CN206522777U - 一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统 - Google Patents

一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及垃圾热解技术领域,尤其是涉及一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统。该系统包括:原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统,其中,所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置;所述金属回收系统包括酸浸池和电解池;所述电子垃圾热解反应系统包括:电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却分离系统,其中,所述电子垃圾热解反应器包括:物料热解组件和反应器壳体;所述蓄热式燃气加热系统包括:蓄热式燃烧装置、烟气通道,和折流板;所述冷却分离系统包括:间接换热装器和冷却塔。该系统具有热解效率高、连续进出料以及将电子垃圾分为有机质和金属部分分别处理回收,节能环保。

Description

一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及垃圾热解技术领域,尤其是涉及一种蓄热式折流板燃气电子垃圾 热解系统。
背景技术
[0002] 近年来,各种电子产品日新月异,且新旧更替越来越快,由此而产生的电子垃圾正 以指数级的增长。其含有的重金属元素会严重的污染环境,电子垃圾如果处理不当就会产 生二恶英等有毒有害气体造成二次污染。目前用于电子线路板的处理方法主要由机械物理 法、冶金提取法、生物处理法和热解法等等,其中机械物理法、冶金提取法、生物处理法等主 要侧重于电路板中金属的回收,采用热解法不仅能够回收线路板中的金属而且也能实现线 路板中树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化,传统热解方式不能实现连续进出料,且热解 工艺复杂、热解效率低、能耗较高。
[0003] 现有的电子垃圾热解反应器多采用热重实验设备,采用的装置为固定床热解实验 装置,该装置主要包括电阻炉、热解反应器、氮气瓶以及气体收集袋等。其中电阻炉提供热 源,其内部有一个空间,热解反应器为一个圆柱形容器,物料便放入热解反应器中。热解实 验时,首先把装有物料的热解反应器放入到电阻炉内,然后打开氮气瓶通入氮气开始吹扫, 吹扫足够时间后,电阻炉通电产生高温温度场,物料便开始热解,气袋开始收集气体,等气 体不再生成时,实验结束,待炉体自然冷却至40°C,打开炉体,取出热解残余物,做称重及元 素分析,最后关闭仪器。上述固定床热解实验方法,是不能实现物料连续进出的,相应的也 不能实现物料连续热解,而本实用新型最关键的点就是采用螺旋推进方式的反应器,实现 连续进出物料、连续热解,这样使得热解工艺更加简便快捷,且此种连续进出物料的热解工 艺更易实现工业化。因此,如何设计一种高效、系统结构和工艺流程都简单的系统成为本领 域亟需解决的问题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型针对现有技术的不足,提出了一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系 统。该系统具有热解效率高、连续进出料以及将电子垃圾分为有机质和金属部分分别处理 回收,装置内的热源、压力、气氛稳定、节能效果显著等优点。
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0006] 本实用新型提出了一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统。根据本实用新型的 实施例,该系统包括:原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统,其中,所述原 料处理系统包括破碎装置和分选装置,用于将电子垃圾分选为金属部分和有机质部分;所 述金属回收系统包括酸浸池和电解池,用于将分选得到的金属部分送入所述酸浸池中,向 其中加入强酸溶液,金属被完全溶解后,剩余的不含金属部分经所述电子垃圾热解反应系 统产生的烟气干燥后,与所述的有机质部分混合,进入所述电子垃圾热解反应系统进行热 解反应,金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入所述电解池中进行电解反应,回 收金属铜;所述电子垃圾热解反应系统包括:电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和 冷却分离系统,其中,所述电子垃圾热解反应器包括:物料热解组件和反应器壳体,所述物 料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧,并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反 应器壳体的外部,所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋,其中,所述螺旋壳体自 所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧,所述螺旋 壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部,使得所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间 形成密闭空间,所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟气通道;所述 的蓄热式燃气加热系统包括:用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置和用于输送热烟气的反应 器壳体烟气通道,还包括用于改变烟气流向的折流板,所述蓄热式燃烧装置与所述烟气通 道相连通,所述折流板安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间的所述烟气通道中,其 垂直于所述螺旋壳体且沿所述螺旋壳体长度方向均匀布置;所述冷却分离系统包括:间接 换热器和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油的冷却塔;其中,所述间接换热器 的入口与油气出口相连。
[0007] 发明人发现,根据本实用新型实施例的该系统,可实现连续进出物料,物料在热解 反应器内被平铺,与螺旋壳体接触充分,高温螺旋壳体通过辐射和导热两种方式给物料加 热,因此物料能够被充分快速的热解,且物料在热解过程中被推进螺旋逐渐向前推进,实现 了边热解边推进的功能;本实用新型采用原料前端预处理的方法,将重金属脱除,利用蓄热 式折流板燃气加热系统作为热解反应器的热源,其燃料为高热值燃气(天然气、液化石油气 等),由于采用了蓄热式燃烧方式,助燃空气被蓄热室预热到高温,从而实现了高效稳定燃 烧。烟气通道内安装有折流板,使得烟气绕折流板流动,流场更加均匀,螺旋壳体被更均匀 的加热,实现了连续进出物料、物料被连续的快速充分热解以及高效节能等功能,并且利用 原料处理系统和金属回收系统,避免了重金属造成的严重污染,保护环境。
[0008] 根据本实用新型的实施例,裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋壳体上设置有 物料进口、油气出口、渣料出口,并且所述物料进口位于所述螺旋壳体右上部,所述油气出 口位于所述螺旋壳体左上部,所述渣料出口位于所述螺旋壳体左下部;
[0009] 所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部,并且所述物料推进螺旋包括螺旋轴和 螺旋叶片,所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与所述螺旋轴同轴转动,所述 螺旋轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体,所述螺旋叶片的长度与所述螺旋壳体相 同。
[0010] 根据本实用新型的实施例,所述蓄热式燃烧装置包括空气管线、燃气管线、烟气管 线、换向阀、蓄热室和燃烧室,所述空气管线和所述烟气管线分别与所述换向阀连接,所述 换向阀与所述蓄热室相连,所述蓄热室与所述燃烧室相连。
[0011] 根据本实用新型的实施例,所述蓄热式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室以及2 个换向阀,所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布置于所述反应器壳体的两侧,在正常工作时, 所述蓄热式燃烧的两侧可交替进行燃烧-排烟气。
[0012] 根据本实用新型的实施例,所述螺旋壳体是耐热钢壳体,厚度是5-8_所述电解池 中阳极材料为石墨,阴极材料为钛板、不锈钢板、铜板和纯金板,该电解池的电压范围为 0.1-3V,电流密度为l-5A/dm2,电解池内温度为20-80°C,所述电子垃圾热解反应系统产生 的烟气温度为90-140°C,所述强酸溶液为浓硫酸或王水。
[0013] 根据本实用新型的实施例,所述反应器壳体的外部包裹有保温材料,
[0014] 所述保温材料是保温棉,且所述保温棉外用镀锌铁板包裹。
[0015] 根据本实用新型的实施例,所述折流板位于所述烟气通道内,用于改变烟气流向, 使得烟气能更加均匀的加热所述螺旋壳体。
[0016] 根据本实用新型的实施例,所述热解气富含甲烷、氢气和一氧化碳的可燃性和还 原性气体,其一部分用于所述加热系统原料燃气,加热自身循环利用,另一部分可用作还原 气。
[0017] 在本实用新型的另一个方面,本实用新型提供了一种利用前面所述的系统对电子 垃圾进行热解的方法。根据本实用新型的实施例,该方法包括以下步骤:第一:原料处理:电 子垃圾原料进入所述破碎装置进行破碎,再经过分选装置进行筛分,得到金属和有机质;
[0018] 第二:金属回收:将金属部分送入酸浸池中,金属被完全溶解后,剩余的不含金属 部分经烟气干燥后,与所述有机质部分混合,进入反应系统进行热解反应,金属溶解后得到 的富含金属离子的强酸溶液送入电解池中进行电解反应,回收金属铜;第三:开启蓄热式燃 气加热系统,其步骤如下:开启A侧空气管线,然后开启A侧燃气管线,启动点火枪点燃空气 与燃气的混合气体,混合气体在A侧燃烧室内燃烧之后产生高温烟气,高温烟气进入到反应 器壳体内的烟气通道,在所述烟气通道内高温烟气绕折流板流动且给所述螺旋壳体加热, 然后进入到B侧排烟口,最后烟气经过B侧蓄热室、B侧换向阀和烟气管线排放到外界环境 中,A侧燃烧一定时间之后,两侧换向阀换向,开始B侧燃烧,此时A侧进行排烟,两侧交替燃 烧-排烟气;第四,物料热解过程:燃烧系统稳定后,螺旋壳体被加热到一定温度,可在物料 进口放入物料,所述物料进入到推进螺旋之后边向前移动边被热解,直至移动到渣料出口 被热解完毕,热解产生的气体被从油气出口排出,剩余的热解渣料从渣料出口被排出,所述 高温气体经所述冷却分离系统后,得到热解气和焦油,该热解气富含甲烷、氢气、一氧化碳 的可燃性和还原性气体,一部分作为加热系统原料燃气,加热自身,另一部分可用作还原 气。
[0019] 根据本实用新型的实施例,所述步骤三中,所述A侧为所述反应器壳体的左侧,所 述B侧为所述反应器壳体的右侧;所述步骤四中,所述螺旋壳体被加热到600-700°C。
[0020] 本实用新型至少具有以下有益效果:
[0021] 利用该蓄热式折流板电子垃圾热解系统,可实现连续进出物料,物料在热解反应 器内被平铺,与螺旋壳体接触充分,高温螺旋壳体通过辐射和导热两种方式给物料加热,因 此物料能够被充分快速的热解,且物料在热解过程中被推进螺旋逐渐向前推进,实现了边 热解边推进的功能;本实用新型采用原料前端预处理的方法,将重金属脱除,利用蓄热式折 流板燃气加热系统作为热解反应器的热源,其燃料为高热值燃气(天然气、液化石油气等), 由于采用了蓄热式燃烧方式,助燃空气被蓄热室预热到高温,从而实现了高效稳定燃烧。烟 气通道内安装有折流板,使得烟气绕折流板流动,流场更加均匀,螺旋壳体被更均匀的加 热,实现了连续进出物料、物料被连续的快速充分热解以及高效节能等功能,并且利用原料 处理系统和金属回收系统,避免了重金属造成的严重污染,节能且保护环境。
附图说明
[0022] 图1是根据本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统的原料处理 系统和金属回收系统示意图。
[0023] 图2是根据本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统的热解反应 器结构示意图。
[0024] 图3是本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统的热解反应系统 示意图。
[0025] 图4为本实用新型实施例的反应器壳体两个不同位置处的半剖示意图。
[0026] 图5为本实用新型实施例的烟气通道内的烟气绕折流板的流动情况示意图。
[0027] 其中,物料推进螺旋10,物料进口 11,渣料出口 12,油气出口 13,螺旋壳体14,反应 器壳体15,烟气通道16,折流板17,通孔17-1,间接换热器18,冷却塔19,蓄热式燃气加热系 统20,A侧燃烧室(A侧排烟口)20-1,B侧燃烧室(B侧排烟口)20-2, A侧蓄热室21-1,B侧蓄热 室21-2,A侧换向阀22-1,B侧换向阀22-2,燃气管线23,空气管线24,烟气管线25。
具体实施方式
[0028] 为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合具体实施例 对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新 型,而不能理解为对本实用新型的限制。
[0029] 本实用新型提出了一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统。根据本实用新型的 实施例,图1是根据本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统的原料处理 系统和金属回收系统示意图,图3是本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解 系统的热解反应系统示意图,参照图1和图3所示,该系统包括:原料处理系统、金属回收系 统和电子垃圾热解反应系统,其中,所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置,用于将电 子垃圾分选为金属部分和有机质部分;所述金属回收系统包括酸浸池和电解池;所述电子 垃圾热解反应系统包括:电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统20和冷却分尚系统,其 中,图2是根据本实用新型实施例的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统的热解反应器结 构示意图,参照图2所示,所述电子垃圾热解反应器包括:物料热解组件和反应器壳体15,所 述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧,并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所 述反应器壳体的外部;所述蓄热式燃气加热系统包括:用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置 和用于输送热烟气的反应器壳体烟气通道16,还包括用于改变烟气流向的折流板17,所述 蓄热式燃烧装置与所述烟气通道相连通,所述折流板安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳 体之间的所述烟气通道中,其垂直于所述螺旋壳体且沿所述螺旋壳体长度方向均匀布置; 所述冷却分离系统包括:间接换热器18和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油的 冷却塔19;其中,所述间接换热器的入口与油气出口相连,间接换热器的出口与所述冷却塔 的入口相连。
[0030] 发明人发现,根据本实用新型实施例的该系统,可实现连续进出物料,物料在热解 反应器内被平铺,与螺旋壳体接触充分,高温螺旋壳体通过辐射和导热两种方式给物料加 热,因此物料能够被充分快速的热解,且物料在热解过程中被推进螺旋逐渐向前推进,实现 了边热解边推进的功能;本实用新型采用原料前端预处理的方法,将重金属脱除,利用蓄热 式折流板燃气加热系统作为热解反应器的热源,其燃料为高热值燃气(天然气、液化石油气 等),由于采用了蓄热式燃烧方式,助燃空气被蓄热室预热到高温,从而实现了高效稳定燃 烧。烟气通道内安装有折流板,使得烟气绕折流板流动,流场更加均匀,螺旋壳体被更均匀 的加热,实现了连续进出物料、物料被连续的快速充分热解以及高效节能等功能,并且利用 原料处理系统和金属回收系统,避免了重金属造成的严重污染,保护环境。
[0031] 根据本实用新型的实施例,参照图1和图2所示,所述金属回收系统,用于将分选得 到的金属部分送入所述酸浸池中,向其中加入强酸溶液,金属被完全溶解后,剩余的不含金 属部分经所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气干燥后,与前述得到的有机质部分混合, 进入所述电子垃圾热解反应器进行热解反应,金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液 送入所述电解池中进行电解反应,回收金属铜;所述电子垃圾热解反应器布置于反应器壳 体与螺旋壳体14形成的所述密闭空间内部,且沿长度方向居中安装,所述蓄热式燃气加热 系统布置于所述反应器壳体的外部;所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋10, 其中,所述螺旋壳体是耐热钢壳体,厚度是5_8mm,且自所述反应器壳体一侧沿所述反应器 壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧,所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器 壳体的外部,使得所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间形成密闭空间,所述密闭空间构成 所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟气通道,燃烧产生的高温烟气进入烟气通道,然 后把热量传递给其内部的螺旋壳体,对物料进行热解,所述反应器壳体的外部包裹有保温 材料,用于减小壁面的散热损失。
[0032] 根据本实用新型的实施例,所述电解池中阳极材料为石墨,阴极材料为钛板、不锈 钢板、铜板和纯金板,该电解池的电压范围为〇. I-3V,电流密度为I-5A/dm2,电解池内温度 为20-80°C,所述强酸溶液为浓硫酸或王水。
[0033] 所述电解池1中阳极材料为石墨,阴极材料为铜板。该电解池的电压范围为0.1-3V,电流密度为3A/dm2,电解池内温度为35°C。在电解池1中可以回收较为纯净的铜,产物铜 的纯度接近1 〇〇%,回收所得的金属铜的回收率约98%。
[0034] 所述电解池2中阳极材料为石墨,阴极材料为纯金板。该电解池的电压范围为0.1-3V,电流密度为8A/dm2,电解池内温度为70 °C。在电解池1中可以回收较为纯净的金,产物金 的纯度接近1 〇〇%,回收所得的贵金属金的回收率约98%。
[0035] 根据本实用新型的实施例,所述强酸溶液为王水(V浓盐酸:V浓硝酸=3:1)、硫酸、 盐酸、硝酸、过氧化氢等强酸或强氧化溶液或两者的混合物,溶液浓度0.5〜2mol/L。向所述 富含金属离子的强酸溶液中加入碱性固体物质,调节溶液的PH值至中性或弱酸性,以便减 轻对后续工段设备、管道的腐蚀作用。
[0036] 根据本实用新型的实施例,参照图3所示,所述间接换热器与油气出口,间接换热 器与所述冷却塔的入口的具体连接方式不受限制,可以是焊接,铆接、啮合或结构一体化, 根据本实用新型的一些实施例,优选的,本实用新型为焊接或结构一体化。根据本实用新型 的一些实施例,所述间接换热器的入口与油气出口相连,间接换热器的出口与所述冷却塔 的入口相连,当热解气从所述油气出口排出,进入所述间接换热器,通过循环水对高温气体 进行一次降温处理,然后进入冷却塔,通过冷却水进行二次降温冷却,冷却后的气体通过冷 却塔的热解气出口排出。
[0037] 根据本实用新型的实施例,所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气温度为90-140 °c;所述螺旋壳体的具体材质不受限制,只要能够耐受1000°C以上的高温的材料即可,本实 用新型采用高温耐热钢。
[0038] 根据本实用新型的实施例,所述可燃性和还原性气体的具体种类不受限制,优选 的,本实用新型为甲烷、氢气和一氧化碳。
[0039] 根据本实用新型的实施例,如图2所示,裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋壳 体上设置有物料进口 11、油气出口 13、渣料出口 12,并且所述物料进口位于所述螺旋壳体右 上部,所述油气出口位于所述螺旋壳体左上部,所述渣料出口位于所述螺旋壳体左下部。
[0040] 当燃烧系统稳定后,所述螺旋壳体被加热到一定温度,可在物料进口放入物料,所 述物料进入到所述推进螺旋之后边向前移动边被热解,直至移动到渣料出口被热解完毕, 热解产生的气体被从所述油气出口排出,剩余的热解渣料从所述渣料出口被排出,所述高 温气体经所述冷却分离系统后,得到热解气和焦油,该热解气富含甲烷、氢气、一氧化碳等 可燃性和还原性气体,一部分作为加热系统原料燃气,加热自身,另一部分可用作还原气。
[0041] 根据本实用新型的实施例,所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部,并且所述 物料推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片,所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与 所述螺旋轴同轴转动,所述螺旋轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体,所述螺旋叶片 的长度与所述螺旋壳体相同。所述物料推进螺旋在外部电机带动下以一定转速转动,物料 进入到所述反应器之后,随着温度的升高而逐渐被热解,同时被向前推进,直至出口前被热 解完毕,热解产生的热解气体从所述油气出口被排出,热解后的渣料从所述渣料出口排出。
[0042] 根据本实用新型的实施例,参照图3所示,所述蓄热式燃烧装置包括空气管线24、 燃气管线23、烟气管线25、换向阀、蓄热室和燃烧室,所述空气管线和所述烟气管线分别与 所述换向阀连接,所述换向阀与所述蓄热室相连,所述蓄热室与所述燃烧室相连。
[0043] 根据本实用新型的实施例,所述空气管线的具体种类不受限制,只要能够为燃料 提供助燃空气即可,空气通过所述空气管线首先通过所述换向阀,然后进入到所述蓄热室 吸热,至所述蓄热室出口被加热至高温,再进入所述燃烧室与燃气混合燃烧。
[0044] 根据本实用新型的实施例,所述燃气管线的具体种类不受限制,只要能够为燃烧 反应提供燃气即可,由于采用高热值燃气,只需要空气单蓄热即可稳定燃烧。
[0045] 根据本实用新型的实施例,所述烟气管线具体材质和种类不受限制,只要能够将 烟气排出所述反应器即可,本实用新型所述的烟气管线为烟气排放管道,燃烧产物烟气通 过所述管线排放到外部环境空间。
[0046] 根据本实用新型的实施例,所述换向阀用于空气-烟气换向,当一侧处于燃烧状态 时,蓄热室通过所述换向阀与所述空气管线连通,进而给燃烧提供高温助燃空气;当一侧处 于排烟状态时,所述换向阀换向,此时所述蓄热室通过所述换向阀便与所述烟气管线连接, 烟气便排向外部环境空间。
[0047] 根据本实用新型的实施例,所述蓄热室是空气-烟气换热的媒介,当一侧处于燃烧 状态时,空气从所述蓄热室底部进入所述蓄热室,所述折流板被逐渐冷却;当一侧处于排烟 状态时,烟气从所述蓄热室顶部进入所述蓄热室,所述折流板被逐渐加热。
[0048] 根据本实用新型的实施例,所述燃烧室既是燃气的燃烧空间,又是烟气的排出口, 当作为燃烧空间时,燃气和空气首先在所述燃烧室内燃烧,生成的高温烟气再进入所述反 应器壳体内部,燃烧在所述燃烧室内进行,避免高温火焰直接烧灼所述螺旋壳体;当作为烟 气排放出口时,烟气自此处排出,然后依次进入所述蓄热室、换向阀,最后排向外部空间。
[0049] 根据本实用新型的实施例,所述蓄热式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室以及2 个换向阀,所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布置于所述反应器壳体的两侧,在正常工作时, 所述蓄热式燃烧的两侧可交替进行燃烧-排烟气。
[0050] 根据本实用新型的实施例,所述燃烧室分为A侧燃烧室(A侧排烟口)20-1和Bii燃 烧室(B侧排烟口)20-2,所述蓄热式分为A侧蓄热室21-1和B侧蓄热室21-2,所述换向阀分为 A侧换向阀22-1,B侧换向阀22-2。
[0051] 当开启所述蓄热式燃气加热系统,其步骤如下:开启所述A侧空气管线,然后开启 所述A侧燃气管线,启动点火枪点燃空气与燃气的混合气体,混合气体在所述A侧燃烧室内 燃烧之后产生高温烟气,高温烟气进入到所述反应器壳体内的所述烟气通道,在所述烟气 通道内高温烟气绕所述折流板流动且给所述螺旋壳体加热,然后进入到B侧排烟口,最后烟 气经过所述B侧蓄热室、B侧换向阀和烟气管线排放到外界环境中,A侧燃烧一定时间之后, 两侧换向阀换向,开始B侧燃烧,此时A侧进行排烟,两侧交替燃烧-排烟气。
[0052] 根据本实用新型的具体实施例,所述保温材料的具体种类不受限制,只要可以达 到保温的效果即可。在本实用新型的一些实施例中,所述保温材料是保温棉,且所述保温棉 外用镀锌铁板包裹压实,以保证保温性。
[0053] 根据本发明的具体实施例,所述蓄热室内部的蓄热体可采用陶瓷小球或陶瓷蜂窝 体,优选陶瓷蜂窝体。
[0054] 根据本实用新型的具体实施例,图4为本实用新型实施例的反应器壳体两个不同 位置处的半剖示意图,图5为本实用新型实施例的烟气通道内的烟气绕折流板的流动情况 示意图,参照图1、图4和图5所示,所述折流板位于所述烟气通道内,用于改变烟气流向,使 得烟气沿折流板上下绕流,这样在整个所示烟气通道内烟气流动更加均匀,使得烟气能更 加均匀的加热所述螺旋壳体。
[0055] 在本实用新型的另一个方面,本实用新型提供了一种利用前面所述的系统对电子 垃圾进行热解的方法。根据本实用新型的实施例,该方法包括以下步骤:
[0056] 第一:原料处理:电子垃圾原料进入所述破碎装置进行破碎,再经过分选装置进行 筛分,得到金属和有机质。
[0057] 将电子垃圾原料经过简单拆解,送入机械破碎机中进行破碎,将原料破碎至0〜 30mm的电子垃圾颗粒。然后进行分选,将之分选为金属部分和有机质部分。
[0058] 第二:金属回收:将金属部分送入酸浸池中,金属被完全溶解后,剩余的不含金属 部分经烟气干燥后,与所述有机质部分混合,进入反应系统进行热解反应。金属溶解后得到 的富含金属离子的强酸溶液送入电解池中进行电解反应,回收金属铜。
[0059] 根据本实用新型的实施例,所述电解池中阳极材料为石墨,阴极材料为钛板、不锈 钢板、铜板和纯金板,该电解池的电压范围为〇. I-3V,电流密度为I-5A/dm2,电解池内温度 为20-80°C,所述强酸溶液为浓硫酸或王水。
[0060] 所述电解池1中阳极材料为石墨,阴极材料为铜板。该电解池的电压范围为0.1-3V,电流密度为3A/dm2,电解池内温度为35°C。在电解池1中可以回收较为纯净的铜,产物铜 的纯度接近1 〇〇%,回收所得的金属铜的回收率约98%。
[0061] 所述电解池2中阳极材料为石墨,阴极材料为纯金板。该电解池的电压范围为0.1-3V,电流密度为8A/dm2,电解池内温度为70 °C。在电解池1中可以回收较为纯净的金,产物金 的纯度接近1 〇〇%,回收所得的贵金属金的回收率约98%。
[0062] 第三:开启蓄热式燃气加热系统,其步骤如下:开启A侧空气管线,然后开启A侧燃 气管线,启动点火枪点燃空气与燃气的混合气体,混合气体在A侧燃烧室内燃烧之后产生高 温烟气,高温烟气进入到反应器壳体内的烟气通道,在所述烟气通道内高温烟气绕折流板 流动且给所述螺旋壳体加热,然后进入到B侧排烟口,最后烟气经过B侧蓄热室、B侧换向阀 和烟气管线排放到外界环境中,A侧燃烧一定时间之后,两侧换向阀换向,开始B侧燃烧,此 时A侧进行排烟,两侧交替燃烧-排烟气。
[0063] 根据本实用新型的具体实施例,所述A侧为所述反应器壳体的左侧,所述B侧为所 述反应器壳体的右侧。
[0064] 根据本实用新型的具体实施例,所述折流板位于所述烟气通道内,用于改变烟气 流向,使得烟气沿折流板上下绕流,这样在整个所示烟气通道内烟气流动更加均匀,使得烟 气能更加均匀的加热所述螺旋壳体。
[0065] 根据本实用新型的具体实施例,所述蓄热式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室 以及2个换向阀,所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布置于所述反应器壳体的两侧,在正常工 作时,所述蓄热式燃烧的两侧可交替进行燃烧-排烟气。
[0066] 根据本实用新型的实施例,所述燃烧室分为A侧燃烧室(A侧排烟口)20-1和Bii燃 烧室(B侧排烟口)20-2,所述蓄热式分为A侧蓄热室21-1和B侧蓄热室21-2,所述换向阀分为 A侧换向阀22-1,B侧换向阀22-2。
[0067] 第四,物料热解过程:燃烧系统稳定后,螺旋壳体被加热到600-700°C,可在物料进 口放入物料,所述物料进入到推进螺旋之后边向前移动边被热解,直至移动到渣料出口被 热解完毕,热解产生的气体被从油气口排出,剩余的热解渣料从渣料口被排出。
[0068] 根据本实用新型的具体实施例,所述螺旋壳体是耐热钢壳体,厚度是5_8mm,所述 螺旋壳体自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一 侧,所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部,使得所述反应器壳体与所述 螺旋壳体之间形成密闭空间,所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟 气通道,燃烧产生的高温烟气进入所述烟气通道,然后把热量传递给其内部的所述螺旋壳 体,所述反应器壳体的外部包裹有保温材料,用以减小壁面的散热损失。
[0069] 根据本实用新型的实施例,所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部,并且所述 物料推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片,所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与 所述螺旋轴同轴转动,所述螺旋轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体,所述螺旋叶片 的长度与所述螺旋壳体相同。所述物料推进螺旋在外部电机带动下以一定转速转动,物料 进入到所述反应器之后,随着温度的升高而逐渐被热解,同时被向前推进,直至出口前被热 解完毕,热解产生的热解气体从所述油气出口被排出,热解后的渣料从所述渣料出口排出。
[0070] 发明人发现,根据本实用新型实施例的该系统,可实现连续进出物料,物料在热解 反应器内被平铺,与螺旋壳体接触充分,高温螺旋壳体通过辐射和导热两种方式给物料加 热,因此物料能够被充分快速的热解,且物料在热解过程中被推进螺旋逐渐向前推进,实现 了边热解边推进的功能;本实用新型采用原料前端预处理的方法,将重金属脱除,利用蓄热 式折流板燃气加热系统作为热解反应器的热源,其燃料为高热值燃气(天然气、液化石油气 等),由于采用了蓄热式燃烧方式,助燃空气被蓄热室预热到高温,从而实现了高效稳定燃 烧。烟气通道内安装有折流板,使得烟气绕折流板流动,流场更加均匀,螺旋壳体被更均匀 的加热,实现了连续进出物料、物料被连续的快速充分热解以及高效节能等功能,并且利用 原料处理系统和金属回收系统,避免了重金属造成的严重污染,节能且保护环境。
[0071] 实施例一:
[0072] 蓄热式折流板燃气燃烧系统采用天然气作为燃气,天然气量为2Nm3/h,空气量为 22 Nm3/h,电子垃圾物料(电路板、电线、键盘等等)被制成3-6mm的颗粒,进口物料量为Ikg/ h,最终得到的热解渣料为0.8kg/h,产生的热解油气为0.286 NmVh,实现了连续进出物料。 热解过程中,温度持续保持在6〇(rc-7〇(rc,热源稳定性很好。
[0073] 对热解后的固体残留物进行检测,发现主要成分是不可热解的碳和金属,金属包 括铜、镍、铁等等,不含有树脂及玻璃纤维等可热解的成分,热解效果很好。
[0074] 油气化验成分如下:
[0075] 表1电子垃圾热解气成分
Figure CN206522777UD00121
[0077] 可见,产生的烟气均达国家排放标准。
[0078] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型 和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构 造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目 的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限 定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新 型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0079] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地 连接;可以是机械连接,也可以是点连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连, 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术 语在本实用新型中的具体含义。
[0080] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术 语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或 者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0081] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解: 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1. 一种蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在于,包括:原料处理系统、金属 回收系统和电子垃圾热解反应系统,其中, 所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置,用于将电子垃圾分选为金属部分和有机 质部分; 所述金属回收系统包括酸浸池和电解池,用于将分选得到的金属部分送入所述酸浸池 中,向其中加入强酸溶液,金属被完全溶解后,剩余的不含金属部分经所述电子垃圾热解反 应系统产生的烟气干燥后,与所述的有机质部分混合,进入所述电子垃圾热解反应系统进 行热解反应,金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入所述电解池中进行电解反 应,回收金属铜; 所述电子垃圾热解反应系统包括:电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却 分尚系统,其中, 所述电子垃圾热解反应器包括:物料热解组件和反应器壳体,所述物料热解组件横跨 所述反应器壳体的两侧,并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外 部,所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋, 其中,所述螺旋壳体自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应 器壳体的另一侧,所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部,使得所述反应 器壳体与所述螺旋壳体之间形成密闭空间,所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的 反应器壳体烟气通道; 所述的蓄热式燃气加热系统包括:用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置和用于输送热烟 气的反应器壳体烟气通道,还包括:折流板,所述蓄热式燃烧装置与所述烟气通道相连通, 所述折流板安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间的所述烟气通道内,其垂直于所述 螺旋壳体且沿所述螺旋壳体长度方向均匀布置,用于改变热烟气流向,使得热烟气沿折流 板上下绕流,使得热烟气在整个所述烟气通道内能更加均匀的加热所述螺旋壳体; 所述冷却分离系统包括:间接换热器和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油 的冷却塔;其中,所述间接换热器的入口与油气出口相连,间接换热器的出口与所述冷却塔 的入口相连。
2. 根据权利要求1所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在于,裸露在所 述反应器壳体外部的所述螺旋壳体上设置有物料进口、油气出口、渣料出口,并且所述物料 进口位于所述螺旋壳体右上部,所述油气出口位于所述螺旋壳体左上部,所述渣料出口位 于所述螺旋壳体左下部; 所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部,并且所述物料推进螺旋包括螺旋轴和螺旋 叶片,所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与所述螺旋轴同轴转动,所述螺旋 轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体,所述螺旋叶片的长度与所述螺旋壳体相同。
3. 根据权利要求1所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在于,所述蓄热 式燃烧装置包括空气管线、燃气管线、烟气管线、换向阀、蓄热室和燃烧室,所述空气管线和 所述烟气管线分别与所述换向阀连接,所述换向阀与所述蓄热室相连,所述蓄热室与所述 燃烧室相连。
4. 根据权利要求3所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在于,所述蓄热 式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室以及2个换向阀,所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布 置于所述反应器壳体的两侧,在正常工作时,所述蓄热式燃烧的两侧可交替进行燃烧-排烟 气。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在 于,所述螺旋壳体是耐热钢壳体,厚度是5-8_;所述电解池中阳极材料为石墨,阴极材料为 钛板、不锈钢板、铜板和纯金板,该电解池的电压范围为〇. I-3V,电流密度为I-5A/dm2,电解 池内温度为20-80°C,所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气温度为90-140°C,所述强酸溶 液为浓硫酸或王水。
6. 根据权利要求1-4中任一项所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在 于,所述反应器壳体的外部包裹有保温材料,所述保温材料是保温棉,且所述保温棉外用镀 锌铁板包裹。
7. 根据权利要求1所述的蓄热式折流板燃气电子垃圾热解系统,其特征在于,所述热解 气富含甲烷、氢气和一氧化碳的可燃性和还原性气体,其一部分用于所述加热系统原料燃 气,加热自身循环利用,另一部分可用作还原气。
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