JP2000334266A - 印刷機の排ガス処理方法およびドライヤシステム - Google Patents

印刷機の排ガス処理方法およびドライヤシステム

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JP2000334266A
JP2000334266A JP11150684A JP15068499A JP2000334266A JP 2000334266 A JP2000334266 A JP 2000334266A JP 11150684 A JP11150684 A JP 11150684A JP 15068499 A JP15068499 A JP 15068499A JP 2000334266 A JP2000334266 A JP 2000334266A
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JP
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exhaust gas
dryer
catalyst
hot air
chamber
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JP11150684A
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English (en)
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Toshihiro Toyofuku
敏宏 豊福
Shigeru Nojima
野島  繁
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷機のドライヤから排出されるインキ溶剤
を含む排ガスを従来より有利な燃費でしかもスペースが
小さい設備で処理することができる印刷機のドライヤシ
ステムを得る。 【解決手段】 印刷機のドライヤ10から排出される排
ガス1を、触媒室20においてAlおよびZrの複合酸
化物からなる担体にPdが担持されてなるハニカム形状
の触媒と接触させ、触媒室20から排出された排出ガス
2の少なくとも一部を、熱風室30を経由して印刷イン
キ乾燥用熱風4として前記ドライヤ10に循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷機のドライヤ
から排出されるインキ溶剤を含む排ガスを、触媒と接触
させて浄化する印刷機の排ガス処理方法、およびこの排
ガス処理方法を用いたドライヤシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】印刷機のドライヤからは印刷インキに含
まれる溶剤をガスとして伴った排ガスが排出される。こ
の排ガスから効率よく前記溶剤成分を除去するために、
従来から燃焼による排ガス処理方法が採用されている。
前記燃焼法には、直接燃焼方式と触媒燃焼方式とがあ
り、いずれを採用するかは、排ガス処理に伴うエネルギ
ー消費の観点から評価される。
【0003】前記の直接燃焼方式は、ドライヤから排出
された排ガス中の溶剤ガスをバーナーにより直接燃焼す
る方式であって、例えば一例の概略を図4に示すよう
に、このドライヤシステムは、印刷機のドライヤ110
と、排ガスの燃焼室120と、印刷インキ乾燥用の熱風
を生成する熱風室130とから構成されている。このド
ライヤシステムにおいて、ドライヤ110内のノズル群
112から噴射された印刷インキ乾燥用の熱風は、ドラ
イヤ内を走行する印刷紙Pに吹き付けられ、印刷インキ
中の溶剤をガスとして伴った排ガス1は、排気ファン1
15によってドライヤから排出され、高温熱交換器12
1を経由して燃焼室122に送られる。燃焼室122に
はバーナー123が設置され、このバーナー123は外
部から燃料と燃焼空気とを供給されて燃焼室123内を
例えば700℃〜800℃に加熱する。これによって溶
剤ガスは燃焼し、バーナーの燃焼ガスを伴う浄化された
高温ガスは、前記高温熱交換器121において前記排ガ
ス1と熱交換し、排ガス1を昇温させることによって例
えば500℃〜600℃に冷却され、排出ガス2として
導出される。この排出ガス2は次に、熱風室105内に
設けられた低温熱交換器131により熱交換された後、
排気として系外に排出される。前記熱風室130は、ド
ライヤのノズル群112に送るインキ乾燥用の熱風を生
成する室であって、前記低温熱交換器131を通る排出
ガス2との熱交換によって、熱風室130からドライヤ
のノズル群112を経由して再び熱風室130に循環さ
れる熱風を所定の乾燥温度に加熱する。この熱風室13
0にはバーナー132が設置されているが、このバーナ
ー132は、ドライヤ110の運転を開始する時に熱風
を生成するために用いられる。
【0004】一方、触媒燃焼方式は、ドライヤから排出
された溶剤ガスを触媒を用いて分解する方式であり、例
えば一例の概略を図5に示すように、ドライヤ210か
ら排気ファン215によって排出された排ガス1は、加
熱室221において外部から燃料と燃焼用空気とを供給
されるバーナー222によって所定温度に加熱された
後、ペレット状の白金触媒223が充填された触媒室2
20に送られ、400℃〜500℃の温度で触媒と接触
し、印刷インキの溶剤ガスが分解され、浄化された排出
ガス2は、一部が熱交換パイプ224を通る前記排ガス
1を加熱しながら熱交換器230に至り、ドライヤ21
0に供給する空気を加熱した後、排気として系外に送ら
れるようになっている。
【0005】前記の直接燃焼方式と触媒燃焼方式とをエ
ネルギー消費の観点から比較すると、触媒燃焼方式の場
合は、排ガスの燃焼温度が400℃〜500℃と比較的
低いので、印刷ロットの規模による燃費の差は比較的少
ないものの、熱交換における温度差が小さいので伝熱効
率が悪く、燃費の絶対値としては全般的に不利な水準に
ある。一方、直接燃焼方式の燃費は印刷ロットの規模に
依存し、印刷ロット規模が大きくなる従って溶剤ガスの
燃焼熱を効率よく回収できるので燃費が触媒燃焼方式よ
り有利になり、印刷ロット規模が小さい場合は、図柄切
り替えの待ち時間や急激な運転立ち上げのために燃費的
に不利になる傾向を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の排ガス処
理方法は、直接燃焼方式と触媒燃焼方式とに係わらず、
処理温度が比較的高く、しかも熱の回収が効率の悪い熱
交換器によっているので燃費が嵩み、印刷コストの上昇
を招く一因となっていた。また、特に前記直接燃焼方式
は、大容量の燃焼室、高温熱交換器、低温熱交換器など
の設備や高温処理に伴う付帯設備などに多大のスペース
と経費とを要する点が問題となっていた。本発明は前記
の課題を解決するためになされたものであって、従って
その目的は、印刷機のドライヤから排出されるインキ溶
剤を含む排ガスを従来より有利なエネルギー消費で、し
かもスペースの小さい設備で浄化することができる印刷
機の排ガス処理方法およびドライヤシステムを提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、印刷機のドライヤから排出される排ガス
を、アルミニウムおよびジルコニウムの複合酸化物から
なる担体にパラジウムが担持されてなる触媒と接触させ
る排ガス処理方法を提供する。
【0008】Al(アルミニウム)およびZr(ジルコ
ニウム)の複合酸化物からなる担体にパラジウムが担持
されてなる触媒(以下、「本触媒」という)は、従来の
触媒燃焼方式において印刷機の排ガス処理に用いられて
いた白金触媒に比べて印刷インキの溶剤ガスに対する分
解活性が例えば約9倍程度と高く、白金触媒に比べて5
0℃〜100℃も低い温度で接触分解が可能であること
がわかった。接触分解温度が低いので排ガス処理に要す
るエネルギー消費が従来の触媒燃焼方式に比べて大幅に
低減する。
【0009】前記本触媒はハニカム形状に成形されてな
ることが好ましい。これによって、ペレット触媒に比べ
て触媒の活性表面積が拡大し、排ガスの通過抵抗が減少
し、同一性能の直接燃焼方式における燃焼室に比べ、ハ
ニカム形状の本触媒を用いるときは触媒室が例えば約1
/20のスペースで済むというように、小さいスペース
で効率よく排ガス浄化ができるようになる。
【0010】前記において、本触媒と接触した後の排出
ガスの少なくとも一部は、印刷インキ乾燥用の熱風とし
て前記ドライヤに循環することが好ましい。本触媒は比
較的低温で溶剤ガスを分解することができるとはいえ、
本触媒と接触した後の排出ガスは一般に、ドライヤにお
いて印刷インキを乾燥させるに充分な温度を保持してい
る。従って前記排出ガスをドライヤに直接循環させるこ
とによって、ドライヤに送る印刷インキ乾燥用の熱風を
生成するためのエネルギー消費を節減することができ
る。
【0011】本発明はまた請求項4において、印刷機の
ドライヤから排出される排ガスを前記本触媒と接触させ
る接触手段と、この接触手段から排出された排出ガスの
少なくとも一部を印刷インキ乾燥用の熱風として前記ド
ライヤに循環する循環手段とを有する印刷機のドライヤ
システムを提供する。このドライヤシステムは、前記接
触手段から排出された排出ガスを直接、ドライヤにおけ
る印刷インキの乾燥に循環使用するので、従来のように
熱交換器を介することによる熱損失もなく、エネルギー
の有効活用が達成されると共に、熱交換器およびその付
帯設備を要しないので、設備費もスペースも従来より大
幅に削減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により図面を用いて説明する。この実施例は、いかな
る観点からも本発明を制限するものではない。図1に本
発明のドライヤシステムの一実施例を示す。図1におい
てこのドライヤシステムは概略、ドライヤ10と触媒室
20と熱風室30とからなっている。ドライヤ10は、
印刷紙Pの搬送路11と、この搬送路11に搬入された
印刷紙Pに熱風を吹き付ける1段目ノズル群12aと、
この1段目ノズル群12aからドライヤ10内に噴射さ
れた熱風を前記熱風室30を介して循環させる第1循環
系13と、ドライヤ10内の熱風を2段目ノズル群12
bからドライヤの後半を進行中の印刷紙Pに吹き付ける
ための第2循環系14と、排気ファン15によりドライ
ヤ中の溶剤ガスを含む排ガス1を引き出す排ガス管16
とを備えている。
【0013】触媒室20は、前記排ガス管16から導入
された排ガス1と触媒反応の温度を維持するために導入
される調温用の空気5とを混合する予熱室21と、ハニ
カム状に成形された本触媒が充填された触媒床22と、
触媒床22を通過した排出ガス2を導出する排出ガス管
23とを有している。熱風室30は、排出ガス管23か
らの排出ガス2を導入する排出ガス導入口31と、前記
第1循環系13の循環ガス導入口32と、熱風室30内
で前記排出ガス2と第1循環ガス3とが混合された混合
ガス4をドライヤの前記1段目ノズル群12aに供給す
る熱風供給管33とを有している。前記排出ガス管23
は、排出ガス2の一部を系外に排気として排出する流量
調整弁付きの側管24を有している。また前記熱風室3
0内には、補助バーナー34が設けられていて、この補
助バーナー34は外部から燃料と燃焼空気とが供給され
て熱風を生成するようになっている。
【0014】前記触媒床22に充填した本触媒は以下の
ようにして調製した。図2に示すように、直径1インチ
で、1平方インチ当たり200の開口を有するハニカム
状のコージェライト(2MgO・2Al23・5Si0
2 )基材に、担体となるZrO2 ・Al23(20:8
0)複合酸化物の粉末をウォッシュコートし、1000
℃で焼付けしてハニカム状担体を得た。ZrO2 ・Al
23複合酸化物のコート量は、前記ハニカム状担体10
0重量部当たり20重量部であった。次にこのハニカム
状担体を塩化パラジウム水溶液に浸漬し、乾燥後400
℃で水素還元し、本触媒を得た。
【0015】この実施例のドライヤシステムは下記のよ
うに運転することができる。図1において、ドライヤ1
0の搬送路11に印刷インキを担持した印刷紙Pをセッ
トし、第1循環系13と第2循環系14とを作動すると
共に熱風室30の補助バーナー34を点火し、所定温度
に加熱した熱風を1段目ノズル群12aから噴射しなが
ら印刷紙Pを進行方向前方に搬送する。ドライヤの後半
を進行する印刷紙Pには、1段目ノズル群12aからド
ライヤ10内に噴射された熱風が第2循環系14により
2段目ノズル群12bを通して再噴射され、これによっ
て印刷紙Pの乾燥は終了する。
【0016】ドライヤ10内の印刷インキ溶剤(例えば
12〜C16の炭化水素)を含む排ガス1は、排気ファン
15により排ガス管16に導出され、触媒室20に送ら
れる。触媒室の予熱室21において、排ガス1は調温用
空気5と混合され、例えば200℃〜350℃の範囲内
の温度で触媒床22に送られる。触媒床22では排ガス
1中の溶剤ガスが接触分解され、浄化された排出ガス2
が排出ガス管23に導出される。導出された排出ガス2
は、一部が側管24を経由して排気として系外に排出さ
れ、必要量の排出ガス2が導入口31から熱風室30内
に導入され、循環ガス導入口32から導入される第1循
環系13の循環ガス3と混合され、必要なら補助バーナ
ー34を点火して温度が調整され、熱風供給管33を経
由して1段目ノズル群12aに供給される。
【0017】(比較例)比較のため、前記実施例と同様
の装置を用い、ただし触媒床22に白金触媒を充填した
ドライヤシステムを構成した。この比較例に用いた白金
触媒は下記のように調製した。実施例に用いたと同様の
ハニカム状コージェライト基材にAl23粉末をウォッ
シュコートし、1000℃で焼付けしてハニカム状担体
を得た。次にこのハニカム状担体を硝酸白金水溶液に浸
漬し、乾燥後400℃で水素還元した。
【0018】(燃焼試験)前記実施例のドライヤシステ
ムと比較例のドライヤシステムとを用い、下記の同一条
件で運転し、排ガス中の溶剤ガスの燃焼率(%)を比較
した。 排ガス:C12〜C16の炭化水素溶剤を1000ppm 含
有。 触媒床温度:200℃、250℃、300℃の3水準。 GHSV:40,000h-1 結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1において、ZrO2・Al2O3に担持
されたPdからなる本触媒を用いた実施例のドライヤシ
ステムは、200℃〜300℃の低温域において優れた
溶剤分解能を示している。一方、従来のPt/Al23
触媒を用いた比較例の場合は、前記低温域において実用
的な分解能が得られなかった。この結果から、実施例の
ドライヤシステムが従来の触媒燃焼型ドライヤシステム
に比べてエネルギー消費を大幅に低減できることがわか
る。
【0021】(運転試験)前記実施例による本発明方式
のドライヤシステム、前記図4に示した従来の直接燃焼
方式のドライヤシステム、および前記図5に示した従来
のペレット状白金触媒燃焼方式のドライヤシステムにつ
いて、印刷ロットの規模による熱量消費の変化を計測し
た。結果を図3に示す。この図3から、ペレット状白金
を用いた従来の触媒燃焼方式は印刷ロット規模に係わら
ず全般的に熱量消費の水準が高く、従来の直接燃焼方式
は、印刷ロット規模が小さい場合は従来の触媒燃焼方式
より不利であるが、印刷ロット規模が大きくなるに従
い、熱量消費が減少している。本発明方式のドライヤシ
ステムにおける熱量消費は、印刷ロット規模が大きくな
るに従い熱量消費が減少する傾向を示すが、いずれの印
刷ロット規模においても、従来の直接燃焼方式、触媒燃
焼方式のいずれよりも大幅に熱量消費が少なく、印刷機
のドライヤ排ガスを低コストで浄化できることがわか
る。
【0022】
【発明の効果】本発明の印刷機の排ガス処理方法および
ドライヤシステムは、ドライヤから排出される排ガス
を、アルミニウムおよびジルコニウムの複合酸化物から
なる担体にパラジウムが担持されてなる触媒と接触させ
るものであるので、従来の白金触媒を用いた触媒燃焼方
式のドライヤシステムに比べてエネルギー消費が大幅に
削減できる。また、触媒と接触した後の排気の少なくと
も一部を、印刷インキ乾燥用熱風として前記ドライヤに
循環するようにすれば、従来の直接燃焼方式、触媒燃焼
方式のいずれよりも大幅に有利な燃費で、しかも構造が
簡単かつスペースが小さい設備を用いて、印刷機の排ガ
スを浄化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるドライヤシステムを
示す工程図
【図2】 本発明の一実施例に用いる触媒形状を示す斜
視図
【図3】 本発明のドライヤシステムと従来の白金触媒
燃焼方式および直接燃焼方式のドライヤシステムとの印
刷ロット規模と熱量消費との関係を示すグラフ
【図4】 従来の直接燃焼方式ドライヤシステムの一例
を示す工程図
【図5】 従来の触媒燃焼方式ドライヤシステムの一例
を示す工程図
【符号の説明】 1:排ガス 2:排出ガス 4:印刷インキ乾燥用熱風 10:ドライヤ 11:搬送路 12a:1段目ノズル群 12b:2段目ノズル群 13:第1循環系 15:排気ファン 16:排ガス管 20:触媒室 21:予熱室 22:触媒床 23:排出ガス管 30:熱風室 31:排出ガス導入口 32:循環ガス導入口 33:熱風供給管 34:補助バーナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D048 AA21 BA03X BA03Y BA08X BA08Y BA31X BA31Y BA39X BA39Y BA42X BA42Y BB02 4G069 AA01 AA15 BA13B BA17 BB06A BB06B BC16A BC16B BC51A BC51B BC72A BC72B CA01 EA18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印刷機のドライヤから排出される排ガス
    を、アルミニウムおよびジルコニウムの複合酸化物から
    なる担体にパラジウムが担持されてなる触媒と接触させ
    ることを特徴とする印刷機の排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】 前記触媒がハニカム形状に成形されてな
    ることを特徴とする請求項1に記載の印刷機の排ガス処
    理方法。
  3. 【請求項3】 前記触媒と接触した後の排出ガスの少な
    くとも一部を、印刷インキ乾燥用の熱風として前記ドラ
    イヤに循環することを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載の印刷機の排ガス処理方法。
  4. 【請求項4】 印刷機のドライヤから排出される排ガス
    をアルミニウムおよびジルコニウムの複合酸化物からな
    る担体にパラジウムが担持されてなる触媒と接触させる
    接触手段と、この接触手段から排出された排出ガスの少
    なくとも一部を、印刷インキ乾燥用の熱風として前記ド
    ライヤに循環する循環手段とを有することを特徴とする
    印刷機のドライヤシステム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108662598A (zh) * 2018-07-16 2018-10-16 浏阳市源友印务包装有限公司 一种印刷机废气收集排放系统
CN114307563A (zh) * 2021-12-03 2022-04-12 江苏龙泰环保设备制造有限公司 一种染料废气吸附净化方法

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