(fù)雜，但大家莫衷一是。對(duì)此，筆者結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，曾在《印刷技術(shù)》雜志2016年第20期發(fā)表了關(guān)于凹印有機(jī)廢氣末端治理的綜述，本文作為延伸，單純就烘箱這一細(xì)節(jié)詳細(xì)展開。
本文重點(diǎn)討論凹印機(jī)烘箱廢氣排放特點(diǎn)及其減風(fēng)優(yōu)化方法，旨在通過各種技術(shù)措施來減少烘箱排放廢氣的總量，同時(shí)增大排放廢氣的濃度。主要措施是將烘箱的熱風(fēng)循環(huán)回用，將原來烘箱直接排放的廢氣，改為由傳感器快速、實(shí)時(shí)檢測廢氣的濃度，并把可以安全回用的熱風(fēng)部分再次循環(huán)使用，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)減風(fēng)、增濃又為廢氣治理打下良好基礎(chǔ)。
但對(duì)于烘箱的減風(fēng)優(yōu)化，我國凹印行業(yè)還沒有引起足夠重視，更沒有達(dá)成共識(shí)并采取行動(dòng)，目前只有少數(shù)供應(yīng)商開始著手全局統(tǒng)籌整合，如廣州環(huán)葆嘉的ESO技術(shù)、熱泵將熱風(fēng)回用并量化進(jìn)排風(fēng)數(shù)據(jù)、少數(shù)凹印企業(yè)開始上LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)回用等。筆者認(rèn)為，基于環(huán)保壓力，烘箱減風(fēng)優(yōu)化已經(jīng)迫在眉睫，需要凹印企業(yè)充分重視，立即開始行動(dòng)，其重要性甚至大于末端治理。在此，筆者根據(jù)實(shí)踐，就烘箱減風(fēng)優(yōu)化的相關(guān)細(xì)節(jié)提出一些建議，供行業(yè)人士探討。
烘箱廢氣排放特點(diǎn)
一般，一臺(tái)凹印機(jī)如果不含墨槽下地面抽風(fēng)，生產(chǎn)典型產(chǎn)品時(shí)，烘箱廢氣的基本排放情況為：主排風(fēng)廢氣風(fēng)量為20000～50000m3/h，主排風(fēng)廢氣溶劑排放量為20～80kg/ h，主排風(fēng)廢氣濃度為0.5～2.0g/ m3。而如果考慮抽取印刷單元墨槽下方的廢氣下沉底排風(fēng)的量，一臺(tái)10色凹印機(jī)的底排風(fēng)廢氣風(fēng)量為10000～20000m3/h，底排風(fēng)廢氣濃度為0.3～1.0g/m3。墨槽密封圍護(hù)做得好的，如歐美進(jìn)口凹印機(jī)，以上所述的廢氣排放量會(huì)小些。但我國大量使用的是日本進(jìn)口或者國產(chǎn)凹印機(jī)，以上數(shù)值一般會(huì)偏大，如果兩種廢氣以及通風(fēng)廢氣合并外排，將造成廢氣濃度更低，末端更難治理。
烘箱設(shè)計(jì)存在的問題
現(xiàn)有凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)普遍存在問題，造成風(fēng)量和熱量浪費(fèi)巨大，是目前廢氣治理的最大阻礙，其不合理之處主要有以下幾方面。
1.生產(chǎn)速度和烘干配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照最大速度來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中凹印機(jī)極少開到最大速度，生產(chǎn)速度和烘干配置不匹配，低速也用大風(fēng)量，造成風(fēng)量和熱量的巨大浪費(fèi)。
2.版面墨量和烘干配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照滿版印刷來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中，一般凹印產(chǎn)品滿版印刷單元為1～2個(gè)，很多極少上墨的版面也用滿版的風(fēng)量和熱量去烘干，版面墨量和烘干配置不匹配，造成風(fēng)量和熱量的巨大浪費(fèi)。
3.幅寬和烘箱配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照最大幅寬來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中，普遍存在寬幅凹印機(jī)生產(chǎn)窄幅產(chǎn)品的情況，目前凹印機(jī)烘箱熱風(fēng)風(fēng)刀還不能調(diào)整寬度，造成幅寬和烘箱配置不匹配。但如果有多臺(tái)凹印機(jī)，可以合理安排寬窄幅產(chǎn)品的生產(chǎn)。
4.版面分布與烘箱配置不匹配
目前凹印產(chǎn)品每個(gè)版面都是個(gè)性的、固定的，但烘干系統(tǒng)并不能根據(jù)上墨位置和上墨量去匹配合適的風(fēng)量和熱量，對(duì)此凹印行業(yè)還沒有可行的解決辦法，但未來UV油墨采用LED獨(dú)立燈珠光源固化時(shí)，以上問題就能迎刃而解。
一般烘箱設(shè)計(jì)者只考慮產(chǎn)品的烘干質(zhì)量，對(duì)烘干系統(tǒng)本身的質(zhì)量考慮很少，所以即便產(chǎn)生很大的浪費(fèi)也很難察覺。烘干應(yīng)該是將環(huán)保、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量三者統(tǒng)籌，做到最佳匹配，以實(shí)現(xiàn)智能、環(huán)保、安全烘干。還要考慮一些其他相關(guān)因素，比如在同等烘干風(fēng)量和熱量下，選擇品質(zhì)好、釋放性好的油墨和溶劑，也能有效減少廢氣排放。
烘箱減風(fēng)優(yōu)化措施
1.減風(fēng)
針對(duì)上述烘箱不合理情況，建議凹印企業(yè)根據(jù)自身工廠的具體情況，落實(shí)烘箱減風(fēng)優(yōu)化措施，即熱風(fēng)回用。關(guān)于這一點(diǎn)，筆者會(huì)在本文的“烘箱減風(fēng)方法”部分詳細(xì)闡述。
2.加強(qiáng)烘箱的密封
（1）將進(jìn)出風(fēng)口最小化，比如調(diào)小間隙或考慮氣封進(jìn)出風(fēng)口，減少無組織新風(fēng)。
（2）烘箱進(jìn)出料口處，最下、最上熱風(fēng)刀應(yīng)為斜內(nèi)口，避免高速熱風(fēng)外溢。
（3）盡量減少壓印后進(jìn)烘箱前裸露的濕墨膜長度。
（4）充分保障烘箱關(guān)閉后各處密封，檢查并更換老化的密封膠條。
（5）檢查各個(gè)烘箱和熱風(fēng)系統(tǒng)的連接斜口密封或軟接，確保無泄露。
（6）將導(dǎo)輥軸和烘箱之間的間隙最小化，靜止半軸導(dǎo)輥并檢查密封，在通軸導(dǎo)輥處，建議使用磁貼以減少間隙（如圖1所示）。
3.減少裸露的油墨面積
改進(jìn)印刷單元墨槽的密封圍護(hù)，最大程度地減少裸露的油墨面積，可減少無組織廢氣排放、降低溶劑使用量、改善車間環(huán)境、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量（根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，速度為167米/分的10色凹印機(jī)，墨槽加蓋后能減少約10kg/h的溶劑揮發(fā)量）。目前已能做到在壓輥前后各裸露5cm的版面，其他全部遮蓋。
然而目前對(duì)于加裝墨槽蓋板（如圖2所示），很多凹印企業(yè)認(rèn)識(shí)不足、配合不夠，不愿嘗試，以不利于操作、增加管理和清洗難度等理由予以抵觸。但環(huán)保壓力當(dāng)前，需要凹印企業(yè)各部門盡最大程度配合，才能保障企業(yè)的市場地位。
4.關(guān)閉非工作印刷單元的風(fēng)門
如果非工作印刷單元的風(fēng)門不關(guān)閉，主風(fēng)機(jī)就會(huì)把車間的清潔氣體抽出并排放，增大廢氣量和風(fēng)機(jī)電耗，稀釋廢氣濃度，增加廢氣處理難度。
5.減少或取消地面排放
如果印刷車間氣流組織好，印刷單元墨槽密封圍護(hù)好，在保證無異味的情況下，地面排風(fēng)量可減少一半，同時(shí)可以將地面排風(fēng)作為新風(fēng)再送回烘箱熱風(fēng)單元的進(jìn)風(fēng)口。
6.加強(qiáng)能源管理
許多凹印企業(yè)做不到停產(chǎn)停風(fēng)，甚至存在員工用餐時(shí)主風(fēng)機(jī)、加熱都不停機(jī)的情況，造成極大的能源浪費(fèi)，同時(shí)也加大了廢氣處理能耗。建議有條件的凹印企業(yè)加強(qiáng)能源管理，建立能源考核制度，量化能耗，將產(chǎn)量和能耗掛鉤。
7.改進(jìn)主風(fēng)機(jī)
許多凹印企業(yè)普遍存在這樣一種不合理現(xiàn)象，如10色凹印機(jī)，不管是單色還是10色印刷，主風(fēng)機(jī)一般都會(huì)開到最大。為降低能耗，應(yīng)將主風(fēng)機(jī)改為手動(dòng)或者自動(dòng)風(fēng)壓變頻控制，實(shí)現(xiàn)按需抽風(fēng)。
8.定期維護(hù)整個(gè)風(fēng)管系統(tǒng)
為避免風(fēng)管發(fā)生破損、泄露、堵塞等情況，凹印企業(yè)應(yīng)定期測試風(fēng)管系統(tǒng)的漏風(fēng)量。
9.改進(jìn)印刷車間的密封和圍護(hù)
綜合考慮暖通、底排、烘箱進(jìn)排風(fēng)，組織和配置最合理氣流。
10.其他相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)化
（1）做好整個(gè)熱風(fēng)系統(tǒng)和烘箱的保溫，有條件的凹印企業(yè)可以采用紅外成像儀器分析熱風(fēng)系統(tǒng)的熱量散失點(diǎn)（如圖3所示），并重點(diǎn)改進(jìn)熱風(fēng)系統(tǒng)的保溫效果。
（2）定期清潔烘箱和內(nèi)部風(fēng)道，以免造成烘箱內(nèi)部發(fā)生臟堵（如圖4所示）。
（3）有些凹印企業(yè)的凹印蒸汽管線、蒸汽換熱器都不保溫，造成能源浪費(fèi)、車間環(huán)境惡化、產(chǎn)品質(zhì)量存在隱患、空調(diào)負(fù)載增大等情況。
（4）凹印企業(yè)有條件時(shí)一定要統(tǒng)籌考慮工廠布局、車間布局和設(shè)備布局等與廢氣排放相關(guān)的因素。
烘箱減風(fēng)方法
（1）一般凹印單元都設(shè)計(jì)有手動(dòng)熱風(fēng)回用，可以直接啟用，也可后期加裝手動(dòng)（能回用50%～80%的熱風(fēng)）。如果不是滿版凹印單元，在150米/分的常規(guī)速度下，建議全部熱風(fēng)回用開到最大。
（2）一般凹印單元的自動(dòng)熱風(fēng)回用，可選擇并加裝適當(dāng)?shù)腖EL自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定的安全廢氣濃度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熱風(fēng)回用，這是目前最成熟和合理的控制技術(shù)，能基本解決烘箱的問題。但目前國內(nèi)配備有LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)并正常使用的凹印機(jī)很少（在國外，LEL一般是凹印機(jī)的標(biāo)配），LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇的難度主要在于探頭選擇、安全濃度、誤報(bào)警、溶劑殘留、異味控制等，目前一些國內(nèi)大型凹印企業(yè)開始加裝LEL，反饋不錯(cuò)。而且一些國內(nèi)外印刷設(shè)備制造商和LEL集成商、熱泵生產(chǎn)商都開始著手研究并提供烘箱LEL改造服務(wù)。
（3）目前一些凹印企業(yè)從低成本的角度考慮，只在總排風(fēng)口安裝一組LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)，將主排風(fēng)回用到總進(jìn)風(fēng)，也可以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)回用。但該法不適用于沒有配置有組織總進(jìn)風(fēng)新風(fēng)口的凹印機(jī)。
（4）凹印單元熱泵+手動(dòng)或自動(dòng)熱風(fēng)回用。目前熱泵基本配備了最大效率為50%的熱風(fēng)回用，但一般都是手動(dòng)，如果要求自動(dòng)或熱風(fēng)回用量更多，需要熱泵生產(chǎn)商改進(jìn)熱泵設(shè)計(jì)。
（5）近年來，越來越多的減風(fēng)、增濃技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如國內(nèi)有些凹印企業(yè)將烘箱各單元串聯(lián)使用，日本也出現(xiàn)了將烘箱上下部分串聯(lián)使用，廣州環(huán)葆嘉的ESO整體熱風(fēng)統(tǒng)籌等，這些技術(shù)的效果究竟如何，還需行業(yè)人士的嘗試和確認(rèn)。
總之，技術(shù)不同，投資、減風(fēng)效果、節(jié)能、VOCs治理配套設(shè)置等都不同，凹印企業(yè)需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
烘箱減風(fēng)的關(guān)鍵
1.安全
減風(fēng)后廢氣濃度大幅增加，安全風(fēng)險(xiǎn)和防爆要求必須更加嚴(yán)格。
2.減風(fēng)后廢氣最小極限
凹印單元減風(fēng)后的最小風(fēng)量，不能小于基于安全LEL限制的最小安全風(fēng)量與烘箱維持負(fù)壓的最小無組織新風(fēng)風(fēng)量之和，一般烘箱維持負(fù)壓需要1000m3/h的新風(fēng)風(fēng)量，LEL安全風(fēng)量大小取決于滿版上墨量和生產(chǎn)速度。
3.減風(fēng)后廢氣濃度
減風(fēng)后廢氣濃度建議控制在3～5g/m3，末端配置RTO非常合適。如果濃度再增加，如達(dá)到10g/m3以上，可以考慮余熱回用。但是基于凹印生產(chǎn)的不連續(xù)性、安全防爆成本、余熱系統(tǒng)的投資和維護(hù)以及凹印訂單結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)訂單量有很大不確定性等因素，筆者建議凹印企業(yè)謹(jǐn)慎考慮余熱回用。
4.減風(fēng)后產(chǎn)品的溶劑殘留
由于廢氣循環(huán)后，烘干熱風(fēng)內(nèi)的溶劑濃度相比新風(fēng)大幅增加，凹印企業(yè)需要格外關(guān)注產(chǎn)品的溶劑殘留和異味，從理論和目前國內(nèi)外實(shí)踐來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和濃度的熱風(fēng)并不利于油墨烘干。提及產(chǎn)品異味問題，建議凹印企業(yè)將凹印烘干和異味烘干分開控制。
5.減風(fēng)后烘箱性能
需要特別說明的是，減風(fēng)后，只是烘箱總新風(fēng)量和總排放廢氣量大幅減少，烘箱內(nèi)部循環(huán)的風(fēng)壓、風(fēng)量、溫度等都保持不變（只是熱風(fēng)濃度增加），所以烘箱的烘干性能不變，而且印刷過程中的張力、套印等參數(shù)也都保持不變。
6.減風(fēng)極限
減風(fēng)極限下或總排放風(fēng)量很小時(shí)，因主風(fēng)機(jī)降頻有限，會(huì)造成主風(fēng)道負(fù)壓過大?；诎踩紤]，應(yīng)在主風(fēng)道的末端增加負(fù)壓旁通。
其他注意的事項(xiàng)
（1）烘箱減風(fēng)方案要結(jié)合末端治理設(shè)施進(jìn)行考慮。
（2）以上工作需要凹印設(shè)備供應(yīng)商、熱風(fēng)配套供應(yīng)商、凹印企業(yè)等各方協(xié)調(diào)努力。
（3）凹印設(shè)備供應(yīng)商有責(zé)任根據(jù)現(xiàn)有情況，對(duì)凹印機(jī)烘箱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，重新設(shè)計(jì)烘箱和熱風(fēng)系統(tǒng)。
（4）凹印企業(yè)要結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、幅寬等選用凹印機(jī)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)盡量減少專色版，以減少上墨量，尤其注意控制占到用墨量一半的白墨，同時(shí)還要努力說服客戶注重包裝功能，采用精簡包裝，著眼長遠(yuǎn)，一同推進(jìn)環(huán)保事業(yè)。
（5）食品包裝凹印產(chǎn)品溶劑殘留標(biāo)準(zhǔn)目前為5mg/m2，但凹印生產(chǎn)中排放到大氣中的廢氣折算后可達(dá)到5000mg/m2，是溶劑殘留標(biāo)準(zhǔn)的1000倍以上，所以應(yīng)充分考慮全產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)保，從而制定合理的標(biāo)準(zhǔn)。
（6）目前凹印行業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m3（各地區(qū)會(huì)有差異），而凹印機(jī)烘箱直排或減風(fēng)增濃后，排放廢氣濃度約為0.5～5.0g/m3，如果對(duì)其不加以治理而是直排，會(huì)超標(biāo)10～100倍，這才是治污減排的控制重點(diǎn)。從治污整體環(huán)節(jié)來看，廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)制定為50mg/m3或者30mg/ m3意義都不大，而是要對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益等統(tǒng)籌考慮，標(biāo)準(zhǔn)太嚴(yán)會(huì)造成治污成本太高，不如標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)有效控制重點(diǎn)，排污則更有成效；標(biāo)準(zhǔn)一刀切也不好，如洛陽天寶等供應(yīng)商推出的有機(jī)廢氣回收利用裝置，實(shí)質(zhì)更綠色、更環(huán)保，國家應(yīng)該予以引導(dǎo)和大力扶持。
對(duì)凹印機(jī)烘箱進(jìn)行密封圍護(hù)并減風(fēng)優(yōu)化后，以200米/分的凹印機(jī)為例，如果沒有滿版凹印單元，每個(gè)凹印單元的排風(fēng)量約為1000m3/h（此數(shù)值為進(jìn)出料口維持負(fù)壓的無組織新風(fēng)總和），有組織新風(fēng)進(jìn)風(fēng)可以為零，凹印總排放廢氣總量減少40%～80%，同時(shí)廢氣濃度相應(yīng)提高，前端烘干能耗和排風(fēng)風(fēng)機(jī)電耗大幅減少，末端廢氣治理設(shè)施投資和運(yùn)行費(fèi)用也大幅降低，非常有利于下一步的廢氣末端治理。
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但對(duì)于烘箱的減風(fēng)優(yōu)化，我國凹印行業(yè)還沒有引起足夠重視，更沒有達(dá)成共識(shí)并采取行動(dòng)，目前只有少數(shù)供應(yīng)商開始著手全局統(tǒng)籌整合，如廣州環(huán)葆嘉的ESO技術(shù)、熱泵將熱風(fēng)回用并量化進(jìn)排風(fēng)數(shù)據(jù)、少數(shù)凹印企業(yè)開始上LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)回用等。筆者認(rèn)為，基于環(huán)保壓力，烘箱減風(fēng)優(yōu)化已經(jīng)迫在眉睫，需要凹印企業(yè)充分重視，立即開始行動(dòng)，其重要性甚至大于末端治理。在此，筆者根據(jù)實(shí)踐，就烘箱減風(fēng)優(yōu)化的相關(guān)細(xì)節(jié)提出一些建議，供行業(yè)人士探討。
烘箱廢氣排放特點(diǎn)
一般，一臺(tái)凹印機(jī)如果不含墨槽下地面抽風(fēng)，生產(chǎn)典型產(chǎn)品時(shí)，烘箱廢氣的基本排放情況為：主排風(fēng)廢氣風(fēng)量為20000～50000m3/h，主排風(fēng)廢氣溶劑排放量為20～80kg/ h，主排風(fēng)廢氣濃度為0.5～2.0g/ m3。而如果考慮抽取印刷單元墨槽下方的廢氣下沉底排風(fēng)的量，一臺(tái)10色凹印機(jī)的底排風(fēng)廢氣風(fēng)量為10000～20000m3/h，底排風(fēng)廢氣濃度為0.3～1.0g/m3。墨槽密封圍護(hù)做得好的，如歐美進(jìn)口凹印機(jī)，以上所述的廢氣排放量會(huì)小些。但我國大量使用的是日本進(jìn)口或者國產(chǎn)凹印機(jī)，以上數(shù)值一般會(huì)偏大，如果兩種廢氣以及通風(fēng)廢氣合并外排，將造成廢氣濃度更低，末端更難治理。
烘箱設(shè)計(jì)存在的問題
現(xiàn)有凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)普遍存在問題，造成風(fēng)量和熱量浪費(fèi)巨大，是目前廢氣治理的最大阻礙，其不合理之處主要有以下幾方面。
1.生產(chǎn)速度和烘干配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照最大速度來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中凹印機(jī)極少開到最大速度，生產(chǎn)速度和烘干配置不匹配，低速也用大風(fēng)量，造成風(fēng)量和熱量的巨大浪費(fèi)。
2.版面墨量和烘干配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照滿版印刷來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中，一般凹印產(chǎn)品滿版印刷單元為1～2個(gè)，很多極少上墨的版面也用滿版的風(fēng)量和熱量去烘干，版面墨量和烘干配置不匹配，造成風(fēng)量和熱量的巨大浪費(fèi)。
3.幅寬和烘箱配置不匹配
凹印機(jī)烘箱設(shè)計(jì)時(shí)都是按照最大幅寬來配置烘干風(fēng)量和熱量，但實(shí)際生產(chǎn)中，普遍存在寬幅凹印機(jī)生產(chǎn)窄幅產(chǎn)品的情況，目前凹印機(jī)烘箱熱風(fēng)風(fēng)刀還不能調(diào)整寬度，造成幅寬和烘箱配置不匹配。但如果有多臺(tái)凹印機(jī)，可以合理安排寬窄幅產(chǎn)品的生產(chǎn)。
4.版面分布與烘箱配置不匹配
目前凹印產(chǎn)品每個(gè)版面都是個(gè)性的、固定的，但烘干系統(tǒng)并不能根據(jù)上墨位置和上墨量去匹配合適的風(fēng)量和熱量，對(duì)此凹印行業(yè)還沒有可行的解決辦法，但未來UV油墨采用LED獨(dú)立燈珠光源固化時(shí)，以上問題就能迎刃而解。
一般烘箱設(shè)計(jì)者只考慮產(chǎn)品的烘干質(zhì)量，對(duì)烘干系統(tǒng)本身的質(zhì)量考慮很少，所以即便產(chǎn)生很大的浪費(fèi)也很難察覺。烘干應(yīng)該是將環(huán)保、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量三者統(tǒng)籌，做到最佳匹配，以實(shí)現(xiàn)智能、環(huán)保、安全烘干。還要考慮一些其他相關(guān)因素，比如在同等烘干風(fēng)量和熱量下，選擇品質(zhì)好、釋放性好的油墨和溶劑，也能有效減少廢氣排放。
烘箱減風(fēng)優(yōu)化措施
1.減風(fēng)
針對(duì)上述烘箱不合理情況，建議凹印企業(yè)根據(jù)自身工廠的具體情況，落實(shí)烘箱減風(fēng)優(yōu)化措施，即熱風(fēng)回用。關(guān)于這一點(diǎn)，筆者會(huì)在本文的“烘箱減風(fēng)方法”部分詳細(xì)闡述。
2.加強(qiáng)烘箱的密封
（1）將進(jìn)出風(fēng)口最小化，比如調(diào)小間隙或考慮氣封進(jìn)出風(fēng)口，減少無組織新風(fēng)。
（2）烘箱進(jìn)出料口處，最下、最上熱風(fēng)刀應(yīng)為斜內(nèi)口，避免高速熱風(fēng)外溢。
（3）盡量減少壓印后進(jìn)烘箱前裸露的濕墨膜長度。
（4）充分保障烘箱關(guān)閉后各處密封，檢查并更換老化的密封膠條。
（5）檢查各個(gè)烘箱和熱風(fēng)系統(tǒng)的連接斜口密封或軟接，確保無泄露。
（6）將導(dǎo)輥軸和烘箱之間的間隙最小化，靜止半軸導(dǎo)輥并檢查密封，在通軸導(dǎo)輥處，建議使用磁貼以減少間隙（如圖1所示）。
3.減少裸露的油墨面積
改進(jìn)印刷單元墨槽的密封圍護(hù)，最大程度地減少裸露的油墨面積，可減少無組織廢氣排放、降低溶劑使用量、改善車間環(huán)境、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量（根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，速度為167米/分的10色凹印機(jī)，墨槽加蓋后能減少約10kg/h的溶劑揮發(fā)量）。目前已能做到在壓輥前后各裸露5cm的版面，其他全部遮蓋。
然而目前對(duì)于加裝墨槽蓋板（如圖2所示），很多凹印企業(yè)認(rèn)識(shí)不足、配合不夠，不愿嘗試，以不利于操作、增加管理和清洗難度等理由予以抵觸。但環(huán)保壓力當(dāng)前，需要凹印企業(yè)各部門盡最大程度配合，才能保障企業(yè)的市場地位。
4.關(guān)閉非工作印刷單元的風(fēng)門
如果非工作印刷單元的風(fēng)門不關(guān)閉，主風(fēng)機(jī)就會(huì)把車間的清潔氣體抽出并排放，增大廢氣量和風(fēng)機(jī)電耗，稀釋廢氣濃度，增加廢氣處理難度。
5.減少或取消地面排放
如果印刷車間氣流組織好，印刷單元墨槽密封圍護(hù)好，在保證無異味的情況下，地面排風(fēng)量可減少一半，同時(shí)可以將地面排風(fēng)作為新風(fēng)再送回烘箱熱風(fēng)單元的進(jìn)風(fēng)口。
6.加強(qiáng)能源管理
許多凹印企業(yè)做不到停產(chǎn)停風(fēng)，甚至存在員工用餐時(shí)主風(fēng)機(jī)、加熱都不停機(jī)的情況，造成極大的能源浪費(fèi)，同時(shí)也加大了廢氣處理能耗。建議有條件的凹印企業(yè)加強(qiáng)能源管理，建立能源考核制度，量化能耗，將產(chǎn)量和能耗掛鉤。
7.改進(jìn)主風(fēng)機(jī)
許多凹印企業(yè)普遍存在這樣一種不合理現(xiàn)象，如10色凹印機(jī)，不管是單色還是10色印刷，主風(fēng)機(jī)一般都會(huì)開到最大。為降低能耗，應(yīng)將主風(fēng)機(jī)改為手動(dòng)或者自動(dòng)風(fēng)壓變頻控制，實(shí)現(xiàn)按需抽風(fēng)。
8.定期維護(hù)整個(gè)風(fēng)管系統(tǒng)
為避免風(fēng)管發(fā)生破損、泄露、堵塞等情況，凹印企業(yè)應(yīng)定期測試風(fēng)管系統(tǒng)的漏風(fēng)量。
9.改進(jìn)印刷車間的密封和圍護(hù)
綜合考慮暖通、底排、烘箱進(jìn)排風(fēng)，組織和配置最合理氣流。
10.其他相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)化
（1）做好整個(gè)熱風(fēng)系統(tǒng)和烘箱的保溫，有條件的凹印企業(yè)可以采用紅外成像儀器分析熱風(fēng)系統(tǒng)的熱量散失點(diǎn)（如圖3所示），并重點(diǎn)改進(jìn)熱風(fēng)系統(tǒng)的保溫效果。
（2）定期清潔烘箱和內(nèi)部風(fēng)道，以免造成烘箱內(nèi)部發(fā)生臟堵（如圖4所示）。
（3）有些凹印企業(yè)的凹印蒸汽管線、蒸汽換熱器都不保溫，造成能源浪費(fèi)、車間環(huán)境惡化、產(chǎn)品質(zhì)量存在隱患、空調(diào)負(fù)載增大等情況。
（4）凹印企業(yè)有條件時(shí)一定要統(tǒng)籌考慮工廠布局、車間布局和設(shè)備布局等與廢氣排放相關(guān)的因素。
烘箱減風(fēng)方法
（1）一般凹印單元都設(shè)計(jì)有手動(dòng)熱風(fēng)回用，可以直接啟用，也可后期加裝手動(dòng)（能回用50%～80%的熱風(fēng)）。如果不是滿版凹印單元，在150米/分的常規(guī)速度下，建議全部熱風(fēng)回用開到最大。
（2）一般凹印單元的自動(dòng)熱風(fēng)回用，可選擇并加裝適當(dāng)?shù)腖EL自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定的安全廢氣濃度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熱風(fēng)回用，這是目前最成熟和合理的控制技術(shù)，能基本解決烘箱的問題。但目前國內(nèi)配備有LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)并正常使用的凹印機(jī)很少（在國外，LEL一般是凹印機(jī)的標(biāo)配），LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇的難度主要在于探頭選擇、安全濃度、誤報(bào)警、溶劑殘留、異味控制等，目前一些國內(nèi)大型凹印企業(yè)開始加裝LEL，反饋不錯(cuò)。而且一些國內(nèi)外印刷設(shè)備制造商和LEL集成商、熱泵生產(chǎn)商都開始著手研究并提供烘箱LEL改造服務(wù)。
（3）目前一些凹印企業(yè)從低成本的角度考慮，只在總排風(fēng)口安裝一組LEL自動(dòng)控制系統(tǒng)，將主排風(fēng)回用到總進(jìn)風(fēng)，也可以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)回用。但該法不適用于沒有配置有組織總進(jìn)風(fēng)新風(fēng)口的凹印機(jī)。
（4）凹印單元熱泵+手動(dòng)或自動(dòng)熱風(fēng)回用。目前熱泵基本配備了最大效率為50%的熱風(fēng)回用，但一般都是手動(dòng)，如果要求自動(dòng)或熱風(fēng)回用量更多，需要熱泵生產(chǎn)商改進(jìn)熱泵設(shè)計(jì)。
（5）近年來，越來越多的減風(fēng)、增濃技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如國內(nèi)有些凹印企業(yè)將烘箱各單元串聯(lián)使用，日本也出現(xiàn)了將烘箱上下部分串聯(lián)使用，廣州環(huán)葆嘉的ESO整體熱風(fēng)統(tǒng)籌等，這些技術(shù)的效果究竟如何，還需行業(yè)人士的嘗試和確認(rèn)。
總之，技術(shù)不同，投資、減風(fēng)效果、節(jié)能、VOCs治理配套設(shè)置等都不同，凹印企業(yè)需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
烘箱減風(fēng)的關(guān)鍵
1.安全
減風(fēng)后廢氣濃度大幅增加，安全風(fēng)險(xiǎn)和防爆要求必須更加嚴(yán)格。
2.減風(fēng)后廢氣最小極限
凹印單元減風(fēng)后的最小風(fēng)量，不能小于基于安全LEL限制的最小安全風(fēng)量與烘箱維持負(fù)壓的最小無組織新風(fēng)風(fēng)量之和，一般烘箱維持負(fù)壓需要1000m3/h的新風(fēng)風(fēng)量，LEL安全風(fēng)量大小取決于滿版上墨量和生產(chǎn)速度。
3.減風(fēng)后廢氣濃度
減風(fēng)后廢氣濃度建議控制在3～5g/m3，末端配置RTO非常合適。如果濃度再增加，如達(dá)到10g/m3以上，可以考慮余熱回用。但是基于凹印生產(chǎn)的不連續(xù)性、安全防爆成本、余熱系統(tǒng)的投資和維護(hù)以及凹印訂單結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)訂單量有很大不確定性等因素，筆者建議凹印企業(yè)謹(jǐn)慎考慮余熱回用。
4.減風(fēng)后產(chǎn)品的溶劑殘留
由于廢氣循環(huán)后，烘干熱風(fēng)內(nèi)的溶劑濃度相比新風(fēng)大幅增加，凹印企業(yè)需要格外關(guān)注產(chǎn)品的溶劑殘留和異味，從理論和目前國內(nèi)外實(shí)踐來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和濃度的熱風(fēng)并不利于油墨烘干。提及產(chǎn)品異味問題，建議凹印企業(yè)將凹印烘干和異味烘干分開控制。
5.減風(fēng)后烘箱性能
需要特別說明的是，減風(fēng)后，只是烘箱總新風(fēng)量和總排放廢氣量大幅減少，烘箱內(nèi)部循環(huán)的風(fēng)壓、風(fēng)量、溫度等都保持不變（只是熱風(fēng)濃度增加），所以烘箱的烘干性能不變，而且印刷過程中的張力、套印等參數(shù)也都保持不變。
6.減風(fēng)極限
減風(fēng)極限下或總排放風(fēng)量很小時(shí)，因主風(fēng)機(jī)降頻有限，會(huì)造成主風(fēng)道負(fù)壓過大?；诎踩紤]，應(yīng)在主風(fēng)道的末端增加負(fù)壓旁通。
其他注意的事項(xiàng)
（1）烘箱減風(fēng)方案要結(jié)合末端治理設(shè)施進(jìn)行考慮。
（2）以上工作需要凹印設(shè)備供應(yīng)商、熱風(fēng)配套供應(yīng)商、凹印企業(yè)等各方協(xié)調(diào)努力。
（3）凹印設(shè)備供應(yīng)商有責(zé)任根據(jù)現(xiàn)有情況，對(duì)凹印機(jī)烘箱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，重新設(shè)計(jì)烘箱和熱風(fēng)系統(tǒng)。
（4）凹印企業(yè)要結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、幅寬等選用凹印機(jī)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)盡量減少專色版，以減少上墨量，尤其注意控制占到用墨量一半的白墨，同時(shí)還要努力說服客戶注重包裝功能，采用精簡包裝，著眼長遠(yuǎn)，一同推進(jìn)環(huán)保事業(yè)。
（5）食品包裝凹印產(chǎn)品溶劑殘留標(biāo)準(zhǔn)目前為5mg/m2，但凹印生產(chǎn)中排放到大氣中的廢氣折算后可達(dá)到5000mg/m2，是溶劑殘留標(biāo)準(zhǔn)的1000倍以上，所以應(yīng)充分考慮全產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)保，從而制定合理的標(biāo)準(zhǔn)。
（6）目前凹印行業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m3（各地區(qū)會(huì)有差異），而凹印機(jī)烘箱直排或減風(fēng)增濃后，排放廢氣濃度約為0.5～5.0g/m3，如果對(duì)其不加以治理而是直排，會(huì)超標(biāo)10～100倍，這才是治污減排的控制重點(diǎn)。從治污整體環(huán)節(jié)來看，廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)制定為50mg/m3或者30mg/ m3意義都不大，而是要對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益等統(tǒng)籌考慮，標(biāo)準(zhǔn)太嚴(yán)會(huì)造成治污成本太高，不如標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)有效控制重點(diǎn)，排污則更有成效；標(biāo)準(zhǔn)一刀切也不好，如洛陽天寶等供應(yīng)商推出的有機(jī)廢氣回收利用裝置，實(shí)質(zhì)更綠色、更環(huán)保，國家應(yīng)該予以引導(dǎo)和大力扶持。
對(duì)凹印機(jī)烘箱進(jìn)行密封圍護(hù)并減風(fēng)優(yōu)化后，以200米/分的凹印機(jī)為例，如果沒有滿版凹印單元，每個(gè)凹印單元的排風(fēng)量約為1000m3/h（此數(shù)值為進(jìn)出料口維持負(fù)壓的無組織新風(fēng)總和），有組織新風(fēng)進(jìn)風(fēng)可以為零，凹印總排放廢氣總量減少40%～80%，同時(shí)廢氣濃度相應(yīng)提高，前端烘干能耗和排風(fēng)風(fēng)機(jī)電耗大幅減少，末端廢氣治理設(shè)施投資和運(yùn)行費(fèi)用也大幅降低，非常有利于下一步的廢氣末端治理。
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