CN101722169B - 一种废液晶显示器无害化热处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废液晶显示器无害化热处理的方法，该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收。本发明中，废液晶加热分解处理生成的有毒有害的热解有机气体，经进一步充分燃烧后无害化，生成CO2和水，可以直接排放到大气中，有利于环境保护；热解生成的残渣可以回收后进一步处理，用于玻璃资源化和铟回收；废液晶加热分解处理中温度低，有利于节约能源。

Description

一种废液晶显示器无害化热处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种废液晶显示器无害化热处理的方法，该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收。
背景技术：
近年来，全球范围内废液晶显示器报废量越来越大。报废的液晶显示器均按照传统固体废物处理方法，采用填埋或焚烧的方式处理。从资源循环利用角度考虑，这种传统方法不利于环境保护，不利于资源再生。
液晶显示器中液晶被夹在2片玻璃基板之间，要想从废液晶显示器中实现玻璃资源化或回收金属铟，首先必须处理废液晶显示器中的液晶。中高端液晶显示器中液晶材料是以C、H、O、F元素为主体的有机化合物混合体，是由联苯类液晶、环己烷类液晶等组成的混合液晶。常见的液晶单体结构式有：
这些液晶单体加热处理后会发生结构断裂，生成芳香族化合物乃至多环芳烃，这些有机化合物都是有毒有害物质。
目前国内外已有文章、专利报道主要集中在废液晶显示器中玻璃资源化、铟回收方面。中国专利《液晶显示器资源化处理方法》(专利申请号：03109487)中公开了分段加热处理液晶方法，但是加热后产物是否安全无害没有说明。至今尚未见有关废液晶显示器液晶无害化处理方法报道。
所以，资源循环利用的领域中需要一种加热解率高，终产物安全无害的废液晶显示器无害化热处理的方法。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种废液晶显示器无害化热处理的方法，该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收。该方法热解效率高、终产物安全无害，有利于资源循环利用。
一种废液晶显示器无害化热处理的方法，该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收。
该无害化热处理的步骤为：
A.将所述的废液晶显示器进行拆解处理，得到含有液晶的玻璃基板；
B.将所述的玻璃基板进行粉碎处理，得到颗粒；
C.将所述的颗粒在密闭环境中通入氮气10min后，进行加热分解处理，该加热分解处理中，加热至400～600℃后，保持10～20min，得到热解有机气体和残渣；
将所述的热解有机气体直接进行燃烧处理，得到燃烧后气体；该燃烧处理在有氧条件下进行，温度为1000～1200℃，时间为大于2s；
D.回收所述的残渣，用于进一步资源化处理。
本发明相比现有技术具有以下有益效果：
1.本发明中，废液晶加热分解处理生成的有毒有害的热解有机气体，经进一步充分燃烧后无害化，生成CO2和水，可以直接排放到大气中，有利于环境保护；
2.本发明中，热解生成的残渣可以回收后进一步处理，用于玻璃资源化和铟回收；
3.本发明中，废液晶加热分解处理中温度低，有利于节约能源。
附图说明：
图1：本发明中无害化热处理的步骤流程图；
图2：实施例1中一种废液晶无害化处理装置示意图。
具体实施方式：
实施例1：
一种废液晶显示器无害化热处理的方法，该方法将废液晶显示器的玻璃基板破碎后在还原性气氛条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下进行充分燃烧处理后达到无害化；将所述的加热分解产生的残渣回收；
该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收。
如图1所示，该无害化热处理的步骤为：
A.将所述的废液晶显示器进行拆解处理，得到含有液晶的玻璃基板；
B.将所述的玻璃基板进行粉碎处理，得到颗粒；所述的颗粒的粒径为0.1～1mm；
所述的粉碎处理中，先将所述的玻璃基板剪切成为大小为4cm×8cm碎片，再将所述的碎片破碎处理成为0.1～1mm的颗粒；所述的破碎处理采用的设备为破碎机(SM2000，Retsch)；
C.将所述的颗粒在密闭环境中通入氮气10min后，进行加热分解处理，该加热分解处理中，加热至温度在400～600℃范围内，优选为500℃，保持时间在10～20min范围内，优选为10min，得到热解有机气体和残渣；
将所述的热解有机气体直接进行燃烧处理，得到燃烧后气体；该燃烧处理在有氧条件下进行，温度在1000～1200℃，优选为1000℃，时间为大于2s；
所述的加热分解处理和燃烧处理同步进行；
D.回收所述的残渣，用于进一步资源化处理。
如图2所示，在所述的加热分解处理和燃烧处理中，采用了一种废液晶无害化处理装置。所述处理装置包括液晶显示器面板破碎材料热解炉1和有机物气体焚烧炉2；图中热解炉和焚烧炉均为简化的炉体剖面示意图，所述热解炉炉膛1-1设有进气口1-2和出气口1-3，所述焚烧炉炉膛2-1设有热解气体进气口2-2、排气口2-3和火焰喷射口2-4，焚烧炉炉膛在火焰喷射口和排气口之间设有蓄热隔板3，隔板上设有通气微孔3-1，焚烧炉炉膛在所述火焰喷射口和隔板之间设有进气口2-4；所述热解炉炉膛出气口和焚烧炉炉膛进气口通过密封管4相互连接。
所述热解炉炉膛为横向设置的桶形炉膛，加热器5(电加热棒)围绕炉膛设置，桶形炉膛的中段设置为液晶显示器面板破碎材料放置段，所述进气口和出气口分别设置在桶形炉膛两侧端部；热电偶6设置在炉膛的中段区域用以监控炉内温度，在接入进气口的管路上安装有气体流量计7用以监控进气流量；此种结构从进气口输入的氮气既可创造热解气氛，又可以充分把液晶热解产生的有毒有机物气体带出；效率高。
当然所述热解炉炉膛为竖向设置的桶形炉膛或其他形状的炉膛，所设置的进气口和出气口要分别设置在下侧和顶端，以便有效的将热解有机物气体迅速的带出。
所述焚烧炉为立式炉，炉膛内衬炭化硅承烧板并配备有灭火自动点燃、超温报警等功能装置，火焰喷射口设置在焚烧炉炉膛的底部，所述焚烧炉进气口设置在炉膛的侧面高于火焰喷射口150mm以上，焚烧炉炉膛排气口设置在炉膛的顶部，在炉膛的侧面还设有观察孔8用以观察燃烧状况，在接入进气口的管道上设置有流量计9用以掌握进气流量。
所述焚烧炉火焰喷射口附近炉壁上设有助燃气进口2-5，当焚烧炉火焰燃烧缺氧时，可以通过此进气口补充氧气。
所述蓄热隔板是为了保证从焚烧炉进气口进入的有机物气体在炉膛内停留至少2秒钟，所述隔板的厚度大于10mm(本实施例为30mm)，所述通气微孔为上下不规则连通微孔，孔径小于1mm。
所述蓄热隔板本实施例采用上下不规则联通多孔陶瓷蓄热隔板，不规则的连通孔延长了气体通过隔板的时间。
在所述的蓄热隔板下侧设置有热电偶10用以监控焚烧炉炉膛内的温度。
在所述的蓄热隔板下侧设置有观测孔，孔内安装有石英玻璃。
所述的火焰喷射口连接燃烧器11，燃烧器接燃气管12。
所述焚烧炉炉膛排气口向外接有排气管道13，在排气管道上设置有调节风门14，用以调节排气的快慢。
热解炉的温度范围是室温-1200度，焚烧炉的最高温度＜1200度。
一种废液晶无害化处理装置的工作过程为：
首先将所述的颗粒放入热解炉，在热解炉一端的进气口送入氮气，氮气的最大流速控制在100ml/min以下，热解炉加温至摄氏400～600℃，所述的颗粒在氮气的氛围下受热，产生的热解有机气体随氮气一起经出气口和连接管道进入焚烧炉炉膛，事先已点燃火焰的烧炉炉膛的温度已在1000～1200℃，所述的热解有机气体随之燃烧；由于隔板的阻力气体不会很快的排出，保证了所述的热解有机气体在炉膛内至少大于2秒钟，而隔板的作用可以控制焚烧炉炉膛的尺寸合理经济，使得所述的热解有机气体在炉膛内充分燃烧，此时隔板温度也在800度左右，当充分燃烧后的所述的热解气体沿着隔板的不规则微孔排出时，在隔板中进一步燃烧，保证了排出的所述的燃烧后气体中不含有机物，做到了废液晶的无害化处理。
经色谱(GC 7890 Agilent)/质谱(MS 5975 Agilent)联用仪检测，所述的燃烧后气体成分为CO2和H2O；所述的残渣的主要成份为硼硅玻璃，且含有金属铟；将所述的残渣进行进一步的分离处理后可进行玻璃资源化回收和铟再生回收。

Claims (1)

1.一种废液晶显示器无害化热处理的方法，其特征在于：该方法将废液晶显示器中含有液晶的玻璃基板破碎后在氮气条件下进行加热分解处理；将所述的加热分解产生的有机气体在高温条件下充分燃烧处理后无害化排放；将所述的加热分解产生的残渣回收；
该无害化热处理的步骤为：
A.将所述的废液晶显示器进行拆解处理，得到含有液晶的玻璃基板；
B.将所述的玻璃基板进行粉碎处理，得到颗粒；
C. 将所述的颗粒在密闭环境中通入氮气10min后，进行加热分解处理，该加热分解处理中，加热至500℃后，保持10min，得到热解有机气体和残渣；
将所述的热解有机气体直接进行燃烧处理，得到燃烧后气体；该燃烧处理在有氧条件下进行，温度为1000℃，时间为大于2s；
D.回收所述的残渣，用于进一步资源化处理；
所述的加热分解处理和燃烧处理同步进行；
所述的颗粒的粒径为0.1～1.0mm；
所述的残渣的成份中含有硼硅玻璃和金属铟；将所述的残渣进行进一步的分离处理后进行玻璃资源化回收和铟再生回收；
在所述的加热分解处理和燃烧处理中，采用了一种废液晶无害化处理装置；所述处理装置包括液晶显示器面板破碎材料热解炉（1）和有机物气体焚烧炉（2）；所述热解炉炉膛（1-1）设有进气口（1-2）和出气口（1-3），所述焚烧炉炉膛（2-1）设有热解气体进气口（2-2）、排气口（2-3）和火焰喷射口（2-4），焚烧炉炉膛在火焰喷射口和排气口之间设有蓄热隔板（3），隔板上设有通气微孔（3-1），焚烧炉炉膛在所述火焰喷射口和隔板之间设有进气口（2-4）；所述热解炉炉膛出气口和焚烧炉炉膛进气口通过密封管相互连接（4）；
所述热解炉炉膛为横向设置的桶形炉膛，加热器围绕炉膛设置，桶形炉膛的中段设置为液晶显示器面板破碎材料放置段，所述进气口和出气口分别设置在桶形炉膛两侧端部；热电偶（6）设置在炉膛的中段区域用以监控炉内温度，在接入进气口的管路上安装有气体流量计（7）用以监控进气流量；
所述焚烧炉为立式炉，炉膛内衬炭化硅承烧板并配备有灭火自动点燃、超温报警功能装置，火焰喷射口设置在焚烧炉炉膛的底部，所述焚烧炉进气口设置在炉膛的侧面高于火焰喷射口150 mm以上，焚烧炉炉膛排气口设置在炉膛的顶部，在炉膛的侧面还设有观察孔（8）用以观察燃烧状况，在接入进气口的管道上设置有流量计（9）用以掌握进气流量；
所述焚烧炉火焰喷射口附近炉壁上设有助燃气进口（2-5）；
在所述的蓄热隔板下侧设置有热电偶（10）用以监测焚烧炉炉膛内的温度，在所述的蓄热隔板下侧设置有观测孔，孔内安装有石英玻璃；
所述的火焰喷射口连接燃烧器（11），燃烧器接燃气管（12）；
所述焚烧炉炉膛排气口向外接有排气管道（13），在排气管道上设置有调节风门（14），用以调节排气的快慢。
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