CN102029282A - 一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置及方法 - Google Patents

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麻树林
蔡楚江
张晓静
李超
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Abstract

本发明公开了一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置及方法，该装置从A引风机(1)至高温炉(12)之间顺次连接为电加热器(2)、流化床反应器(4)、第一级旋风分离器(5)、第二级旋风分离器(6)、B引风机(7)，进料器(3)安装在流化床反应器(4)上。该尾气处理方法是：首先，废印刷电路板非金属材料在流化床中进行燃烧和高温热分解；然后通过二级旋风分离器进行多级分离获得玻璃纤维；最后，把第二级旋风分离器出来的尾气输送到高温炉中，进行高温燃烧和处理。本发明从废印刷电路板非金属材料中提取玻璃纤维的含有可燃性气体的尾气，被直接送入高温炉，减少了尾气再处理的环节，极大地减少了尾气处理的成本，便于工业化应用。

Description

一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置及方法
技术领域
本发明属于废印刷电路板的回收处理与再利用的技术领域，它具体涉及一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置及方法。
背景技术
印刷电路板是电子产品的重要组成部分。但是，随着当前电子产品更新换代的速度加快，也产生了大量的电子垃圾，废印刷电路板的数量也随之增加，如何有效地对废印刷电路板进行资源化回收处理，已经成为当前关系到我国经济、社会和环境发展所面临的一个新课题。
废印刷电路板的物理回收处理方法是目前被广泛采用的环保方法，回收得到的金属材料再利用技术已经很成熟。但采用这种处理方法在回收金属材料的同时，还会产生大量的非金属材料，这些非金属材料主要为玻璃纤维和树脂的混合材料。这种非金属材料如果不能被再利用，它不但会导致资源的浪费，而且还会对环境造成有害影响。目前，在浙江温岭一带，已经出现了废印刷电路板非金属材料象山一样堆积在野外，由于不知道怎么利用，这种山变得有越堆越多的趋势，对当地的环境造成了很大的影响；在广东清远的很多公路边上，随处可见这种非金属材料垃圾堆，这对广东的北江构成了严重的污染威胁。
对经粉碎处理后的废印刷电路板中的非金属材料进行提取玻璃纤维，可以有力地推动和促进废印刷电路板非金属材料的高效再利用。
本申请人于2008年9月24日递交了申请号为200810222962.6，名称为“从废印刷电路板的非金属材料中提取玻璃纤维的装置及工业化生产工艺”的专利申请，其生产装置图见图1所示。本发明内容是在该专利的基础上，去掉原专利中的中频加热器(13)，把第二级旋风分离器出来的气体直接输送到高温炉中进行高温再处理。本专利在对尾气的处理方面提出了一种更有效的处理方法，这将极大地减小尾气的处理成本，是一种很有发展前途的方法或工艺。
发明内容
1、目的：本发明的目的是提供一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置及方法，即在专利申请号：200810222962.6的基础之上作进一步的改进，达到降低成本、简化工艺，尾气排放更符合环保的要求。
2、技术方案：
(1)本发明改进的基本思路：第一，废印刷电路板非金属材料主要由树脂和玻璃纤维等组成，树脂在300℃-700℃时，会发生分解，产生可燃气体和固体颗粒材料等，可燃气体在高温下燃烧，因此，在一定温度下，这种分解和燃烧会自持连续进行，从而可以通过这一过程获得玻璃纤维等固体颗粒；第二，用流化床技术，实现上述热分解和燃烧反应；第三，玻璃纤维等固体颗粒的收集，本发明通过二级旋风分离器收集，也可以用三级旋风分离器收集；其关键改进是第四，去掉原专利中的中频加热器，由B引风机(7)通过管道(10)和管道(11)直接把第二级旋风分离器(6)出来的气体输送到高温炉(12)中，进行高温再处理，温度大于900℃，不仅减少了尾气再处理的环节，显著节约了提取玻璃纤维的生产成本，而且对尾气的处理更有效。这种高温炉可以是常规的炼钢炉，也可以是常规的窑炉，也可以是专业的尾气高温处理炉；第五，最后尾气的排放由高温炉系统完成，并满足环保要求。
(2)本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置，该装置由A引风机(1)、B引风机(7)、电加热器(2)、进料器(3)、流化床反应器(4)、第一级旋风分离器(5)、第二级旋风分离器(6)、管道(8)、管道(9)、管道(10)、管道(11)和高温炉(12)组成，A引风机(1)的输出端与电加热器(2)的入口端连接，电加热器(2)的出口端与流化床反应器(4)的入口端连接，进料器(3)安装在流化床反应器(4)上，流化床反应器(4)的出口端与第一级旋风分离器(5)的A端通过管道(8)连接，第一级旋风分离器(5)的B端与第二级旋风分离器(6)的A端通过管道(9)连接，第一级旋风分离器(5)的C端输出A级成品，第二级旋风分离器(6)的C端输出B级成品，其特征在于：第二级旋风分离器(6)的B端与管道(10)连接，B引风机(7)的入口端与管道(10)连接，B引风机(7)的出口端与管道(11)连接，管道(11)与高温炉(12)的入口端连接。
(3)工艺：本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理方法，该方法包括有如下步骤：
第一步：将粒度为0.5～3mm的石英砂置于流化床反应器(4)的进气口，静止时石英砂厚度为200～1000mm。
第二步：通过A引风机(1)把空气引入电加热器(2)中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器(4)；热气流的温度为400～700℃。
第三步：将粒度为10～500μm的废印刷电路板非金属材料通过进料器(3)输送至流化床反应器(4)内；进料器(3)的输送速度为500～10000Kg/h。
第四步：在400～700℃热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器(4)内处于完全混合流化状态；并且400～700℃热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解和燃烧处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器(5)中。所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类物质。所述固体产物为玻璃纤维等。
第五步：气体产物和固体产物在第一级旋风分离器(5)中分离出A级成品；A级成品即为玻璃纤维，其粒度为10～500μm。第一级旋风分离器(5)的出料量为总固体产物出料量的70％-90％。
第六步：经第一级旋风分离器(5)输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器(6)中分离出B级成品；B级成品即为玻璃纤维，其粒度为1～100μm；第二级旋风分离器(6)的出料量为总固体产物出料量的3％-25％。
本发明所述方法的特征在于下述第七步：
第七步：经第二级旋风分离器(6)后的气体产物，通过管道(10)、(11)，由B引风机(7)将其直接送入到高温炉(12)中；由高温炉进行再处理，由高温炉系统排放尾气，并达到环保要求。
3、优点及功效：本发明提取玻璃纤维的工业化生产工艺的优点在于：1、提取玻璃纤维的尾气被直接送入高温炉，极大地减少了尾气处理的成本，便于工业化化应用。2、石英砂蓄热量大，石英砂与废印刷电路板中的非金属粉在流化床中处于完全混合流化状态，因而避免了急冷急热现象，使非金属粉热分解反应速度快且稳定，易于控制，并易于实现自动化。3、900℃以上的高温炉，有利于对气体产物中的有害气体二恶英类物质进行分解和处理，实现对二恶英类物质的无害化处理。4、在电加热器与旋风分离器之间安装流化床反应器，有利于废印刷电路板中的非金属粉的热分解和燃烧，且流化床反应器构造简单，没有机械运动部件，故耐久性好，使用寿命长。
附图说明
图1是申请号为200810222962.6从废印刷电路板的非金属材料中提取玻璃纤维的工业化生产装置示意图。
图2是本发明的从废印刷电路板提取玻璃纤维的尾气处理装置示意图。
图3是本发明的装置内气流压强变化示意图。
图4是本发明的尾气处理方法流程框图。
图中附号说明如下：
1.A引风机  2.电加热器  3.进料器  4.流化床反应器  5.第一级旋风分离器6.第二级旋风分离器  7.B引风机  8.管道8  9.管道910.管道10  11.管道11  12.高温炉  13.中频加热器  14.液体除尘器P1电加热器入口风压  P2流化床反应器出口风压  P3第一级旋风分离器的B端风压  P4第二级旋风分离器的B端风压P5B引风机入口的气体风压
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图2所示，它是一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维尾气处理装置，该装置由A引风机1、B引风机7、电加热器2、进料器3、流化床反应器4、第一级旋风分离器5、第二级旋风分离器6、管道8、管道9、管道10、管道11和高温炉12组成。
A引风机1的输出端与电加热器2的入口端连接，电加热器2的出口端与流化床反应器4的入口端连接。
进料器3安装在流化床反应器4上，流化床反应器4的出口端与第一级旋风分离器5的A端通过管道8连接。
第一级旋风分离器5的B端与第二级旋风分离器6的A端通过管道9连接，第一级旋风分离器5的C端输出A级成品。
第二级旋风分离器6的B端与管道10连接，第二级旋风分离器6的C端输出B级成品。
B引风机7的入口端与管道10连接。
B引风机7的出口端与管道11连接，管道11与高温炉12的入口端连接。
本发明对废印刷电路板中的非金属材料进行提取玻璃纤维的工业化生产装置，由于在对提取玻璃纤维中的尾气直接采用高温炉进行处理，将极大地减小尾气处理的成本，使本发明的装置更佳适用于工业化对废印刷电路板非金属材料玻璃纤维的回收利用。
参见图4所示，本发明一种从废印刷电路板提取玻璃纤维的尾气处理方法，该方法包括下列步骤：
第一步：将粒度为0.5～3mm的石英砂置于流化床反应器4的进气口，静止时石英砂厚度为200～1000mm。
第二步：通过A引风机1把空气引入电加热器2中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器4。热气流的温度为400～700℃。
A引风机1的气体流量为300～10000m3/h，采用风压为1～100KPa高压风机。
第三步：将粒度为10～500μm的废印刷电路板非金属材料通过进料器3输送至流化床反应器4内；进料器3的输送速度为500～10000Kg/h。
第四步：在400～700℃热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器4内处于完全混合流化状态；并且400～700℃热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解和燃烧处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器5中。所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类物质；所述固体产物为玻璃纤维和填料(如碳酸钙、云母等)。
在本发明中，第四步的处理是对流化床反应器4中的废印刷电路板非金属材料在高温含氧气氛(热气流)中，热气流中的氧气将与废印刷电路板非金属材料中的树脂发生热分解和燃烧反应，使树脂生成气体产物，从而得到玻璃纤维(固体产物)从旋风分离器中分离出来。
在本发明中，石英砂是流化床中的蓄热体和载热体，在高压热气流的作用下使废印刷电路板非金属材料与石英砂处于完全混合流化状态，因此废印刷电路板非金属材料与热气流之间传热和传质速率高，提高废印刷电路板非金属材料的热分解效率，通过调节引风机的风量(气体流量)和风压，使石英砂在流化临界面下方一直处于完全流化状态，不进入第一级旋风分离器5中，从而只有流化床反应器4中热分解后的气体产物和固体产物进入第一旋风分离器5进行分离处理。
第五步：气体产物和固体产物在第一级旋风分离器5中分离出A级成品；A级成品即为玻璃纤维，其粒度为10～500μm；第一级旋风分离器5的C端的出料量为总固体产物出料量的80％-95％。
第六步：经第一级旋风分离器5输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器6中分离出B级成品；B级成品即为玻璃纤维，其粒度为1～100μm；第二级旋风分离器6的C端的出料量为总固体产物出料量的5％-20％。
在本发明中，总固体产物出料量等于第一级旋风分离器5的C端输出的A级成品与第二级旋风分离器6的C端输出的B级成品之和。
第七步：经第二级旋风分离器6后的气体产物，由B引风机7直接送入到高温炉12中；高温炉12的温度900℃以上，能对尾气进行更有效的处理，处理后的气体排放物能够更好的符合环保要求。
参见图3所示，为了对本发明的工业化生产工艺上的输入风压、输出风压进行量级的控制与调节，设定了如下性能参数：
电加热器2入口的气体流量为300～10000m3/h(即是A引风机1输出的风量)，风压为p1＝1～100KPa；
流化床反应器4出口的气体流量为300～10000m3/h，风压为p2，则p2＝(0.2～0.95)p1；
第一级旋风分离器5的B端的气体流量为300～10000m3/h，风压为p3，则p3＝(0.2～0.95)p2；
第二级旋风分离器6的B端的气体流量为300～10000m3/h，风压为p4，则p4＝(0.2～0.95)p3；
B引风机7入口的气体流量为300～10000m3/h，风压为p5，则p5＝(0.2～0.95)p4。
实施例
采用如图2所示的装置，从废印刷电路板的非金属材料中提取玻璃纤维及其尾气处理工艺为：
第一步：将粒度为0.5～1mm的石英砂置于流化床反应器4的进气口，静止时石英砂厚度为400mm。
第二步：通过A引风机1把空气引入电加热器2中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器5；热气流的温度为600℃；A引风机1的气体流量为1200m3/h，风压为p1＝6KPa。
第三步：将粒度为10～300μm的废印刷电路板非金属材料通过进料器3输送至流化床反应器4内；进料器3的输送速度为200Kg/h。
第四步：在600℃热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器4内处于完全混合流化状态；并且600℃热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器5中；流化床反应器4出口端的气体流量为1200m3/h，风压p2＝5KPa；所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类物质；所述固体产物为玻璃纤维等。
第五步：气体产物和固体产物在第一级旋风分离器5中分离出A级成品；A级成品即为玻璃纤维，其粒度为10～300μm；第一级旋风分离器5的C端的出料量为总固体产物出料量的90％；第一级旋风分离器5的B端的气体流量为1200m3/h，风压p3＝4KPa。
第六步：经第一级旋风分离器5输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器6中分离出B级成品；B级成品即为玻璃纤维，其粒度为1～100μm；第二级旋风分离器6的C端的出料量为总固体产物出料量的10％；第二级旋风分离器6的B端的气体流量为1000m3/h，风压p4＝3KPa。
第七步：经第二级旋风分离器6后的气体产物，由B引风机7送入到高温炉12中；高温炉12的温度900℃以上，能对尾气进行更有效的处理，。这样，经本发明工艺处理后的气体产物能够更好的符合环保要求。B引风机7入口的气体流量为1200m3/h，风压p5＝2.8KPa。

Claims (5)

1.一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置，该装置由A引风机(1)、B引风机(7)、电加热器(2)、进料器(3)、流化床反应器(4)、第一级旋风分离器(5)、第二级旋风分离器(6)、管道(8)、管道(9)、管道(10)、管道(11)和高温炉(12)组成，A引风机(1)的输出端与电加热器(2)的入口端连接，电加热器(2)的出口端与流化床反应器(4)的入口端连接，进料器(3)安装在流化床反应器(4)上，流化床反应器(4)的出口端与第一级旋风分离器(5)的A端通过管道(8)连接，第一级旋风分离器(5)的B端与第二级旋风分离器(6)的A端通过管道(9)连接，第一级旋风分离器(5)的C端输出A级成品，第二级旋风分离器(6)的C端输出B级成品，其特征在于：第二级旋风分离器(6)的B端与管道(10)连接，B引风机(7)的入口端与管道(10)连接，B引风机(7)的出口端与管道(11)连接，管道(11)与高温炉(12)的入口端连接。
2.一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理方法，该方法步骤是：第一步：将粒度为0.5～3mm的石英砂置于流化床反应器(4)的进气口，静止时石英砂厚度为200～1000mm；第二步：通过A引风机(1)把空气引入电加热器(2)中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器(4)，热气流的温度为400～700℃；第三步：将粒度为10～500μm的废印刷电路板非金属材料通过进料器(3)输送至流化床反应器(4)内，进料器(3)的输送速度为500～10000Kg/h；第四步：在400～700℃热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器(4)内处于完全混合流化状态；并且400～700℃热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解和燃烧处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器(5)中；所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类物质，所述固体产物为玻璃纤维等；第五步：气体产物和固体产物在第一级旋风分离器(5)中分离出A级成品；A级成品即主要为玻璃纤维，其粒度为10～500μm，第一级旋风分离器(5)的出料量为总固体产物出料量的70％-90％；第六步：经第一级旋风分离器(5)输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器(6)中分离出B级成品；B级成品即主要为玻璃纤维，其粒度为1～100μm；第二级旋风分离器(6)的出料量为总固体产物出料量的3％-25％；其特征在于：该方法第七步是：经第二级旋风分离器(6)后的气体产物，通过管道(10)、(11)由B引风机(7)将其直接送入到高温炉(12)中；由高温炉进行再处理，由高温炉系统排放尾气，并达到环保要求。
3.根据权利要求1所述的一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置，其特征在于：该高温炉(12)是炼钢炉。
4.根据权利要求1所述的一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置，其特征在于：该高温炉(12)是窑炉。
5.根据权利要求1所述的一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维的尾气处理装置，其特征在于：该高温炉(12)是专门的尾气高温处理炉。
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