CN110776944A - 一种二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统，该系统包括螺旋进料装置、炉内螺旋转动装置以及螺旋出料装置。该热解炉内胆外壁上均匀布置加热电阻丝。该热解系统包括一级催化剂进口，以及盛放二级催化剂的多空容器。该系统的热解气出气管上包裹玻璃纤维加热带，所述的热解气出气管的出口与水冷冷凝式套管换热器连通。套管换热器可多个串联使用，收集不同温度热解气冷凝的热解油。该系统可实现印刷线路板的连续热解，提高装置的热解效率。本发明使用二级催化热解印刷线路板，可提高热解油轻组分含量，提升热解油的品质，降低回收成本。此外，本发明使用温度控制的方法分级回收热解油，提升目标产物的纯度，降低产物后期的分离成本。
Description
技术领域
本发明涉及移动床式热解系统，特别涉及一种二次催化的废弃线路板移动床式热解系统。
背景技术
印刷线路板是电子工业的基础，据估计，废弃印刷线路板在电子废弃物中所占的比重为3％。印刷线路板包含了有色金属和稀贵金属近20种，但是电路板中含有的重金属和溴化阻燃剂对土壤、环境、生物造成的潜在危害是不可低估的。因此，如何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。
热解处理技术是一种有效的能量转化和物质回收的方法。目前，热解技术已经在废旧塑料、轮胎、生物质和城市生活垃圾方面得到很好的应用和发展。而在处理废弃印刷线路板方面的应用和研究则起步较晚，主要是因为印刷线路板中含有大量的金属物质，成分复杂，回收难度大；另外，印刷线路板中含有溴化阻燃剂，这些阻燃剂在热解过程中会产生溴代多环芳烃等有毒有害物质，这些物质不仅污染环境，腐蚀处理设备，还会降低热解油的品质。所以，二次污染防治和产物脱溴是线路板热解必须重视和解决的问题。
专利号为ZL201820387313.0的中国专利公开了“一种立式废弃印刷线路板移动床热解系统”，包括热解炉，在炉膛内有气动敲击锤敲击的带有螺旋叶片的振动轴机构，在热解炉炉膛内底部安装有多孔孔板，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。该系统存在的问题是1、不能向炉内连续加料，热解炉内的热解残渣由于螺旋出料器的螺旋叶片长度不够，因此不能实现印刷线路板热解过程的连续；2、通过电加热器加热氮气从而间接加热印刷线路，这种加热方式耗能极大；3、在热解过程中，印刷线路板会产生粘性很大的焦油，连续运行工况下，仅依靠气动锤振动不能保证物料能持续落下。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种实现废弃印刷线路板处理和回收的无害化、减量化和资源化的二次催化的废弃线路板移动床式热解系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一种二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统，包括热解炉，所述的热解炉包括由外壳围成的炉身，在所述的炉身顶部固定有炉盖，在所述的炉身底部安装有耐高温保温砖，在所述的炉身内中间安装有由内胆围成的热解炉炉膛，在所述的内胆外壁上均匀布置有加热电阻丝，所述的加热电阻丝与控制器连接；在所述的热解炉炉膛底部的耐高温保温砖上开有清灰通道，在所述的清灰通道内安装有排灰管，所述的排灰管的清灰口设置在热解炉外，一个第二电机与螺旋进料器相连，所述的螺旋进料器与安装有第一阀门的印刷线路板进料管道的出料口连通，一个自增压氮气罐的出气口通过气体输送管道依次连接氮气减压阀、体涡街流量计以及排灰管的清灰口，所述的热解炉炉膛的内壁顶部与炉膛盖通过法兰连接，所述的炉膛盖与炉盖之间满铺耐高温保温棉，一根在进料口处安装有第二阀门的进料管的一端分别穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖与热解炉炉膛连通，一根热解气出气管的一端穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖与热解炉炉膛连通，在位于热解炉炉膛外的所述的热解气出气管的管路上包裹有玻璃纤维加热带，所述的热解气出气管的出口与水冷冷凝式套管换热器连通，其特征在于：在所述的水冷冷凝式套管换热器的热解气管道上安装有温度表，一根螺旋转动装置包括沿竖直方向设置在热解炉炉膛内的螺旋转轴，所述的螺旋转轴穿过炉膛法兰盖和炉盖并且上端与安装在炉盖上的第一电机相连，一个螺旋出料器穿过炉身底部的安装孔且插入热解炉炉膛内与炉膛内壁贴近间隙配合，所述的螺旋转动装置的底部设置在螺旋出料器的上方，所述的螺旋出料器的转轴与第三电机相连，所述的螺旋出料器设置在热解炉外的出料口与一个出料储存器连通，所述的螺旋出料器与水平面呈15°放置，在位于螺旋出料器下方的所述的热解炉炉膛内安装有多孔孔板，所述的螺旋进料器的出料口通过出料管与进料管的上部连通，所述的进料管的进料口用于添加一级催化添加剂，与热解气出气管连通位置处的炉膛盖底壁上安装有盛放二次催化添加剂的多孔容器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明使用的热解系统通过螺旋进料装置、炉内螺旋转动装置以及螺旋出料装置实现印刷线路板的连续热解，提高装置的热解效率；
2.本发明使用的一级催化添加剂与物料充分混合，可以有效降低热解炉中印刷线路板热解产生焦油的黏性，促进物料颗粒的流动；
3.本发明使用的二级催化添加剂与印刷线路板颗粒分离放置，可以很容易地实现二级催化剂的分离回收再利用；
4.本发明使用二级催化热解印刷线路板，可以提高热解油轻组分含量，提升热解油的品质，提高热解油的回收利用价值，同时，降低溴代多环芳烃的含量，减小印刷线路板热解带来的环境二次污染风险；
5.本发明使用温度控制的方法分级回收热解油，提升目标产物的纯度，降低产物后期的分离成本；
6.该系统一级催化使用成本低廉的添加剂，比如生石灰、天然沸石、贝壳粉，天然黏土等；二级催化使用成本较高的添加剂，比如活性氧化铝、HY分子筛、HZSM5分子筛，MCM41分子筛等，可以大大降低废弃印刷线路板资源化回收的成本。
附图说明
图1是本发明的一种二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统的结构示意图。
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二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统，包括热解炉5，所述的热解炉5包括由外壳围成的炉身，在所述的炉身顶部固定有炉盖7，在所述的炉身底部安装有耐高温保温砖6，在所述的炉身内中间安装有由内胆围成的热解炉炉膛4，在所述的内胆外壁上均匀布置有加热电阻丝8，所述的加热电阻丝与控制器34连接，所述的控制器可以控制热解炉的启停、加热速率、保温时间和加热终止温度。
在所述的热解炉炉膛4底部的耐高温保温砖6上开有清灰通道，在所述的清灰通道内安装有排灰管，所述的排灰管的清灰口11设置在热解炉5外，从排灰管清理热解炉膛孔板下落的灰尘。
一个第二电机19与螺旋进料器18相连，所述的螺旋进料器与安装有第一阀门21的印刷线路板进料管道20的出料口连通。
一个自增压氮气罐1的出气口通过气体输送管道依次连接氮气减压阀2、体涡街流量计3以及排灰管的清灰口。
所述的热解炉炉膛的内壁顶部与炉膛盖12通过法兰连接，所述的炉膛盖与炉盖之间满铺耐高温保温棉17。一根在进料口22处安装有第二阀门23的进料管13的一端分别穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖与热解炉炉膛4连通。一根热解气出气管9的一端穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖12与热解炉炉膛4连通。在位于热解炉炉膛外的所述的热解气出气管的管路上包裹有玻璃纤维加热带36，减少热解气冷凝造成收集的热解油的损失，所述的热解气出气管的出口与水冷冷凝式套管换热器27连通。在所述的水冷冷凝式套管换热器的热解气管道28上安装有温度表29，用于检测热解气的温度，根据该温度调节套管冷凝水的温度及冷凝水的流量。
所述的水冷冷凝式套管换热器27结构可以参见专利ZL201820387313.0。所述的套管换热器可以多个串联使用，收集不同温度热解气的热解油。
一根螺旋转动装置15包括沿竖直方向设置在热解炉炉膛4内的螺旋转轴，所述的螺旋转轴穿过炉膛法兰盖和炉盖并且上端与安装在炉盖上的第一电机16相连。
一个螺旋出料器24穿过炉身底部的安装孔且插入热解炉炉膛4内与炉膛内壁贴近间隙配合，所述的螺旋转动装置15的底部设置在螺旋出料器24的上方，所述的螺旋出料器24的转轴35与第三电机25相连，所述的螺旋出料器24设置在热解炉外的出料口与一个出料储存器26连通。所述的螺旋出料器与水平面呈15°放置。
在位于螺旋出料器24下方的所述的热解炉炉膛4内安装有多孔孔板10。
所述的螺旋进料器18的出料口通过出料管与进料管13的上部连通。所述的进料管13的进料口22用于添加一级催化添加剂，所述的一级催化添加剂是成本低廉的添加剂，比如生石灰、天然沸石、贝壳粉，天然黏土。与热解气出气管9连通位置处的炉膛盖12底壁上安装有盛放二次催化添加剂的多孔容器14，所述的二次催化剂是成本较高的添加剂，比如活性氧化铝、HY分子筛、HZSM5分子筛，MCM41分子筛等。
本系统的使用方法如下：
将二次催化添加剂提前放入容器14。打开进料管道20的第一阀门21，打开第二电机19，通过第二电机19带动螺旋进料器18，将粉碎后的废旧印刷线路板运输到热解炉炉膛4中。同时，打开第二阀门23，通过进料口22在炉膛中加入一级催化剂。随后通过法兰将热解炉炉膛的内壁顶部与炉膛盖12连接，并盖好炉盖7。然后打开自增压氮气罐1的氮气减压阀，调节氮气减压阀2，观察涡街流量计3，向热解炉中通入氮气约20分钟。氮气通过多空孔板10进入炉膛，保持整个热解系统处于无氧环境。随后通过控制器34设置加热速率、加热终温、保温时间，电加热丝8开始加热。热解炉加热过程中，热解炉炉膛内的螺旋转动装置15由第一电机16带动从而不断转动，促进炉膛中的物料的下移。当热解炉温度达到热解终温时，由第三电机25带动螺旋出料装置24的转轴35转动，将固体产物收集于出料存储器26中。热解过程中，线路板中的有机物受热会产生挥发物，挥发物随着氮气流从热解炉出气管9排出后进入冷凝器27。热解过程中，热解气出气管外部的玻璃纤维加热带36使热解炉出气管的温度维持在220℃～260℃。冷凝器27采用套管式水冷冷凝器，冷凝水由套管换热器进水口27流入，由出水口31流出。根据套管换热器的热解气管道28上温度表29的示数，调节套管冷凝水的温度及冷凝水的流量。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32，不凝性气体部分在热解气管道出口处收集于气体收集袋33中用于化验其成分。
Claims (1)
1.一种二次催化的废弃印刷线路板移动床式热解系统，包括热解炉(5)，所述的热解炉包括由外壳围成的炉身，在所述的炉身顶部固定有炉盖(7)，在所述的炉身底部安装有耐高温保温砖(6)，在所述的炉身内中间安装有由内胆围成的热解炉炉膛(4)，在所述的内胆外壁上均匀布置有加热电阻丝(8)，所述的加热电阻丝与控制器(34)连接；在所述的热解炉炉膛(4)底部的耐高温保温砖(6)上开有清灰通道，在所述的清灰通道内安装有排灰管，所述的排灰管的清灰口(11)设置在热解炉外，一个第二电机(19)与螺旋进料器(18)相连，所述的螺旋进料器与安装有第一阀门(21)的印刷线路板进料管道(20)的出料口连通，一个自增压氮气罐1的出气口通过气体输送管道依次连接氮气减压阀(2)、体涡街流量计(3)以及排灰管的清灰口，所述的热解炉炉膛的内壁顶部与炉膛盖(12)通过法兰连接，所述的炉膛盖与炉盖之间满铺耐高温保温棉(17)，一根在进料口(22)处安装有第二阀门(23)的进料管(13)的一端分别穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖与热解炉炉膛(4)连通，一根热解气出气管(9)的一端穿过炉盖、耐高温保温棉以及炉膛盖与热解炉炉膛连通，在位于热解炉炉膛外的所述的热解气出气管的管路上包裹有玻璃纤维加热带(36)，所述的热解气出气管的出口与水冷冷凝式套管换热器(27)连通，其特征在于：在所述的水冷冷凝式套管换热器的热解气管道(28)上安装有温度表(29)，一根螺旋转动装置(15)包括沿竖直方向设置在热解炉炉膛(4)内的螺旋转轴，所述的螺旋转轴穿过炉膛法兰盖和炉盖并且上端与安装在炉盖上的第一电机(16)相连，一个螺旋出料器(24)穿过炉身底部的安装孔且插入热解炉炉膛内与炉膛内壁贴近间隙配合，所述的螺旋转动装置(15)的底部设置在螺旋出料器的上方，所述的螺旋出料器的转轴(35)与第三电机(25)相连，所述的螺旋出料器设置在热解炉外的出料口与一个出料储存器(26)连通，所述的螺旋出料器与水平面呈15°放置，在位于螺旋出料器下方的所述的热解炉炉膛内安装有多孔孔板(10)，所述的螺旋进料器(18)的出料口通过出料管与进料管(13)的上部连通，所述的进料管(13)的进料口用于添加一级催化添加剂，与热解气出气管(9)连通位置处的炉膛盖(12)底壁上安装有盛放二次催化添加剂的多孔容器(14)。
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