CN108998066B - 一种低温裂解炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温裂解炉，包括：卧式炉体，卧式炉体内安装有炉管，炉管具有裂解腔，卧式炉体的第一端设有装料机构，卧式炉体的第二端设有卸料机构，卧式炉体具有进料段、与进料段连通的低温裂解段、与低温裂解段连通的冷却段以及与冷却段连通的出料段，装料机构与进料段连通，卸料机构与出料段连通；加热机构，设于低温裂解段下方，用于对炉管加热以使裂解腔内的废气线路板产生裂解反应；传动机构，传动机构穿过卧式炉体用于输送废弃线路板；密封机构，用于密封所述传动机构的输入端和输出端；电气控制机构，电气控制机构分别与加热机构、传动机构电连接。本发明具有自动化程度高、密封性好、连续式、高效低碳的优点。

Description

一种低温裂解炉

技术领域

本发明涉及固体废弃物回收利用技术领域，具体的说，涉及到一种低温裂解炉。

背景技术

线路板(Printed circuit board，PCB)是电子工业的基础，是用于电子元件连接为主的互连件。它通过自身提供的线路和焊接部位，装配上各种元件，例如电阻、电容、半导体集成芯片，从而成为具有一定功能的电子部件。随着电子和信息行业的高速发展，其产品的更新换代非常之快，随之而产生的电子废弃物数量也十分惊人。

废弃线路板是电子废弃物的重要组成部分，与其他危废不同，除了具有巨大的环境污染风险外，还具有较高的资源特性。线路板一般由铜箔、增强材料(玻璃纤维)和交联剂(溴化环氧树脂等有机材质)等三部分组成，其元素组成通常含铜，还含有金、银、铂等贵金属，其中的玻璃纤维及有机组分也是重要的化工原料，具有较好的资源特性和回收价值。但是由于废弃线路板本身的复杂性，目前广泛采用的回收技术手段难以满足低碳全资源化清洁处理的要求。

线路板低温裂解技术是目前行业内比较关注的废弃线路板回收技术，通过对废弃线路板加热使其有机成分发生裂解，产生裂解气、裂解油及裂解渣等。对裂解碳化后的线路板固体裂解渣进行熔炼从而回收其中的金属成分等资源。而传统的裂解炉难以实现对裂解气、油产物的有效回收捕集及其净化处理后的资源化再利用。更重要的是，传统的裂解炉无法做到连续式裂解工艺，裂解周期长，工作效率低。因此，开发一种自动化程度高、密封性好、连续式、高效低碳全资源化清洁处理的废弃线路板低温裂解炉是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述裂解炉自动化程度低、密封性差、间歇式、效率低的技术问题，提供一种自动化程度高、密封性好、连续式、高效低碳全资源化清洁处理的废弃线路板的低温裂解炉。

一种低温裂解炉，包括：

卧式炉体，所述卧式炉体内安装有炉管，所述炉管具有裂解腔，所述卧式炉体的第一端设有装料机构，所述卧式炉体的第二端设有卸料机构，所述卧式炉体具有进料段、与所述进料段连通的低温裂解段、与所述低温裂解段连通的冷却段以及与所述冷却段连通的出料段，所述装料机构与所述进料段连通，所述卸料机构与所述出料段连通；

加热机构，设于所述低温裂解段下方，用于对所述炉管加热以使所述裂解腔内的废气线路板产生裂解反应；

传动机构，所述传动机构穿过所述卧式炉体用于输送废弃线路板；

密封机构，所述密封机构用于密封所述传动机构的输入端和输出端；

电气控制机构，所述电气控制机构分别与所述加热机构、传动机构电连接。

在其中一个实施例中，所述密封机构包括前辅助轮、密封的储水槽、安装在所述储水槽内的固定座和安装在固定座上的压轮，所述前辅助轮安装在所述储水槽的一侧外壁上，所述炉管从所述储水槽的另一侧外壁延伸至储水槽内，所述炉管的内部安装有后辅助轮，所述传动机构依次铺设在后辅助轮、压轮和前辅助轮。

在其中一个实施例中，所述密封机构还包括除水器，所述除水器安装炉管内用于除去传动机构上水。

在其中一个实施例中，所述低温裂解段设有托板，所述炉管安装在所述托板上。

在其中一个实施例中，所述托板的材质为氮化硅。

在其中一个实施例中，所述进料段设有裂解气出口。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括环形钢带和传动轮组件，所述传动轮组件包括主动轮和从动轮，所述主动轮设于所述卧式炉体的第二端，所述从动轮设于所述卧式炉体的第一端，所述环形钢带的两端分别与所述主动轮、所述从动轮啮合。

在其中一个实施例中，所述装料机构包括装料管道以及与所述装料管道连接的布料装置，所述布料装置与所述进料段连通，所述装料管道具有双层插板阀，所述双层插板阀之间设有真空置换装置。

在其中一个实施例中，所述布料装置倾斜设置。

在其中一个实施例中，所述卸料机构包括卸料管道以及设有所述卸料管道内的卸料装置，所述卸料管道与所述出料段连通，所述卸料管道具有双层插板阀，所述双层插板阀之间设有真空置换装置。

在其中一个实施例中，所述冷却段设有配重机构。

在其中一个实施例中，所述加热机构设有若干组燃烧器。

在其中一个实施例中，所述若干组燃烧器均为辐射管燃烧器。

本发明的低温裂解炉沿物料传送方向依次设置有进料段、低温裂解段、冷却段和出料段，炉内加热燃烧器设置均匀，热能分布合理，有利于线路板的充分裂解，实现了裂解工艺高效性和裂解产物低碳性。另外，低温裂解炉通过编程的电气控制系统，可以有效的实现裂解工艺自动化运行，提高生产效率。与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、密封性好、连续式、高效低碳的优点。

进一步地本发明的废弃线路板低温裂解炉采用卧式钢带炉结构，通过环形钢带和传动轮组，实现了裂解物料的自动化连续进出，提高了裂解炉的生产效率，简化了裂解工艺。

更进一步地，低温裂解炉通过采用上行钢带在特殊设计的炉管内运转，让线路板的裂解过程始终只在炉管内进行，将裂解区域与燃烧室隔离开来，避免了燃烧烟气对裂解油、裂解气产生不利影响。

进一步地，低温裂解炉通过将炉管上裂解气的出口设置在进料口附近，利用裂解气携带的热量对进入炉管内物料进行预热，同时利用尾气净化系统中设置的空气换热器对燃烧尾气的余热回收再利用，实现了裂解炉的能量循环利用，达到了节能减排的目的。

进一步地，本发明的废弃线路板低温裂解炉在冷却段的炉壳外壁设置有水冷结构，加快物料降温冷却速度，减少出料时间，提高生产效率。

进一步地，本发明的低温裂解炉在进料口和出料口均设置有双层插板阀式过渡仓和真空置换装置，同时利用炉管配合密封机构，有效的防止外界空气进入炉管内，同时也可以保证炉管内裂解气无泄漏，维持稳定的炉管内的压力和良好的裂解氛围，保证炉管的密闭性，有利于裂解油、裂解气产物的有效回收捕集及其净化处理后的资源化再利用。

附图说明

图1为本发明公开的一实施例的示意图。

图2为本发明公开的密封机构的示意图。

附图标记说明：

1、卧式炉体；11、炉管；12、装料机构；121、装料管道；122、布料装置；123、第一双层插板阀；124、第一真空置换装置；13、卸料机构；131、卸料管道；132、卸料装置；133、第二双层插板阀；134、第二真空置换装置；14、进料段；141、裂解气出口；15、低温裂解段；151、托板；16、冷却段；161、配重机构；17、出料段；2、加热机构；31、环形钢带；321、主动轮；322、从动轮；323、小车；4、密封机构；41、前辅助轮；42、储水槽；43、固定在；44、压轮；45、后辅助轮；46、除水器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一种低温裂解炉，包括：卧式炉体1，卧式炉体1内安装有炉管11，炉管具有裂解腔，卧式炉体1的第一端设有装料机构12，卧式炉体1的第二端设有卸料机构13，卧式炉体1具有进料段14、与进料段14连通的低温裂解段15、与低温裂解段15连通的冷却段16以及与冷却段16连通的出料段17，装料机构12与进料段14连通，卸料机构13与出料段17连通；加热机构2，设于低温裂解段15下方，用于对炉管11加热以使裂解腔内的废气线路板产生裂解反应；传动机构，传动机构穿过卧式炉体1用于输送废弃线路板；密封机构4，密封机构4用于密封传动机构的输入端和输出端；电气控制机构，所述电气控制机构分别与加热机构2、传动机构电连接。

本发明的低温裂解炉沿物料传送方向依次设置有进料段、低温裂解段、冷却段和出料段，炉内加热燃烧器设置均匀，热能分布合理，有利于线路板的充分裂解，实现了裂解工艺高效性和裂解产物低碳性。另外，低温裂解炉通过编程的电气控制系统，可以有效的实现裂解工艺自动化运行，提高生产效率。与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、密封性好、连续式、高效低碳的优点。

具体的，废弃线路板通过低温裂解工艺处理后，生成裂解油、裂解气和裂解渣等，为了保持炉内的无氧低温裂解氛围，防止空气进入裂解炉内影响线路板的裂解效果，同时避免炉内裂解气泄漏，本发明通过设有密封机构使整个裂解炉具有非常好的密封性能。另外，本发明通过采用传动机构，实现了废弃线路板低温裂解工艺的连续化生产，提高了工艺产能和自动化程度；通过在传动机构的输入端和输出端设置密封结构，实现了废弃线路板在一个良好的封闭系统中低温裂解，保证了炉内的无氧气氛，有利于提高热解油、热解气的回收捕集效果。

在一个优选实施例中，如图2所示，密封机构包括前辅助轮41、密封的储水槽42、安装在储水槽42内的固定座43和安装在固定座43上的压轮44，前辅助轮41安装在储水槽42的一侧外壁上，炉管11从储水槽42的另一侧外壁延伸至储水槽42内，炉管11的内部安装有后辅助轮45，传动机构依次铺设在后辅助轮45、压轮44和前辅助轮41。

设有密封机构具有如下优点：1)密封机构设置有辅助轮和压轮，可以在保证密封效果的同时不影响裂解炉的传动性能，可以完美的和裂解炉的现有结构兼容；2)传动机构在炉管的进出口均浸没在储水槽的液面下方，使整个炉管在保证传动机构的连续式传动性能的同时保证整个炉管处于一个密封性良好的环境，维持稳定的炉内压力；3)密封机构使裂解炉不需要通过充入氩气、氮气等惰性保护气体使炉内微正压防止外界空气进入，可节约生产成本。4)密封机构可防止裂解炉内的反应气氛或者尾气泄漏，避免对产品或者钢带炉炉体产生不良影响；5)密封机构采用纯水作为密封液体，成本低廉，使用方便，不会对钢带炉其他结构产生不良影响。

进一步地，密封机构4还包括除水器46，除水器46安装炉管内用于除去传动机构上水，避免水分对裂解炉和传动机构上的物料产生不利影响。

在一个优选实施例中，低温裂解段15设有托板151，炉管11安装在托板151上。进一步地，托板151的材质为氮化硅。碳化硅托板支撑上方的炉管11，防止钢带和炉管11在物料的重力下变形，同时碳化硅托板导热性优良，传热均匀，加热燃烧室通过对碳化硅板加热，热量通过碳化硅托板均匀传导给炉管和环形钢带，实现对废弃线路板的均匀加热。

在一个优选实施例中，进料段14设有裂解气出口141。裂解气出口141连接裂解气的净化分离系统。裂解气出口设置的位置在进料口附近，可以充分利用裂解气、裂解油携带的热量加热从进料口进入炉管内物料，达到预热的目的，这样会大大节约后续裂解工艺所需的能源，同时也降低了从裂解气出口141后的裂解气、裂解油的温度，有利于裂解气净化分离系统的油、气分离回收操作。此外，本发明将裂解气出口141设置在进料口附近，利用裂解气携带的热量对进入炉管内物料进行预热，同时利用尾气净化系统中设置的空气换热器对燃烧尾气的余热回收再利用，实现了裂解炉的能量循环利用，达到了节能减排的目的。

在一个优选实施例中，传动机构包括环形钢带31和传动轮组件，环形钢带31的两端分别与传动轮组件啮合。低温裂解炉采用卧式钢带炉结构，通过环形钢带31和传动轮组件，实现了裂解物料的自动化连续进出，提高了裂解炉的生产效率，简化了裂解工艺。

进一步地，传动轮组件包括主动轮321和从动轮322，主动轮321设于卧式炉体1的第二端，从动轮322设于卧式炉体1的第一端。主动轮321由电机传动，带动环形钢带31运行，从动轮322协同运转。通过设置主动轮321、从动轮322和环形钢带31，实现了裂解工艺从装料到卸料的连续运行。环形钢带31的运行速率可通过电机调节控制，可适应不同的裂解工艺，控制裂解反应进行程度。

更进一步地，从动轮322上安装有小车323，小车323采用配重拉紧方式，当环形钢带31受热形变增长时，小车323在配重机构的作用下向前端运行，保证环形钢带31受到恒定的张力，有利于传动机构的正常运行。

在一个优选实施例中，炉管11将低温裂解段15的燃烧室与环形钢带31的裂解区域隔离，这样可以防止燃烧室内燃烧烟气对裂解油、裂解气产生不利影响。

在一个优选实施例中，冷却段16设有配重机构161，往出料口方向拉紧，防止炉管在受热时往进料口方向膨胀，影响裂解炉系统的正常运行。

进一步地，配重机构161为金属块。

在其中一个实施例中，加热机构2设有若干组燃烧器，烧室内产生的燃烧烟气通过裂解炉炉壳顶部的烟气出口排出，烟气出口连接燃烧尾气净化系统，尾气净化系统中设置有空气换热器，通过输入冷空气进行换热，换热后得到的热空气引入加热燃烧室作为助燃气体。在本实施例中，燃烧器的数量为6个。

进一步地，为了达到节能环保的目的，若干组燃烧器均为辐射管燃烧器。

在一个优选实施例中，冷却段16的外壁上设有若干组水冷机构。这样可以加快物料降温冷却速度，减少出料时间提高生产效率。

在一个优选实施例中，炉管11和环形钢带31采用SUS310S材质，使炉管11和环形钢带31具有耐热性和导热性能好，有利于物料加热均匀，减少热能损耗。

另外，环形钢带31进入和输出卧式炉体1的位置设有密封机构4，有效的防止外界空气进入炉管内，同时也可以保证炉管内裂解气无泄漏，维持稳定的炉管内压力，保证炉管的密闭性。

在一个优选实施例中，装料机构12包括装料管道121以及与装料管道121连接的布料装置122，布料装置122与进料段14连通，装料管道121具有第一双层插板阀123，第一双层插板阀123之间设有第一真空置换装置124。物料在装料管道121上装料斗中通过打开上层插板阀进入进料过渡仓中，第一真空置换装置124自动抽真空，对进料过渡仓中物料及带入的空气进行抽除置换清洗，清洗完毕后打开进料过渡仓下层插板阀，物料进入下部布料器中，通过高度限位控制传送带上的物料高度，随着传送钢带的运行，实现装料机构12全部的密封进料布料动作。

进一步地，为了控制物料进入进料段14的速度，布料装置倾斜设置。

在一个优选实施例中，卸料机构13包括卸料管道131以及设在卸料管道131内的卸料装置132，卸料管道131与出料段17连通，卸料管道131具有第二双层插板阀133，第二双层插板阀133之间设有第二真空置换装置134。裂解后的物料通过专用卸料装置132，使物料从环形钢带31两侧出料，第二真空置换装置134自动抽真空，对出料过渡仓中的空气进行抽除置换清洗，清洗完毕后通过打开出料过渡仓上层插板阀，物料进入出料过渡仓中，关闭上层插板阀后打开下层插板阀实现出料口全部的密封出料动作。

本发明的低温裂解炉处置废弃线路板的过程：废弃线路板物料通过进料口、出料口的双层插板阀以及真空置换装置，配合电气控制系统自动控制插板阀的开、闭和真空置换装置的置换清洗操作，通过布料装置使废弃线路板物料均匀分散的进入裂解炉炉管内，通过环形钢带、主动轮和从动轮的驱动将物料连续输送至低温裂解段发生裂解反应，产生高温裂解油、裂解气，高温裂解油、裂解气与新进入的物料进行热交换降温后，从裂解气出口排出裂解炉，进入裂解气回收净化系统；废弃线路板物料由环形钢带输送进一步裂解完全，形成的裂解渣料输送至冷却段，通过水冷结构加快降温，最后输送至出料口，通过专用转盘卸料装置、真空置换装置和双层插板阀自动出料卸料，出料后的裂解渣可以通过处理回收金属等资源。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种低温裂解炉，其特征在于，包括：

卧式炉体，所述卧式炉体内安装有炉管，所述炉管具有裂解腔，所述卧式炉体的第一端设有装料机构，所述卧式炉体的第二端设有卸料机构，所述卧式炉体具有进料段、与所述进料段连通的低温裂解段、与所述低温裂解段连通的冷却段以及与所述冷却段连通的出料段，所述装料机构与所述进料段连通，所述卸料机构与所述出料段连通；

加热机构，设于所述低温裂解段下方，用于对所述炉管加热以使所述裂解腔内的废弃线路板产生裂解反应；

传动机构，所述传动机构穿过所述卧式炉体用于输送废弃线路板；

密封机构，所述密封机构用于密封所述传动机构的输入端和输出端；

电气控制机构，所述电气控制机构分别与所述加热机构、传动机构电连接；

所述密封机构包括前辅助轮、密封的储水槽、安装在所述储水槽内的固定座和安装在固定座上的压轮，所述前辅助轮安装在所述储水槽的一侧外壁上，所述炉管从所述储水槽的另一侧外壁延伸至储水槽内，所述炉管的内部安装有后辅助轮，所述传动机构依次铺设在后辅助轮、压轮和前辅助轮；所述密封机构还包括除水器，所述除水器安装炉管内用于除去传动机构上水；

所述装料机构包括装料管道以及与所述装料管道连接的布料装置，所述布料装置与所述进料段连通，所述装料管道具有第一双层插板阀，所述第一双层插板阀之间设有第一真空置换装置；

所述卸料机构包括卸料管道以及设有所述卸料管道内的卸料装置，所述卸料管道与所述出料段连通，所述卸料管道具有第二双层插板阀，所述第二双层插板阀之间设有第二真空置换装置；

所述传动机构包括环形钢带和传动轮组件，所述传动轮组件包括主动轮和从动轮，所述主动轮设于所述卧式炉体的第二端，所述从动轮设于所述卧式炉体的第一端，所述环形钢带的两端分别与所述主动轮、所述从动轮啮合；

所述炉管将所述低温裂解段的燃烧室与所述环形钢带的裂解区域隔离；

所述低温裂解段设有托板，所述炉管安装在所述托板上；

所述托板的材质为氮化硅；

所述进料段设有裂解气出口；

所述布料装置倾斜设置；

所述冷却段设有配重机构。