CN109364720A - 废弃线路板裂解气的净化系统及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废弃线路板热解气的净化系统及其应用方法，该净化系统包括空气预热器、引风机、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器、脱苯塔以及碱洗塔，空气预热器的出气口与引风机的进气口连通，引风机的出气口与重力捕油器的进气口连通，重力捕油器的出气口与一级捕油器的进气口连通，一级捕油器的出气口与空冷器的进气口连通，空冷器、二级捕油器、脱苯塔和碱洗塔依次连通，空气预热器、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器的底部均设有储油罐。上述净化系统可实现对废弃线路板裂解气的油、气完全分离回收，脱除净化裂解气中的酸性气体等其他有害成分。

Description

废弃线路板裂解气的净化系统及其应用方法
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，具体的说，涉及一种废弃线路板裂解气的净化系统及其应用方法。
背景技术
近年来，电子和信息行业飞速发展，印刷线路板需求激增，加之电子信息行业产品越来越快的更新换代速度，大量的家用电器和电子信息产品被淘汰，从而产生数量惊人的电子废弃物。在自然资源供求矛盾日益加剧的今天，电子废弃物的资源回收再利用受到行业内的广泛关注。其中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，废弃线路板除了对环境有巨大的污染风险外，还具有很高的资源特性和回收价值。
目前，废弃线路板的众多回收工艺中，无氧低温裂解是一种较优的处置工艺，通过裂解废弃线路板中的有机高分子成分，生成裂解气、裂解油和裂解渣，对其分别进行回收再利用处理，实现废弃线路板的资源回收再利用目的。
裂解产生的裂解气、裂解油的回收捕集和净化再利用是废弃线路板裂解工艺的重要环节。裂解后的裂解油由于温度较高，其状态为气态与裂解气混在一起，形成油、气混合物，其中含有一定量的酸性气体。目前，现有技术对油、气分离及净化操作不是很完善，致使裂解油中的成分将会腐蚀阀门、仪表仪器和管道，也会影响裂解气的燃烧效果，带来二噁英等严重的环保问题。
发明内容
针对现有技术对裂解油、裂解气分离及净化操作不完善的技术问题，本发明的目的在于提供一种可实现对废弃线路板裂解气的油、气完全分离回收，脱除净化裂解气中的酸性气体等其他有害成分，优化裂解气的回收利用，得到清洁的可燃气和优质裂解油的废弃线路板裂解气净化系统。
本发明还提供了一种基于本裂解气净化系统为基础，裂解气和裂解油的分离净化回收后的有效资源化再利用的应用办法，达到线路板裂解工艺节能环保、操作简便、裂解回收效率高效果好的目的。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种废弃线路板热解气的净化系统，包括空气预热器、引风机、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器、脱苯塔以及碱洗塔，所述空气预热器具有进气口和出气口，所述空气预热器的出气口与所述引风机的进气口连通，所述引风机的出气口与所述重力捕油器的进气口连通，所述重力捕油器的出气口与所述一级捕油器的进气口连通，所述一级捕油器的出气口与所述空冷器的进气口连通，所述空冷器、所述二级捕油器、所述脱苯塔和所述碱洗塔依次连通，所述空气预热器、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器的底部均设有储油罐，且所述储油罐分别与所述空气预热器、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器的各自腔体连通。
在其中一个实施例中，所述净化系统还包括水洗塔和增压风机，所述碱洗塔的出气口与所述水洗塔的进气口连通，所述水洗塔的出气口与所述增压风机的进气口连通。
在其中一个实施例中，所述空气预热器包括不锈钢外壳和位于所述不锈钢外壳内的内胆，所述不锈钢外壳与所述内胆之间的夹层为空气温度交换层，所述温度交换层上设有低温空气进口和高温空气出口。
在其中一个实施例中，所述重力捕油器为旋风离心式结构。
在其中一个实施例中，所述重力捕油器、一级捕油器和二级捕油器内均设有保温机构。
在其中一个实施例中，所述空冷器为U型结构。
在其中一个实施例中，所述碱洗塔的腔体上端设有喷淋机构。
本发明还提供了一种废弃线路板热解气的净化系统的应用方法，，包括如下步骤：
S1、将裂解气进行降温，降温后的裂解气通过增压通入重力捕油器收集大颗粒的裂解油；
S2、经过重力捕油器处理后的裂解气通入一级捕油器收集重质油，离开一级捕油器的裂解气进入空冷器中进行降温并收集部分裂解油；
S3、将经过空冷器处理后的裂解气通入二级捕油器中收集裂解气中的轻质油，收集完轻质油后的裂解气通入脱苯塔中，脱去苯和萘；
S4、将脱去芳香烃的裂解气通入碱洗塔中去除酸性气体。
在其中一个实施例中，S4步骤之后还包括步骤：
S5、将经过碱洗塔处理后的裂解气通入水洗塔中进行水洗形成冷净煤气，将所述冷净煤气通过增压处理后通入燃烧室中。
在其中一个实施例中，在S1步骤中，将裂解气降温至200-300℃；和/或，在S2步骤中，裂解气进入空冷器中进行降温至120-200℃。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统通过多级捕油净化系统，将废弃线路板裂解气中的油、气实现完全分离和净化回收，实现了废弃线路板裂解气的资源化清洁回收利用处理。
2)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统充分利用废弃线路板高温裂解气所携带的热量，采用空气预热器回收裂解气的部分热能，给加热燃烧系统提供助燃气体，并利用废弃线路板裂解气净化为加热燃烧系统提供清洁燃气，有效的降低了整个裂解工艺的能耗，在废弃线路板裂解工艺顺利运行的同时，达到节能减排的目的。
3)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统采用脱苯塔和碱洗塔吸收净化裂解气中的苯、萘、CO2和HX(X为卤素元素)等，得到清洁、可再利用的裂解气，碱洗液反应吸收酸性气体后可以通过结晶回收其中的Na2CO3和NaX(X为卤素元素)。
4)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统通过设置引风机，对本净化系统中的裂解气增压，保证此净化系统的高效正常运行。
5)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统的应用办法操作简单，效率高，能耗低，节能减排，环境友好，满足工业生产要求。
附图说明
图1为本发明公开的一实施例的示意图。
图2为本发明公开该净化系统的应用方法的流程示意图。
附图标记说明：
1、空气换热器；2、引风机；3、重力捕油器；4、一级捕油器；5、空冷器；二级捕油器；7、脱苯塔；8、碱洗塔；9、水洗塔；10、增风机；11、储油罐。
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。
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，一种废弃线路板热解气的净化系统，包括空气预热器1、引风机2、重力捕油器3、一级捕油器4、空冷器5、二级捕油器6、脱苯塔7以及碱洗塔8，空气预热器1具有进气口和出气口，空气预热器1的出气口与引风机2的进气口连通，引风机2的出气口与重力捕油器3的进气口连通，重力捕油器3的出气口与一级捕油器4的进气口连通，一级捕油器4的出气口与空冷器5的进气口连通，空冷器5、二级捕油器6、脱苯塔7和碱洗塔8依次连通，空气预热器1、重力捕油器3、一级捕油器4、空冷器5、二级捕油器6的底部均设有储油罐11，且储油罐11分别与空气预热器1、重力捕油器3、一级捕油器4、空冷器5、二级捕油器6的各自腔体连通。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统通过多级捕油净化系统，将废弃线路板裂解气中的油、气实现完全分离和净化回收，实现了废弃线路板裂解气的资源化清洁回收利用处理。
2)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统充分利用废弃线路板高温裂解气所携带的热量，采用空气预热器回收裂解气的部分热能，给加热燃烧系统提供助燃气体，并利用废弃线路板裂解气净化为加热燃烧系统提供清洁燃气，有效的降低了整个裂解工艺的能耗，在废弃线路板裂解工艺顺利运行的同时，达到节能减排的目的。
3)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统采用脱苯塔和碱洗塔吸收净化裂解气中的苯、萘、CO2和HX(X为卤素元素)等，得到清洁、可再利用的裂解气，碱洗液反应吸收酸性气体后可以通过结晶回收其中的Na2CO3和NaX(X为卤素元素)。
4)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统通过设置引风机，对本净化系统中的裂解气增压，保证此净化系统的高效正常运行。
5)本发明提供的废弃线路板裂解气净化系统的应用办法操作简单，效率高，能耗低，节能减排，环境友好，满足工业生产要求。
为了将裂解气转换成冷净煤气，在本实施中，净化系统还包括水洗塔9和增压风机10，碱洗塔8的出气口与水洗塔的进气口连通，水洗塔的出气口与增压风机的进气口连通。从碱洗塔8出来的裂解气经过水洗塔9的洗涤，成为冷净煤气，该冷净煤气通过增压风机10增压后作为燃气被输送进燃烧室。
进一步的，空气预热器1包括不锈钢外壳和位于所述不锈钢外壳内的内胆，不锈钢外壳与内胆之间的夹层为空气温度交换层，温度交换层上设有低温空气进口和高温空气出口。
具体的，冷空气从低温空气进口经过外壳和内胆之间的空气温度交换层到达高温空气出口，裂解气从内胆内部流过，裂解气和空气在空气温度交换层完成换热过程，冷空气带走裂解气的部分热量，升温后的空气从高温空气出口排出。该升温的空气可以输送到燃烧室中作为助燃气体或其他部件加热保温热源，内胆中裂解气的温度大幅度下降后被输送到重力捕油器3中。
进一步地，重力捕油器3为旋风离心式结构，该结构的重力捕油器3可以增大捕油面积和裂解油冷凝效率，大颗粒的裂解油在重力作用下被重力捕油器3冷能回收入储油罐11中。
为了保证裂解气的良好流动性和维持裂解气净化系统的稳定高效运行，在空气预热器1和重力捕油器3之间设有引风机，可以将负压进入的裂解气增压至正压。
进一步地，在本实施例中，重力捕油器3、一级捕油器4和二级捕油器6内均设有保温机构，配合空气预热器1和空冷器5的降温能力，可以使裂解气中水蒸气处于不冷凝的温度下，避免裂解油冷凝回收的同时，还可以避免裂解气中的水蒸气与裂解气中的酸性卤化物反应生成强酸，腐蚀设备。
进一步地，一级捕油器3和二级捕油器5为立式电捕油结构，用于除去裂解气中的重质油和轻质油。
对于空冷器5设置在一级捕油器3和二级捕油器5之间，是为了进一步降低裂解气的温度，实现一级捕油器3和二级捕油器5可以捕捉不同密度大小的裂解油，保证捕油系统的工作效率和油气分离完全的效果。
在本实施例中，空冷器5为U型结构。该U型结构的两个侧壁上分别设有一个进气口和一个出气口。
在上述实施例中，裂解气经过重力捕油器3、一级捕油器4和二级捕油器5，其中的裂解油基本被分离回收，但裂解气中可能含有少量的苯和萘，它们的存在会使后续的裂解气在燃烧时产生对环境污染严重的二噁英等有害副产物。因此，在本实施例中，在二级捕油器5后连接有一个脱苯塔6。进一步地，碱洗塔6的腔体上端设有喷淋机构，通过脱苯塔6以循环喷淋的方式将裂解气中的苯和萘吸收除去。
在本实施例中，碱洗塔8的腔体上端也安装有喷淋机构，碱液从喷淋机构中喷射出，与碱洗塔4下部进入的裂解气充分接触，逆向流动使碱洗效率大大提升，而且碱液可以循环使用。在碱洗过程中，吸收了裂解气中酸性气体的碱液可集中在碱洗塔8的底部回收。根据碱液的质量和需求，可从回收的碱液结晶中回收卤化物NaX(X为卤素元素)和Na2CO3等其他有成分，提升环保效益。
进一步地，在本实施例中，增压风机10为防爆型风机，它将水洗塔9出来的冷净煤气增压至燃烧室中燃烧器所需的工作压力，有利于燃烧系统的正常运行。
本发明还提供了一种废弃线路板热解气的净化系统的应用方法，，包括如下步骤：
S1、将裂解气进行降温，降温后的裂解气通过增压通入重力捕油器收集大颗粒的裂解油；
具体的，700℃的裂解气经过空气预热器降温至200℃～3000℃，冷空气从低温空气进口进入空气换热器，通过换热过程带走裂解气中的部分热量，升温后从高温空气出口排出，送入燃烧室作为助燃气体，沸点低于300℃的裂解油成分被冷凝进入储油罐。空气预热器中出来的裂解气经引风机加压至正压4～5KPa，进入重力捕油器中，大颗粒的裂解油凝聚进入重力捕油器的储油罐中。
S2、经过重力捕油器处理后的裂解气通入一级捕油器收集重质油，离开一级捕油器的裂解气进入空冷器中进行降温并收集部分裂解油；
具体的，重力捕油器中出来的裂解气进入一级捕油器中，经过电捕油法将裂解气中的重质油收集在一级捕油器的储油罐中；一级捕油器中出来的裂解气进入空冷器冷却至120℃～200℃，部分裂解油冷凝进入空冷器储油罐。
S3、将经过空冷器处理后的裂解气通入二级捕油器中收集裂解气中的轻质油，收集完轻质油后的裂解气通入脱苯塔中，脱去苯和萘；
具体的，废弃线路板裂解气主要包含苯酚类、双酚类、HX(X为卤素元素)、二氧化碳、氢气、一氧化碳和其他低碳烷烃类等。从空冷器出来的裂解气进入二级捕油器中，经电捕油法收集裂解气中的轻质油进入二级捕油器的储油罐中；经过各级捕油的裂解气进入脱苯塔中除去苯和萘，此时裂解气已实现油、气完全分离。
S4、将脱去芳香烃的裂解气通入碱洗塔中去除酸性气体；
具体的，不含油的裂解气进入碱洗塔中，碱液从碱洗塔上部以喷淋而下的方式除去裂解气中的CO2和HX(X为卤素元素)等酸性气体。
S5、将经过碱洗塔处理后的裂解气通入水洗塔中进行水洗形成冷净煤气，将所述冷净煤气通过增压处理后通入燃烧室中。
碱洗塔出来的裂解气经过水洗塔洗涤，成为冷净煤气；冷净煤气经增压风机增压后作为燃气进入燃烧室。
至此废弃线路板裂解气、裂解油完成油、气完全分离，其中的苯、萘、CO2和HX(X为卤素元素)等污染成分也充分脱除完毕，裂解油进入储油罐中，可作为燃料或者化工原料，净化后的裂解气可直接作为洁净燃料为废弃线路板裂解炉燃烧供热。废旧线路板裂解气经过本废弃线路板裂解气净化系统后的洁净裂解气和裂解油的主要成分如下表1和表2所示。
表1
组分 H<sub>2</sub> CO CH<sub>4</sub>
体积分数 42％ 18％ 13％
表2
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 (10)

1.一种废弃线路板热解气的净化系统，其特征在于，包括空气预热器、引风机、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器、脱苯塔以及碱洗塔，所述空气预热器具有进气口和出气口，所述空气预热器的出气口与所述引风机的进气口连通，所述引风机的出气口与所述重力捕油器的进气口连通，所述重力捕油器的出气口与所述一级捕油器的进气口连通，所述一级捕油器的出气口与所述空冷器的进气口连通，所述空冷器、所述二级捕油器、所述脱苯塔和所述碱洗塔依次连通，所述空气预热器、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器的底部均设有储油罐，且所述储油罐分别与所述空气预热器、重力捕油器、一级捕油器、空冷器、二级捕油器的各自腔体连通。
2.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述净化系统还包括水洗塔和增压风机，所述碱洗塔的出气口与所述水洗塔的进气口连通，所述水洗塔的出气口与所述增压风机的进气口连通。
3.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述空气预热器包括不锈钢外壳和位于所述不锈钢外壳内的内胆，所述不锈钢外壳与所述内胆之间的夹层为空气温度交换层，所述温度交换层上设有低温空气进口和高温空气出口。
4.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述重力捕油器为旋风离心式结构。
5.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述重力捕油器、一级捕油器和二级捕油器内均设有保温机构。
6.根据权利权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述空冷器为U型结构。
7.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述碱洗塔的腔体上端设有喷淋机构。
8.一种废弃线路板热解气的净化系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将裂解气进行降温，降温后的裂解气通过增压通入重力捕油器收集大颗粒的裂解油；
S2、经过重力捕油器处理后的裂解气通入一级捕油器收集重质油，离开一级捕油器的裂解气进入空冷器中进行降温并收集部分裂解油；
S3、将经过空冷器处理后的裂解气通入二级捕油器中收集裂解气中的轻质油，收集完轻质油后的裂解气通入脱苯塔中，脱去苯和萘；
S4、将脱去芳香烃的裂解气通入碱洗塔中去除酸性气体。
9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，S4步骤之后还包括步骤：
S5、将经过碱洗塔处理后的裂解气通入水洗塔中进行水洗形成冷净煤气，将所述冷净煤气通过增压处理后通入燃烧室中。
10.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，在S1步骤中，将裂解气降温至200-300℃；和/或，在S2步骤中，裂解气进入空冷器中进行降温至120-200℃。
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