15.4.3 高速热风烘干装置
高速热风烘干装置，热风干燥温度比煤气火焰干燥温度低，热转变过程快，对油墨光泽影响不大。因此对要求高的彩色印件，一般采用高速热风烘干装置。
1.高速热风烘干装置结构
高速热风烘干装置如图15-7所示。纸带9在烘干箱内上下两排喷嘴7中，由左向右运行。高速热风烘干装置由空气加热装置、烘干箱和废气处理装置等组成。
（1）加热装置 通常用煤气把空气加热。加热装置主要由燃烧器风机2、新鲜空气风机4、换热器5、煤气燃烧器6、后燃烧器8等组成。
图15-7 高速热风烘干装置
1—循环风机 2—燃烧器风机 3—废气排出管道 4—新鲜空气风机 5—换热器 6—煤气燃烧器 7—喷嘴 8—后燃烧器 9—纸带
（2）烘干箱 纸带在烘干箱内，在上下两排的喷嘴7作用下，保证纸带正常运行和加热油墨，使油墨中易挥发的溶剂经加热迅速挥发，油墨内的树脂被加热软化，固体的颜料颗粒渗入半流动状态的树脂中。烘干箱主要由循环风机1、喷嘴7等组成。
（3）废气处理装置 主要是将烘干箱内，经废气排出管道3排出的废气进行处理，使大部分热能被回收再利用；废气中的油墨溶剂被净化，废气达到排放标准后排出。
纸带在高速热风烘干装置中没有任何支撑，完全由上下两排喷嘴7形成的气垫支撑，“悬浮”在空中运行（见图15-8、图15-9）所以，高速热风烘干装置亦称悬浮烘干装置。
图15-8 喷嘴排列和结构
a）两种喷嘴相间设置 b）两种喷嘴结构
1—热风喷嘴 2—气垫喷嘴
2.高速热风烘干装置的长度
为了保证烘干质量，烘干箱必须有一定的长度。一般卷筒纸需在烘干区域保持0.8～1s的时间。例如印刷速度为8m/s，则烘干箱的长度约需6.4～8m长。
图15-9 喷嘴形成的气垫
3.高速热风烘干装置的新改进
由于印刷速度和对印刷品质量及环保要求的不断提高，对烘干的要求越来越严格。因此，高速热风烘干装置也不断改进。
（1）MEGTEC公司的Dual-DryTM TNV热风烘干装置 主要改进如下：
1）喷嘴的改进。喷嘴一方面喷出热空气，加热油墨，另一方面是形成气垫，保证纸带平稳运行。
传统的喷嘴同时兼具两种功能，有时会顾此失彼。Dual-DryTM TNV的改进，是将两种功能分开。分成热风（热传递）喷嘴，高漂浮（Hi-FloatTM）气垫（卷筒纸运行）喷嘴，并取得专利，两种喷嘴相间设置，如图15-8a所示。
两种喷嘴结构如图15-8b所示。热风喷嘴为多排喷气孔，主要给纸带加热烘干。气垫喷嘴为单排喷气孔，专门负责纸带平稳运行。纸带从最后一个印刷机组进入烘干箱后，一直到冷却辊没有任何支撑，每隔一定的距离配置上下气垫喷嘴，形成气垫，使纸带在烘干箱内呈波浪状，平稳地通过烘干箱，不出皱折，不漂移（±3mm），不与干燥箱任何地方接触。图15-9示出气垫喷嘴形成的气垫。
2）烘干区域优化。传统热风烘干箱都分成热空气干燥和暖空气干燥两部分。热空气和暖空气有一条共同的排气管道，使干燥箱内保持一定的低压，以避免油墨溶剂的蒸气进入车间，对工人健康造成危害。
Dual-Dry TNV热风烘干装置使用3区域设计理论，把干燥区域分成加热区、蒸发区和冷却区三部分，如图15-10所示。不管烘干装置多长，都能确保各区域的比例最佳，无论什么纸张和印刷速度，都能达到最高的烘干效率。温度自动控制装置控制各区域的温度，各区域的温度控制情况见图15-10上部的三条曲线。
①加热区。如图15-10左图所示，加热区占整个烘干箱长度的40%。加热区以最快的速度达到规定的温度，以迅速起动油墨溶剂蒸发。在该区域出口处测量和控制温度（最高温度），以控制整个烘干过程。
图15-10 烘干箱分区各区占比和温度控制
②蒸发区。如图15-10中图所示，蒸发区占整个烘干箱长度的35%。在蒸发区终端保持烘干温度和排放溶剂。在该区内有新鲜空气补充，以补偿排放溶剂的空气排放。
③冷却区。如图15-10右图所示，冷却区占整个烘干箱长度的25%。冷却区域温度下降，出口处温度为90～125℃。为了尽量减少蒸发区溶剂进入冷却区，在冷却区入口处采用了取得专利的密封棒装置。该区域将残余溶剂不断抽出，并有新鲜空气补充，以避免形成凝结物。
3）温度自动控制。独特的MEGTECTM纸张温度自动控制装置，在加热区域终端有一个高温计。PLC使随后区域内的温度变化最佳化，以便与不时改变的印刷条件（印刷机速度、增湿、纸张克重）相匹配；可以较快完成准备工作，消除人为操作误差，确保稳定的烘干质量，减少纸张浪费和能耗。
4）数字排气控制装置。排入大气的排量，是根据印刷机的速度并减少能耗的原则自动调整的。
5）溶剂环保控制。Dual-Dry TNV的集成氧化装置，使用热回收技术确保符合环保要求。烘干箱内排放的含有溶剂的热气，经过换热器而进入燃烧室，溶剂在燃烧室内转化为无害气体，氧化装置中的专利挡板确保溶剂的彻底消灭并产出高能量。净化后的热风大部分回到烘干箱再利用，为烘干提供大部分热量。少量热风排入大气之前，经过采用不锈钢管和壳式换热器（换热效率65%）进一步减少能量消耗。
6）总能耗低。低压Dual-Dry喷嘴器，取消了风扇和相应的电动机，大大减少了用电量。加上选择用电量小的电气元件；采用自动控制烘干温度和数字排气控制装置；高效率换热器的集成式氧化装置；烘干箱不需要预加热等措施，大大降低了能耗。
7）气刀机构。如图15-10所示，Dual-DryTMTNV热风烘干装置，在纸带的进出口装有气刀。它们的作用之一是控制进入烘干箱的新鲜空气和防止边界层随纸带同时进入冷却辊，影响纸带和油墨的冷却干燥。
高速热风烘干箱比煤气火焰烘干箱显著的优点之一，就是它有气刀机构。纸带高速运动中，有一个和纸带同时运动的非常薄的空气层，这个空气层称之为边界层。油墨的溶剂和挥发气体蒸发出来后，就积聚于这个边界层，直到饱和，一旦边界层内的溶剂蒸气饱和，油墨中的溶剂和挥发气体继续蒸发就很困难了，必须提高烘干温度才能继续使溶剂挥发。这样不但大大降低了烘干效率，而且烘干温度也是有限度的。为了解决这个问题，增加气刀机构。
如图15-11所示，气刀机构的主要作用是驱散油墨溶剂和挥发气体形成的边界层，在边界层内造成涡流，气刀打乱了边界层，并且在气刀处同时抽风，将溶剂蒸气从烘干箱内排出。气刀的第二个作用是帮助纸带左右定位，减少纸带漂移。
气刀安装在纸带进口处，可以控制新鲜空气进入烘干箱；气刀安装在纸带出口处，还可以防止边界层随纸带同时进入冷却辊，影响冷却效果。
8）远程诊断和维护。采用西门子S7 PLC提供的、与印刷机控制系统的通信和接口，可以显示工作状况，并提供故障诊断。对于远程排障来说，调制解调器是标准配置，并有供诊断和预防性维护用的每周监控服务。
（2）美国高斯国际最新研制的Ecoset烘干箱 该烘干装置是在高斯Ecocool烘干箱的基础上进一步革新，去掉烘干箱内预冷装置，采用Ecocool小直径冷却辊，并在进入第一根冷却辊前，加装了硅油涂布装置。硅油涂布装置可以对卷筒纸进行再湿润，防止冷却辊粘墨。新的Ecoset烘干箱占地面积小；因冷却辊无冷凝现象，某些特殊印刷品不必因防止冷凝现象而降低印刷速度，从而提高印刷效率；可以减少50%以上的能耗和废气排放，降低成本和提高环保效益。
图15-11 气刀的作用
1—充满溶剂的边界层 2—气刀 3—纸带