CN202270386U - 废弃液晶显示屏中液晶回收系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种废弃液晶显示屏中液晶回收系统，其特征是将液晶玻璃基板放置在密闭的萃取器中，通入萃取剂CO2，使萃取剂与液晶玻璃基板充分接触；设置密闭萃取器的工艺条件使萃取剂CO2达到超临界流体状态；以超临界状态的CO2流体使玻璃基板上的液晶充分溶解；再通过降低压力使溶有液晶的超临界流体进入密闭的分离器，让超临界流体中的CO2萃取剂转换为气体，并使液晶转换为液体；分别收集气态的CO2萃取剂和液态的液晶。本实用新型方法及系统经济、环保、低能耗、可产业化应用于废弃液晶显示屏中液晶的回收。

Description

废弃液晶显示屏中液晶回收系统
技术领域
本实用新型涉及一种从废弃液晶显示屏中回收液晶的装置。
背景技术
液晶是一种高分子材料，因为其特殊的理化特性和光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。液晶显示屏(LCD)具有小尺寸、微辐射、低功耗、显示信息多等优点，广泛用于电视、电脑、手机、GPS、PDA、游戏机、汽车、仪器仪表等电子电器产品中。据国外研究报告称，2007年全球中小尺寸的液晶显示屏销售量为38亿块，预计到2011年将增长到45亿块。液晶显示屏一般用于换代速度较快的电子电器产品中，其生命周期多在4～6年之间。如此众多的液晶显示屏，如果在废弃后不能得到有效回收，必将造成大气、土壤与地下水的严重污染和资源的极大浪费。而液晶又是液晶显示屏的重要组成部分，制造成本高，市场价格昂贵，随意排放会造成大气污染。若能有效地从废弃的液晶显示屏中提取液晶成分，对其进行回收重用，将会达到环保和经济的双重效果。
现有的回收液晶的方法，大多先用有机溶剂将液晶成分溶入其中，再用离子吸附材料去除杂质，最后采用蒸馏的方法回收液晶。此法操作过程繁杂，能耗高，需要使用大量的有机溶剂，而且液晶回收率不高，纯度低。对于大批量回收，后期有机溶剂的提纯处理十分困难。也有文献报道采用超临界流体进行萃取，这种方法回收液晶的纯度高、效率高，不会破坏液晶材料的化学性能，环保特性好，应用前景广阔。但是，迄今为止还没有采用超临界流体提取液晶的实施方法和专门设备。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种经济、环保、低能耗、可产业化应用的废弃液晶显示屏中液晶回收系统，使得超临界流体提取液晶的技术得以有效实施。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型废弃液晶显示屏中液晶回收系统的特点是设置：
一CO2气体钢瓶，其CO2气源管经单向阀和热交换器与CO2液体储罐相连；所述CO2气体钢瓶的入口管经CO2气体阀与气气增压泵相连，气气增压泵由空气压缩机驱动；
一密闭的萃取器，其内部设置多层钢丝架，底部设置恒温水浴装置，顶部设置有排气阀，液晶盒玻璃板分层置于钢丝架上；所述萃取器的萃取剂导入口依次通过CO2液体阀、气液增压泵与CO2液体储罐的导出管相连通，所述气液增压泵由空气压缩机驱动；
一密闭的分离器，分离器的导入口经减压阀与萃取器的导出管相连；所述分离器的气体导出管依次经气阀、过滤器、干燥器和流量计与气气增压泵相连；所述分离器的侧部设置有卸压阀，分离器的底部与液晶回收管路通过回收阀相连通。
本实用新型废弃液晶显示屏中液晶回收系统的结构特点也在于：在所述气液增压泵与CO2液体阀之间的管路上设置一带有计量泵的夹带剂罐。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
1、本实用新型中使用化学性能稳定，无毒、无腐蚀性的廉价气体CO2作为萃取剂，相对于现有的使用有机溶剂进行溶解的方法，经济性好，环保特性好；
2、本实用新型以较低的萃取温度保证了液晶成分的稳定性，使用少量的有机溶剂降低了液晶提纯的难度，回收的液晶经简单处理即可再做生产LCD的原料，节约了液晶的制造成本，避免了随意废弃液晶和制造新液晶所带来的环境污染；
3、本实用新型将液晶盒四周粘有封框胶的边玻璃进行切除，使得回收后的液晶玻基板揭去表面的贴膜，经过处理后尚可再利用；
4、本实用新型中萃取参数易于控制，超临界萃取的效果取决于超临界流体的密度，而超临界流体的密度在本实用新型系统中，可以通过恒温水浴装置和气液增压泵进行控制，选择适当的温度和压力，可以显著提高萃取速度和液晶的提取率，液晶提取率可达99％；
5、本实用新型针对不同的液晶种类，萃取时选择合适的夹带剂，可以缩短液晶的提取时间，降低萃取成本；
6、本实用新型低温、低压萃取，能耗低。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图。
图中标号：1为CO2气体钢瓶，2为CO2气源管，3单向阀，4安全阀，5萃取器，6排气阀，7钢丝架，8恒温水浴装置，9温度表，10压力表，11为CO2液体阀，12夹带剂罐，13计量泵，14减压阀，15分离器，16气阀，17卸压阀，18过滤器，19干燥器，20流量计，21气气增压泵，22液晶回收阀，23空气压缩机，24气液增压泵，25为CO2液体储罐，26热交换器，27为CO2气体阀，28液晶盒玻璃板。
具体实施方式
本实施例中废弃液晶显示屏中液晶回收的方法是按如下步骤进行：
1、拆解液晶显示屏，分离出液晶盒，切除液晶盒四周粘有封框胶的边玻璃，取液晶玻璃基板，并将液晶盒的两块玻璃基板用尖嘴镊子分离，分离后的玻璃基板分层放置在密闭的萃取器中，向萃取器中通入萃取剂CO2，使萃取剂与液晶玻璃基板充分接触；
可以在CO2萃取剂中按质量百分比1％～5％加入夹带剂，夹带剂为C1～C4的醇、烷基醚或酯；优选为乙醇、甲醚或乙酸乙酯；
2、设置密闭萃取器的工艺条件为：使萃取剂CO2达到超临界流体状态所需的温度30～60℃和压力60～90bar；以超临界状态的CO2流体使玻璃基板上的液晶充分溶解；
3、通过降低压力使溶有液晶的超临界流体进入密闭的分离器，让超临界流体中的CO2萃取剂转换为气体，并使液晶转换为液体；
4、分别收集气态的CO2萃取剂和液态的液晶，所收集的气态CO2萃取剂经过滤、干燥和压缩后在步骤1中循环使用。
参见图1，本实施例中废弃液晶显示屏中液晶回收系统的结构形式是设置：
一CO2气体钢瓶1，其CO2气源管2经单向阀3和热交换器26与CO2液体储罐25相连；CO2气体钢瓶1的入口管经CO2气体阀27与气气增压泵21相连，气气增压泵21由空气压缩机23驱动；
一密闭的萃取器5，其内部设置多层钢丝架7，底部设置恒温水浴装置8，顶部设置有排气阀6及温度表9，侧部设置有安全阀4，液晶盒玻璃板28分层置于钢丝架7上；萃取器5的萃取剂导入口依次通过带有压力表10的CO2液体阀11、气液增压泵24与CO2液体储罐25的导出管相连通，气液增压泵24由空气压缩机23驱动；在气液增压泵24与CO2液体阀11之间的管路上设置一带有计量泵13的夹带剂罐12。
一密闭的分离器15，分离器15的导入口经减压阀14与萃取器5的导出管相连；分离器15的气体导出管依次经气阀16、过滤器18、干燥器19和流量计20与气气增压泵21相连；分离器15的侧部设置有卸压阀17，分离器15的底部与液晶回收管路通过回收阀22相连通。
操作过程：
1、准备过程
拆解液晶显示屏，分离出液晶盒；清洗液晶盒并烘干；用剪板机将液晶盒四周粘有封框胶的边玻璃切除；用尖嘴镊子将组成液晶盒的两块玻璃基板分开后分层置于萃取器5中的多层钢丝架7上，关闭萃取器5；检查温度表9和压力表10是否连接正确，检查萃取器5和分离器15的气密性；
2、萃取过程
开启CO2气体钢瓶1，CO2气体通过热交换器26冷却成液态，存放在CO2液体存储罐25中；设定好萃取器5中温度表9和压力表10所需的数值；打开CO2液体阀11，启动空气压缩机23和气液增压泵24，通过气液增压方式将液态的CO2泵至萃取器5中；在充液开始时，萃取器5内有一定量的空气，同时，由于萃取器内压力较低，有一小部分液态的CO2快速蒸发，这一部分气态的CO2以及空气由于比CO2轻，在CO2的排挤作用下汇聚于萃取器5的顶部，并通过排气阀6排出；在刚刚打开排气阀6时，连接在排气阀6上的排气口管道外壁出现结露现象，很快在排气口管道外壁开始结霜，排气口出现大量白雾，所排出的CO2出现液态；随即关闭排气阀6，气液增压泵24继续充注；开启恒温水浴装置8进行加热升温，达到温度为30～60℃，压力为60～90bar时，萃取剂CO2变成超临界流体状态；此时，关闭空气压缩机23和气液增压泵24，利用恒温水浴装置8对萃取器5进行保温；超临界CO2流体开始溶解液晶，记录萃取时间；在增压过程中，当萃取器5内的压力超过设定值时，安全阀4会自动打开泄压，起到安全保压的作用；
3、分离过程
超临界的CO2流体与液晶溶解达到相平衡之后，开启减压阀14，调整减压阀14的开度以降低超临界流体的流量，从而降低压力，让减压阀14的出口压力维持在临界压力之下，使得CO2流体压力偏离临界点压力，此时CO2流体变成气态聚集在分离器15的内部，于是CO2流体与液晶达到分离；
4、收集CO2气体
在开启减压阀14进行减压的同时，CO2流体偏离临界点变成气体，同时小开度地开启气阀16，CO2气体便通过过滤器18、干燥器19和流量计20之后，再经空气压缩机23、气气增压泵21和CO2气体阀27，压缩至CO2气体钢瓶1中，可循环使用；
5、收集液晶
待分离器15内的CO2完全排出后，打开卸压阀17使得分离器15降至常压，再开启分离器15底部的液晶回收阀22即可收集液晶；待液晶被完全收集之后开启萃取器5，取出处理过的液晶盒玻璃板28，再放置待处理的液晶盒玻璃板进行萃取，循环上述过程。

Claims (2)

1.一种废弃液晶显示屏中液晶回收系统，其特征是设置
一CO2气体钢瓶(1)，其CO2气源管(2)经单向阀(3)和热交换器(26)与CO2液体储罐(25)相连；所述CO2气体钢瓶(1)的入口管经CO2气体阀(27)与气气增压泵(21)相连，气气增压泵(21)由空气压缩机(23)驱动；
一密闭的萃取器(5)，其内部设置多层钢丝架(7)，底部设置恒温水浴装置(8)，顶部设置有排气阀(6)，液晶盒玻璃板(28)分层置于钢丝架(7)上；所述萃取器(5)的萃取剂导入口依次通过CO2液体阀(11)、气液增压泵(24)与CO2液体储罐(25)的导出管相连通，所述气液增压泵(24)由空气压缩机(23)驱动；
一密闭的分离器(15)，分离器(15)的导入口经减压阀(14)与萃取器(5)的导出管相连；所述分离器(15)的气体导出管依次经气阀(16)、过滤器(18)、干燥器(19)和流量计(20)与气气增压泵(21)相连；所述分离器(15)的侧部设置有卸压阀(17)，分离器(15)的底部与液晶回收管路通过回收阀(22)相连通。
2.根据权利要求1所述的废弃液晶显示屏中液晶回收系统，其特征是在所述气液增压泵(24)与CO2液体阀(11)之间的管路上设置一带有计量泵(13)的夹带剂罐(12)。
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CN103537119A (zh) * 2013-10-09 2014-01-29 周景天 一种提取液晶屏中液晶的方法
CN103552969A (zh) * 2013-11-01 2014-02-05 京东方科技集团股份有限公司 一种液体收集系统

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