本發(fā)明總的涉及一種廢電路板的處理技術,具體涉及一種廢電路板回收利用的系統(tǒng)及方法。
背景技術:
廢電路板的成分比較雜亂,除打印線路板之外,還富含集成電路和各種電子元器件,首要成分是二氧化硅、銅箔、鉛、錫、鐵微量的貴金屬和塑料、樹脂、油漆等有機物質,因而處置難度比廢覆銅板、廢打印線路板的處置難度大。
廢電路板的回收是一個相當復雜的過程。目前,國內外主要著重于對貴重金屬回收的研究,但是關于非金屬材料無害化和資源化的研究相對較少。從PCB的組成能夠看出,樹脂塑料等高分子材料占廢PCB重量的30%左右,加上與樹脂粘結在一起的玻璃纖維等增強材料,其重量達到電路板總重量60%以上。電路板的增強材料主要是玻璃纖維布,因此具有很高的回收利用價值。
目前廢電路板熱解主要有兩種不同工藝,一是廢舊線路板經(jīng)過預處理后全部進行熱解;二是廢電路板經(jīng)預處理粉碎,由物理方法回收金屬后的非金屬殘渣進行熱解。第一種熱解工藝可使電路板中的溴化環(huán)氧樹脂等有機黏結材料在高溫下分解,破壞樹脂層的黏結效果,金屬和玻璃纖維等成分留在反應器中作為固相殘渣,釆用簡單的粉碎、磁選、渦電流分選等方法將其分選回收,此外熱解產(chǎn)生的氣體和焦油可用作燃料或化工原料,屬于“前置熱解法”。第二種工藝路線是把物理回收金屬和熱解處理非金屬回收能量或化工原料兩個過程串聯(lián)起來,屬于“后置熱解法”。若將廢電路板為原料,經(jīng)碳化之后可以生產(chǎn)出油、氣和固體碳,部分替代煤、油、天然氣等資源。但是,為了確保經(jīng)濟效益,仍然需要開發(fā)出對廢電路板熱解相合適的工藝路線。
然而由于有的廢電路板中金屬和非金屬粘結牢固,由于廢電路板強度高、硬度大,以及各主要成分熱解熔化溫度差異較大,因而熱解溫度的控制相當重要,如果控制溫度不當熱解效率低,金屬與非金屬不能很好分離或各成分熱解揮發(fā)不充分,達不到熱解要求,不便于后續(xù)利用。
還有,由于廢電路板成分的特殊性,使得熱解后產(chǎn)生許多有毒有害物質,現(xiàn)有技術廢電路板熱解處理后生成的物質如果不及時處理,還有可能進一步成為污染源。
因此,針對上述技術存在的不足,為了能夠高效地實現(xiàn)對廢電路板的熱解,并及時對熱解后的非金屬部分進行資源化利用,有待提出一種新的廢電路板的處理技術。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種廢電路板回收利用的系統(tǒng)及方法,以能夠高效地實現(xiàn)對廢電路板的熱解,并及時對熱解后的非金屬部分進行資源化利用。
本發(fā)明提供一種廢電路板回收利用的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括依序設置的廢電路板熱解爐、靜電分離器和多段爐,其中,所述廢電路板熱解爐內設有反應室和燃燒器;所述廢電路板熱解爐的頂部設有進料口和熱解油氣出口;所述廢電路板熱解爐的底部設有熱解固體出口;所述靜電分離器設有熱解固體入口和熱解炭出口,所述熱解固體入口與所述廢電路板熱解爐的熱解固體出口相連;所述多段爐具有熱解炭入口、活化氣體進口和活性炭出口,所述熱解炭入口與所述靜電分離器的熱解炭出口連接。
上述的系統(tǒng),所述系統(tǒng)還包括冷卻和凈化單元,所述冷卻和凈化單元設有熱解油氣入口、熱解氣出口和熱解油出口,所述熱解油氣入口與所述廢電路板熱解爐的熱解油氣出口相連。
上述的系統(tǒng),所述冷卻和凈化單元的熱解氣出口與所述廢電路板熱解爐內的燃燒器的燃燒氣體入口相連。
上述的系統(tǒng),所述多段爐的活化氣體進口連接水蒸氣輸送管道和/或二氧化碳氣體輸送管道。
上述的系統(tǒng),所述燃燒器為多組,所述燃燒器沿所述廢電路板熱解爐的水平方向間隔分布,并且每組所述燃燒器均可獨立控制操作。
上述的系統(tǒng),所述系統(tǒng)還包括設于所述廢電路板熱解爐前的預處理裝置。
上述的系統(tǒng),所述預處理裝置包括兩級破碎機,用于將廢電路板破碎成適合廢電路板熱解爐處理的小粒徑熱解原料。
本發(fā)明還提供一種利用上述系統(tǒng)進行廢電路板回收利用的方法,所述方法包括步驟:
將廢電路板熱解原料送至所述廢電路板熱解爐進行熱解處理,得到熱解固體和熱解油氣;
將所述熱解固體送至所述靜電分離器,使所述熱解固體產(chǎn)物中的熱解炭和金屬分離,得到熱解炭;
將所述熱解炭送至所述多段爐進行活化處理。
上述的方法,所述方法進一步還包括步驟:將所述廢電路板熱解爐的熱解油氣凈化分離后得到的熱解氣輸入所述廢電路板熱解爐的燃燒器內。
上述的方法,所述方法還進一步包括步驟:通過調整通入所述燃燒器中燃氣的流量對熱解過程進行精確控溫。
本發(fā)明的有益效果在于,利用廢電路板熱解爐進行熱解,能夠通過調整通入所述燃燒器中的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,對熱解后的金屬與非金屬進行了及時的靜電分離,使得非金屬物質進行了資源化利用。本發(fā)明的技術方案,解決了原有廢電路板熱解效率低熱解不充分、對熱解后的非金屬部分不能及時得到處理進而可能進一步成為污染源的問題。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的廢電路板熱解制備活性炭的結構示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例的廢電路板熱解制備活性炭的流程示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例的廢電路板熱解制備活性炭的流程結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例,對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明,以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而,以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的,而不是對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、”縱向”、”橫向”、”長度”、”寬度”、”厚度”、”上”、”下”、”前”、”后”、”左”、”右”、”豎直”、”水平”、”頂”、”底”、”內”、”外”、”順時針”、”逆時針”、”軸向”、”徑向”、”周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
此外,術語”第一”、”第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此,限定有”第一”、”第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中,”多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語”安裝”、”相連”、”連接”、”固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系,除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征”上”或”下”可以是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在第二特征”之上”、”上方”和”上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征”之下”、”下方”和”下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提出了一種廢電路板制備活性炭的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例,該利用廢電路板制備活性炭系統(tǒng)包括:熱解爐,具有熱解固體產(chǎn)物出口,并且所述熱解爐內部設置有燃燒器;靜電分離器,具有熱解固體產(chǎn)物入口和熱解炭出口,所述熱解固體產(chǎn)物入口與所述熱解固體產(chǎn)物出口相連,并且所述靜電分離器可實現(xiàn)金屬和非金屬分離;多段爐,所述多段爐具有熱解炭入口,所述熱解炭入口與所述熱解炭出口相連。
多段爐又稱多膛爐或機械爐,特點是廢物在爐內的停留時間長,活化后氣體中含塵量少,能揮發(fā)較多的水分,可以使用多種燃料,燃燒效率較高,可以利用任何一層的燃料燃燒器以提高爐內溫度。本發(fā)明利用該項優(yōu)點,采用多段爐對熱解炭進行活化處理。因為活化時間對活性炭的孔結構有著很大的影響,隨活化時間的延長活性炭的燒失率增大,比表面積和碘吸附值先增大后減少,活化時間應該剛好使原料中的水分和揮發(fā)分脫除掉,實現(xiàn)物料的擴孔和增孔,滿足廢料電路板熱解后的物質活化要求。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過采用內部設置蓄熱式輻射管的廢電路板熱解爐與現(xiàn)有的多段爐進行聯(lián)用制備活性炭,而無需對現(xiàn)有的多段爐進行改造,即可將靜電分離器中分離得到的固體炭送至多段爐進行活化產(chǎn)生活性炭,由于廢電路板熱解爐采用蓄熱式輻射管為熱解過程提供熱源,可以通過調整通入蓄熱式輻射管的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,并且該蓄熱式輻射管可以通過在兩端實現(xiàn)快速換向和蓄熱式燃燒,可以保證廢電路板熱解爐中溫度場的均勻性,從而可以顯著提高廢電路板熱解效率。
同時較傳統(tǒng)的使用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源的熱解反應裝置相比,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率且所得清潔的熱解氣混合物,通過冷卻和凈化單元分離獲得的熱解氣可作為熱解爐熱解需要的熱量和蓄熱式管式加熱爐加熱需要的熱量,通過二氧化碳分離器分離得到活化所需的氣化劑,無需外供大量熱源和活化劑,進而可以解決現(xiàn)有的廢電路板制備活性炭運行費用高工藝復雜,且現(xiàn)有的熱解爐與多段爐耦合性高導致的操作不穩(wěn)定的問題,同時采用該廢電路板熱解爐可以解決熱解爐易結焦、易堵塞問題,然后通過采用蓄熱式輻射管燃燒器回收利用熱解氣,較現(xiàn)有技術相比可以降低設備投資成本。
另外,通過將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱解炭分離金屬后直接熱送至多段爐與二氧化碳反應,不僅能夠確保多段爐直接制備活性炭,而且可以顯著提高能量利用率,并且有利用該廢電路板制備活性炭系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
下面參考圖1、圖2和圖3對本發(fā)明實施例的利用廢電路板制備活性炭系統(tǒng)進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例,該利用廢電路板制備活性炭系統(tǒng)包括:熱解爐100、多段爐200和靜電分離器300。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,熱解爐100具有進料輸送系統(tǒng)101、熱解氣出口102、熱解固體產(chǎn)物出口104,并且熱解爐100內部設置有多組燃燒器103,且適于將廢電路板進行熱解反應,從而可以得到熱解固體產(chǎn)物和熱解氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過采用內部設置蓄熱式輻射管的廢電路板熱解爐與現(xiàn)有的多段爐進行聯(lián)用制備活性炭,而無需對現(xiàn)有的多段爐進行改造,即可將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的熱解炭送至多段爐進行活化產(chǎn)生活性炭,由于廢電路板熱解爐中采用蓄熱式輻射管為熱解過程提供熱源,可以通過調整通入蓄熱式輻射管的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,并且該蓄熱式輻射管可以通過在兩端實現(xiàn)快速換向和蓄熱式燃燒,可以保證廢電路板熱解爐中溫度場的均勻性,從而可以顯著提高廢電路板熱解效率,同時較傳統(tǒng)的使用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源的熱解反應裝置相比,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率且所得清潔的熱解氣混合物,通過直接燃燒分離獲得的熱解氣,無需對高溫油氣的除塵,進而可以解決現(xiàn)有的廢電路板制備活性炭前段熱解工藝復雜,且現(xiàn)有的熱解爐與多段爐耦合性高導致的操作不穩(wěn)定的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進料輸送系統(tǒng)101可以設在熱解爐100的上端,且適于將廢電路板供給至熱解爐內部。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例,熱解炭出口104可以設在熱解爐100的底端,且適于將熱解過程產(chǎn)生的熱解固體排出熱解爐。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例,熱解氣出口102可以設在熱解爐100的爐側壁上,且適于將熱解過程產(chǎn)生的熱解氣排出熱解爐。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例,燃燒器103在熱解爐100中沿熱解爐水平方向間隔分布,并且每組燃燒器均采用蓄熱式輻射管,可獨立控制操作。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,多段爐200具有二氧化碳入口201、熱解炭入口202、氣體出口203和活性炭出口204,熱解炭入口202與熱解炭出口302相連,且適于將熱解炭進行活化處理,從而可以獲得活性炭。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的熱解炭分離金屬后直接熱送至多段爐頂部與二氧化碳逆流接觸反應,不僅能夠確保多段爐直接制備活性炭,而且可以顯著提高能量利用率,并且有利用該廢電路板制備活性炭系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例,參考圖2和圖3,原料預處理系統(tǒng)120可以包括接收廢電路板原料倉110進口和廢電路板出口。原料預處理系統(tǒng)120還包括雙軸破碎機,通過對送入的廢電路板進行破碎預處理,可將廢電路板破碎成適合熱解爐處理的小粒徑物料,從而實現(xiàn)熱解爐正常連續(xù)運轉和熱解效率。
根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例,冷卻和凈化單元400具有熱解油氣混合物入口、熱解氣出口和熱解油出口,所述熱解油氣混合物入口與所述熱解爐100相連,且所述冷卻和凈化單元分離后的熱解氣通入所述燃燒器內進行燃燒。
根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例,燃燒器103具有燃燒器熱解氣入口和燃燒器煙氣出口,該燃燒器103熱解氣入口與冷卻和凈化單元400相連,由冷卻和凈化單元為燃燒器103提供氣源,滿足燃燒器的燃燒。燃燒產(chǎn)生的煙氣從燃燒器煙氣出口排出,確保熱解爐100爐膛氣氛與燃燒器103氣氛隔離,實現(xiàn)廢電路板熱解在絕氧氣氛下進行,確保了熱解氣具有較高的熱值,同時有效抑制了有毒有害氣體的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例,二氧化碳分離器700入口與燃燒器103燃燒后的煙氣600連接,將煙氣中的二氧化碳分離后送入后段。
根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例,蓄熱式管式加熱爐900入口分別與二氧化碳分離器700出口及熱解油儲罐800出口連接,用熱解產(chǎn)生的部分熱解油作為熱源為二氧化碳加熱,加熱后的高溫氣體通過二氧化碳入口送入多段爐200中,并且與熱解爐100排出的熱解炭發(fā)生反應制得活性炭。
在本發(fā)明的第二個方面,本發(fā)明提出了一種利用廢電路板制備活性炭的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例,該方法是利用上述制備活性炭的系統(tǒng)進行的。根據(jù)本發(fā)明的實施方案,該方法包括:(1)將廢電路板送至所述預處理裝置進行預處理,從而得到熱解原料;(2)將預處理后廢電路板送至所述熱解爐進行熱解處理,以便得到熱解固體產(chǎn)物和熱解油氣;(3)將所述熱解油氣送至冷卻和凈化單元,以便得到熱解油和熱解氣;(4)將所述熱解氣輸送至燃燒器進行燃燒,為熱解爐提供熱量,且燃燒產(chǎn)生可供所述多段爐反應的熱煙氣;(5)將所述熱解油送至熱解油儲罐儲存;(6)將所述燃燒器產(chǎn)生的煙氣送至二氧化碳分離器進行分離,以便得到二氧化碳;(7)將所述的熱解固體產(chǎn)物送至靜電分離器中進行磁選分離,分離出熱解炭和金屬;(8)將所述熱解炭送至所述多段爐,使熱解炭與二氧化碳發(fā)生反應,以便得到活性炭。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過采用內部設置蓄熱式輻射管的廢電路板熱解爐與現(xiàn)有的多段爐直接進行聯(lián)用制備活性炭,而無需對現(xiàn)有的多段爐進行改造,即可將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱解炭送至多段爐進行活化產(chǎn)生活性炭,由于廢電路板熱解爐中采用蓄熱式輻射管為熱解過程提供熱源,可以通過調整通入蓄熱式輻射管的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,并且該蓄熱式輻射管可以通過在兩端實現(xiàn)快速換向和蓄熱式燃燒,可以保證廢電路板熱解爐中溫度場的均勻性,從而可以顯著提高廢電路板熱解效率,同時較傳統(tǒng)的使用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源的熱解反應裝置相比,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率且所得清潔的熱解氣混合物,通過油氣分離獲得的熱解氣可作為熱解爐熱解需要的熱量,通過冷卻和凈化單元分離獲得的熱解氣可作為熱解爐熱解需要的熱量和蓄熱式管式加熱爐加熱需要的熱量,通過二氧化碳分離器分離得到活化所需的氣化劑,無需外供大量熱源和活化劑,進而可以解決現(xiàn)有的廢電路板制備活性炭運行費用高工藝復雜,且現(xiàn)有的熱解爐與多段爐耦合性高導致的操作不穩(wěn)定的問題,同時采用該廢電路板熱解爐可以解決熱解爐易結焦、易堵塞問題,然后通過采用蓄熱式輻射管燃燒器回收利用熱解氣,較現(xiàn)有技術相比可以降低設備投資成本,另外,通過將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的熱解炭分離金屬后直接送至多段爐與二氧化碳反應,不僅能夠確保多段爐直接制備活性炭,而且可以顯著提高能量利用率,并且有利于該廢電路板制備活性炭系統(tǒng)的穩(wěn)定性。需要說明的是,上述針對一種制備活性炭系統(tǒng)所描述的特征和優(yōu)點同樣適用于利用廢電路板制備活性炭的方法,此處不再贅述。
下面參考圖1、圖2和圖3對本發(fā)明實施例的一種利用廢電路板制備活性炭的方法進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例,該方法包括如下步驟:
原料前處理:將廢電路板經(jīng)過預處理后得到能作為熱解的原料。
將廢電路板送至送入破碎機中,可將廢電路板破碎成粒徑不大于2mm小顆?;蚍蹱畹目蓾M足熱解要求的原料。
(2)裝入原料:將上述物料通過螺旋輸送系統(tǒng)送入熱解爐100中,物料均勻布料在布料板上,料層厚度為100-120mm。
(3)置換及氣密性檢測:在確保整個制備活性炭系統(tǒng)內部閥門開啟,各個設備相通,向系統(tǒng)一端通入一定量氮氣或二氧化碳,將整個系統(tǒng)進行置換,排掉系統(tǒng)內空氣,關上放氣閥,確保整個系統(tǒng)的氣密性良好。
(4)物料熱解:根據(jù)本發(fā)明的實施例,將上述經(jīng)過原料預處理后的物料通過熱解爐上部進料口進入入口倉,在熱解爐內布料刮板作用下,物料均勻布料在反應器布料板上,并向熱解爐內蓄熱式輻射管中供給燃料,以便采用廢電路板熱解爐對廢電路板進行熱解反應,從而得到熱解炭和熱解氣。通過采用內部設置蓄熱式輻射管的廢電路板熱解爐與現(xiàn)有的多段爐進行聯(lián)用制備活性炭,而無需對現(xiàn)有的多段爐進行改造,即可將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的分離后的熱解炭送至多段爐進行活化產(chǎn)生活性炭,由于廢電路板熱解爐中采用蓄熱式輻射管為熱解過程提供熱源,可以通過調整通入蓄熱式輻射管的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,并且該蓄熱式輻射管可以通過在兩端實現(xiàn)快速換向和蓄熱式燃燒,可以保證廢電路板熱解爐中溫度場的均勻性,從而可以顯著提高廢電路板熱解效率,同時較傳統(tǒng)的使用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源的熱解反應裝置相比,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率且所得清潔的熱解氣混合物,通過冷卻和凈化單元分離獲得的熱解氣可作為熱解爐熱解需要的熱量和蓄熱式管式加熱爐加熱需要的熱量,通過二氧化碳分離器分離得到活化所需的氣化劑,無需外供大量熱源和活化劑,進而可以解決現(xiàn)有的廢電路板制備活性炭運行費用高工藝復雜,且現(xiàn)有的熱解爐與多段爐耦合性高導致的操作不穩(wěn)定的問題。
(5)燃燒器燃燒供熱:根據(jù)本發(fā)明的實施例,將廢電路板熱解產(chǎn)生的熱解氣提供給熱解器進行燃燒,熱解器由多根蓄熱式輻射管組成,蓄熱式輻射管均勻水平布置在布料板上方,通過輻射傳熱為廢電路板提供熱量,每根蓄熱式輻射管采用獨立的控制系統(tǒng),可以通過調整通入蓄熱式輻射管的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,蓄熱式燃燒器,可將常溫空氣溫度最高提高到300~450℃,同時燃燒產(chǎn)生的煙氣溫度可降至120℃以下。根據(jù)需要可在熱解氣進入蓄熱式輻射管前端設置有緩沖罐,用于緩存部分熱解氣,滿足在突然停爐的條件下也能滿足輻射管不間斷燃燒。廢電路板熱解過程中,物料相對料盤靜止不動,避免飛灰的產(chǎn)生,從而提高熱解油品質,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率。
(6)二氧化碳分離:根據(jù)本發(fā)明的實施例,將燃燒器燃燒的煙氣送入二氧化碳分離裝置中,將煙氣中的二氧化碳氣體分離出來送入后段。
(7)二氧化碳預熱:根據(jù)本發(fā)明的實施例,將得到的二氧化碳通入蓄熱式管式加熱爐中進行換熱,將二氧化碳溫度提高到600~850℃,達到多段爐活化所需反應溫度。加熱爐采用蓄熱式加熱,可大大提高熱利用率,從而降低能耗。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過采用內部設置蓄熱式輻射管的廢電路板熱解爐與現(xiàn)有的多段爐進行聯(lián)用制備活性炭,而無需對現(xiàn)有的多段爐進行改造,即可將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的金屬分離后的熱解炭送至多段爐進行活化產(chǎn)生活性炭。采用此工藝可解決由直接采用多段爐熱解和活化過程中,部分固體物流化時隨熱解氣進入管道和除塵系統(tǒng)導致堵塞和粉塵重問題,同時固體的流失會帶走部分熱量,導致熱損失嚴重等問題。固體在多段爐中流化時,停留時間難控制,導致部分固體炭還未徹底熱解就從出料口排出,固體炭中會存在較多的焦油,而焦油的存在為后續(xù)固體炭活化增加難度,降低活性炭的比表面積。同時較傳統(tǒng)的使用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源的熱解反應裝置相比,本發(fā)明的廢電路板熱解爐不需要設置預熱單元和載體分離單元,可以極大簡化熱解和活化反應工藝流程,從而顯著降低裝置的故障率且所得清潔的熱解氣混合物,通過冷卻和凈化單元分離獲得的熱解氣可作為熱解爐熱解需要的熱量和蓄熱式管式加熱爐加熱需要的熱量,通過二氧化碳分離器分離得到活化所需的氣化劑,無需外供大量熱源和活化劑,進而可以解決現(xiàn)有的廢電路板制備活性炭運行費用高工藝復雜,且現(xiàn)有的熱解爐與多段爐耦合性高導致的操作不穩(wěn)定的問題,同時采用該廢電路板熱解爐可以解決熱解爐易結焦、易堵塞問題,然后通過采用蓄熱式輻射管燃燒器回收利用熱解氣,較現(xiàn)有技術相比可以降低設備投資成本,另外,通過將廢電路板熱解爐中產(chǎn)生的熱的熱解炭分離金屬后直接熱送至多段爐與二氧化碳反應,不僅能夠確保多段爐直接制備活性炭,而且可以顯著提高能量利用率,并且有利用該廢電路板制備活性炭系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
綜上所述,本發(fā)明利用廢電路板熱解爐進行熱解,能夠通過調整通入所述燃燒器中的燃氣的流量來實現(xiàn)對熱解過程的精確控溫,對熱解后的金屬與非金屬進行了及時的靜電分離,使得非金屬物質進行了資源化利用。本發(fā)明的技術方案,解決了原有廢電路板熱解效率低熱解不充分、對熱解后的非金屬部分不能及時得到處理進而可能進一步成為污染源的問題。
下面參考具體實施例,對本發(fā)明進行描述,需要說明的是,這些實施例僅僅是描述性的,而不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例
以廢電路板為原料,利用廢電路板制備活性炭系統(tǒng)進行制備活性炭,廢電路板制備活性炭系統(tǒng)的工藝如圖2所示,利用廢電路板制備活性炭的方法如下:
(1)將1.2噸廢電路板進行破碎處理,獲得粒徑2mm以下破碎料;
(2)將破碎的廢電路板送入熱解爐進行熱解,物料均勻布料在布料板上,料層厚度為120mm。該熱解爐中設置了加熱輻射管,熱解得到熱解固體產(chǎn)物(溫度約為550℃)和熱解油氣(溫度約為600℃),產(chǎn)生的熱解固體產(chǎn)物送入靜電分離器分離出金屬后,剩余的熱解炭送入多段爐;
(3)將熱解產(chǎn)生的油氣混合物送入冷卻和凈化單元進行冷卻、分離和凈化,從而獲得清潔的熱解氣和熱解油;
(4)將分離得到的熱解氣送入燃燒器中進行燃燒,燃燒器采用蓄熱式燃燒器,可將常溫空氣溫度最高提高到380±20℃,同時燃燒產(chǎn)生的煙氣溫度可降至110℃左右;
(5)將分離得到的熱解油送入熱解油儲罐中儲存?zhèn)溆茫?/p>
(6)將熱解油送入蓄熱式管式加熱爐中,用熱解油為二氧化碳供熱;將二氧化碳氣體溫度為850℃左右,送入多段爐中。
(7)將在步驟(6)中獲得的二氧化碳與步驟(2)獲得的熱解炭在多段爐逆向接觸反應制得活性炭,多段爐反應溫度控制在880℃左右;
本發(fā)明所述工藝方法可長期平穩(wěn)操作,所得到的上述廢電路板制得活性炭產(chǎn)物的產(chǎn)率和主要性質見表1。
表1 數(shù)據(jù)結果
從表1可看出,本發(fā)明通過上述系統(tǒng)及方法能直接進行資源化利用廢電路板,制得較好的活性炭產(chǎn)品。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
最后應說明的是:顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例,而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。