CN106944455A - 一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，包括热解炉，在热解炉炉膛内底部沿水平方向安装有多孔孔板，在多孔孔板下部的热解炉炉膛内分别设置有控制箱侧热电偶和辅助加热器，在多孔孔板上方的炉身开有多个通向热解炉炉膛的安装孔，在每个安装孔内安装有热解炉热电偶，在炉盖上设置有与热解炉炉膛连通的热解气出气管，所述的热解气出气管的出口与热解气冷凝收集系统相连，热解炉炉膛的底部通过高温氮气进气管依次与加热器内的管道和自增压氮气罐连通。采用本装置可以提高热解效率并减少了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及固定床热解系统，特别涉及一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统。
背景技术
随着数量巨大WPCBs的产生，除了其中含有的金、银、铜等有价金属及玻璃纤维等非金属材料具有可回收利用价值外，其含有铅、铬、溴化阻燃剂等有毒有害成分对环境所造成的压力也随之受到了越来越多的重视，对其进行资源化和无害化回收处理是当代电子产品发展的迫切需求，也是实现人与环境和谐可持续发展的现实意义所在。
近年来有关废弃印刷线路板处理和回收方面的研究也越来越受到学术界的重视，目前比较成熟的WPCBs处理方法主要有火法冶金、湿法冶金和机械物理法等处理技术得到了一定程度的探索和应用，但处理过程会对环境造成二次污染，且金属和非金属的回收率和回收纯度较低，因此在实际应用中已逐步受到限制，而微生物浸出、微波以及超临界流体等新兴的处理技术，由于受到应用条件和实施规模的限制停留在实验研究阶段。
热解处理方法由于具有金属和非金属回收率及回收纯度高、回收过程二次污染风险小等优点，在WPCBs的回收利用方面具有明显优势，近年来已成为界内研究的热点。根据物料热解加热方式热解可以分为直接加热热解和间接加热热解。直接加热热解是自身部分直接燃烧或者外界补充燃料燃烧所提供。直接加热的热解设备结构简单，热解物质的处理量和产气率也相对较高，但热值不高，且温度较高容易产生氮氧化物污染环境。间接加热方式包含墙式导热和中间介质加热。墙导式是以壁式导热方式加热热解物质，但是墙导式加热方式存在着热阻大、热解残余物包覆传热壁面，容易出现影响传热、腐蚀及热解加热温度受到一定限制等问题。中间介质加热是指物料热解过程中采用高温气体或固体作为热载体传递热量给热解物质。气体与热解物料之间以对流换热的加热方式为主，气体作为热载体能均匀加热物料，不存在固-固混合与分离问题。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种实现废旧线路板处理和回收的无害化、减量化和资源化的高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，包括热解炉，所述的热解炉包括炉身，所述的炉身支撑设置在保温砖上，在所述的炉身顶部固定有炉盖，所述的炉身包括由内胆围成的热解炉炉膛，在所述的内胆外壁上依次包覆有保温结构和热解炉外壁，在所述的炉身的底部开有清灰口，在所述的热解炉炉膛内底部沿水平方向安装有多孔孔板，在所述的多孔孔板下部的热解炉炉膛内分别设置有控制箱侧热电偶和辅助加热器，所述的辅助加热器和控制箱侧热电偶与辅助加热器控制器相连，在所述的多孔孔板上方的炉身上上下间隔的沿水平方向开有多个通向热解炉炉膛的安装孔，在位于最上部靠近炉盖处的安装孔内安装有一个热解炉热电偶，在其余的每一个安装孔内安装有一组热解炉热电偶，每组热解炉热电偶包括三个伸入热解炉炉膛的长度不同的三个热电偶，分别用于测量同一高度不同径向位置的炉膛温度，位于最上部靠近炉盖处的热解炉热电偶用于测量热解气体排放温度，其余的热解炉热电偶用于测量炉内温度分布，所述的热解炉热电偶通过控制线与数据采集仪相连，在所述的炉盖上设置有与热解炉炉膛连通的热解气出气管，所述的热解气出气管的出口与热解气冷凝收集系统相连，在所述的热解炉炉膛的底部插有高温氮气进气管，所述的高温氮气进气管的进气口与加热器内的管道的一端连通，加热器内的管道的另一端通过装有氮气减压阀和涡街流量计的气体输送管道与自增压氮气罐的出气口连通。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置将高温气体作为热载体传递热量给线路板颗粒，使得热解炉内竖直方向温度梯度减小，炉内热解温度分布较为均匀，可以提高热解效率。同时形成了无氧环境，二恶英、呋喃类物质的形成受到抑制，减少了对环境的污染。通过该系统处理的废旧印刷线路板，金属和非金属的回收率和回收纯度都比较高。热解产生的气体和液体产物还可以作为燃料或化工原料利用，实现了废旧印刷线路板的资源化回收利用。
附图说明
图1是本发明的一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统的结构示意图；
图2是本发明图1所示的系统中的热解炉的结构示意图；
图3是本发明图1所示的系统中的热解气冷凝收集系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示的本发明的一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，包括热解炉6，所述的热解炉6包括炉身，所述的炉身支撑设置在保温砖22上，在所述的炉身顶部固定有炉盖，所述的炉身包括由内胆围成的热解炉炉膛11，在所述的内胆外壁上依次包覆有保温结构12和热解炉外壁13，在所述的炉身的底部开有清灰口14，清理从热解炉膛孔板下落的灰尘。在所述的热解炉炉膛11内底部沿水平方向安装有多孔孔板21，在所述的多孔孔板21下部的热解炉炉膛11内分别设置有控制箱侧热电偶17和辅助加热器16，辅助加热器16和控制箱侧热电偶17与辅助加热器控制器8相连，在所述的多孔孔板21上方的炉身上上下间隔的沿水平方向开有多个通向热解炉炉膛11的安装孔，在位于最上部靠近炉盖处的安装孔内安装有一个热解炉热电偶18，在其余的每一个安装孔内安装有一组热解炉热电偶18，每组热解炉热电偶包括三个伸入热解炉炉膛的长度不同的三个热电偶，分别用于测量同一高度不同径向位置的炉膛温度，测点位置b1、b2、b3、c1、c2、c3、d1、d2、d3、e1、e2、e3、f1、f2、f3、g1、g2、g3如图2所示。位于最上部靠近炉盖处的热解炉热电偶18用于测量热解气体排放温度，测点位置设置在a处，其余的热解炉热电偶18用于测量炉内温度分布。所述的热解炉热电偶18通过控制线与数据采集仪19相连。热解炉热电偶18和数据采集仪19构成数据采集系统9。在所述的炉盖上设置有与热解炉炉膛11连通的热解气出气管20，所述的热解气出气管20的出口与热解气冷凝收集系统10相连。在所述的热解炉炉膛11的底部插有高温氮气进气管15，所述的高温氮气进气管15的进气口与加热器5内的管道的一端连通，加热器5内的管道的另一端通过装有氮气减压阀2和涡街流量计3的气体输送管道与自增压氮气罐1的出气口连通。
各测点温度由数据采集仪自动采集记录，数据上传至与数据采集仪相连接的计算机中存储。氮气流量测量采用带温压补偿涡街流量计3，可实现对气体瞬时流量和累计流量的计量。
作为本发明的一种实施方式，所述的保温结构采用硅酸铝保温棉，具有良好的耐高温及保温性能。
作为本发明的一种实施方式，所述的热解气冷凝收集系统10采用水冷冷凝式套管换热器24。所述的热解气出气管20的出口与套管换热器24的热解气管道进口23相连，在所述的套管换热器24的热解气管道的下部开有多个冷凝口并且在每一个冷凝口处设置有一个收集瓶，在热解气管道出口处设置有气体收集袋。在靠近热解气管道出口31处的热解气管道上安装有阀门29和温度表30。
热解气由套管换热器24的热解气管道进口23进入，由套管换热器24的热解气管道出口31流出，冷凝水由套管换热器24冷凝水管道进口26进入，由套管换热器24的冷凝水管道出口27流出。在套管换热器24的热解气管道中被冷凝出的热解油从热解气管道下部的冷凝口进入热解油收集瓶25中，不凝性气体部分在热解气管道出口处收集于气体收集袋28中用于化验其成分。
作为本发明的一种实施方式，所述的加热器与管道用电电能表4相连，所述的管道用电电能表4与电源通过导线相连，防止气体温度损失的辅助加热器16与辅助加热炉电能表7相连，所述的辅助加热炉电能表7与电源通过导线相连。加热器和辅助加热器消耗的电量分别用管道用电电能表4和辅助加热炉电能表7计量。
本系统的使用方法如下：
将废旧线路板颗粒装入热解炉炉膛11。自增压氮气罐1中的氮气经过加热器5加热后从出口进入线路板颗粒料层热解炉系统。气体流经辅助加热器16后通过热解炉膛底部的多孔孔板21进入装有线路板颗粒料层的热解炉膛11。热解炉热电偶18测量炉内不同位置实时温度变化，炉盖附近的热解炉热电偶18测量热解气体排放温度。热解过程中，线路板中的有机物受热会产生挥发物，挥发物随着热气流从热解炉出气管20排出后进入冷凝器10。冷凝器采用套管式水冷冷凝器，在冷凝器热解气管道中冷凝出的热解油进入下部的收集瓶25，不凝性气体部分在热解气管道出口处收集于气体收集袋28中用于化验其成分。热解完全的物料，玻璃纤维片和金属片可以自然剥落，可以实现废旧线路版的回收和利用。
Claims (4)
1.一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，包括热解炉，所述的热解炉包括炉身，所述的炉身支撑设置在保温砖上，在所述的炉身顶部固定有炉盖，所述的炉身包括由内胆围成的热解炉炉膛，在所述的内胆外壁上依次包覆有保温结构和热解炉外壁，在所述的炉身的底部开有清灰口，其特征在于：在所述的热解炉炉膛内底部沿水平方向安装有多孔孔板，在所述的多孔孔板下部的热解炉炉膛内分别设置有控制箱侧热电偶和辅助加热器，所述的辅助加热器和控制箱侧热电偶与辅助加热器控制器相连，在所述的多孔孔板上方的炉身上上下间隔的沿水平方向开有多个通向热解炉炉膛的安装孔，在位于最上部靠近炉盖处的安装孔内安装有一个热解炉热电偶，在其余的每一个安装孔内安装有一组热解炉热电偶，每组热解炉热电偶包括三个伸入热解炉炉膛的长度不同的三个热电偶，分别用于测量同一高度不同径向位置的炉膛温度，位于最上部靠近炉盖处的热解炉热电偶用于测量热解气体排放温度，其余的热解炉热电偶用于测量炉内温度分布，所述的热解炉热电偶通过控制线与数据采集仪相连，在所述的炉盖上设置有与热解炉炉膛连通的热解气出气管，所述的热解气出气管的出口与热解气冷凝收集系统相连，在所述的热解炉炉膛的底部插有高温氮气进气管，所述的高温氮气进气管的进气口与加热器内的管道的一端连通，加热器内的管道的另一端通过装有氮气减压阀和涡街流量计的气体输送管道与自增压氮气罐的出气口连通。
2.根据权利要求1所述的高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，其特征在于：所述的热解气冷凝收集系统采用水冷冷凝式套管换热器，所述的热解气出气管的出口与套管换热器的热解气管道进口相连，在所述的套管换热器的热解气管道的下部开有多个冷凝口并且在每一个冷凝口处设置有一个收集瓶，在热解气管道出口处设置有气体收集袋，在靠近热解气管道出口处的热解气管道上安装有阀门和温度表。
3.根据权利要求1或者2所述的高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，其特征在于：所述的加热器与管道用电电能表相连，所述的管道用电电能表与电源通过导线相连，所述的辅助加热器与辅助加热炉电能表相连，所述的辅助加热炉电能表与电源通过导线相连。
4.根据权利要求3所述的高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统，其特征在于：所述的保温结构采用硅酸铝保温棉。
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