CN219995336U - 一种废电路板热解熔融试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及资源循环利用技术领域，公开了一种废电路板热解熔融试验装置，包括：热解装置和熔炼装置，热解装置包括热解管和用于加热热解管的第一加热机构，热解管呈竖直状态，热解管的顶部设有原料加入口，热解管连通有第一配气机构；熔炼装置包括：燃烧室、第二加热机构、坩埚和密封燃烧室的水封机构；第二加热机构用于加热燃烧室，水封机构位于燃烧室的底部，坩埚位于燃烧室底部，坩埚位于水封机构的顶部；燃烧室连通有第二配气机构；所述热解管的底部与燃烧室连通。本方案热解系统和熔炼系统相连，热解残渣无需转运直接进行熔融，热量利用率高；整个系统为密闭结构，烟气无逸出风险，环保性良好；系统结构紧凑，功能完备，自动化程度高。

Description

一种废电路板热解熔融试验装置

技术领域

本实用新型涉及资源循环利用技术领域，具体涉及一种废电路板热解熔融试验装置。

背景技术

废电路板是电子电气废弃物拆解得到的危险废物，主要成分为树脂、玻纤布、金属和溴化阻燃剂等，废电路板中的铜品位约为20％，具有较高的回收价值，常采用高温熔炼、湿法浸出或机械分离的方式回收，在高温熔炼过程废电路板中所含的溴化阻燃剂在燃烧过程中易产生二噁英等污染物，湿法浸出则会产生大量的酸碱废水，而机械分离并未真正做到污染物的去除，因此高效、节能的废电路板处理技术是行业内迫切需要解决的问题。热解工艺是指有机物在有氧或无氧的环境下，通过高温使有机物中的大分离裂解为气态小分子或水蒸气并形成固定残渣的过程。废电路板通过热解过程可去除有机成分，产物为含铜的无机残渣，含铜残渣可在熔融过程回收金属铜，去除有机物的残渣使熔炼过程稳定顺行。

在固废的热解装备主要方式为回转式热解窑，物料从窑头加入到回转窑内，回转窑采用外热或内热的加热方式对物料进行加热，热解产物从窑尾排出，如果热解产物需要熔炼处理，则将热解产物转运至熔炼系统，但在转运过程中存在热量损失及环境污染等问题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种废电路板热解熔融试验装置，以解决的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种废电路板热解熔融试验装置，包括：热解装置和熔炼装置，所述热解装置包括热解管和用于加热热解管的第一加热机构，所述热解管呈竖直状态，所述热解管的顶部设有原料加入口，所述热解管连通有第一配气机构，所述第一配气机构与加热管的原料加入口连通；所述熔炼装置包括：燃烧室、第二加热机构、坩埚和密封燃烧室的水封机构；所述第二加热机构用于加热燃烧室，所述水封机构位于燃烧室的底部，所述坩埚位于燃烧室底部，所述坩埚位于水封机构的顶部；所述燃烧室连通有第二配气机构；所述热解管的底部与燃烧室连通。

本方案的原理：将废电路板按照一定速率加入到热解管中，同时第一配气机构将原料气从热解管的原料加入口加入到热解管中，在添加废电路板之前开启第一加热机构和第二加热机构，第一加热机构进行加热，使得热解管内达到预设的温度，废电路板在热解管内完成热解，热解产生的烟气向下运动进入燃烧室，热解残渣落入燃烧室的坩埚内；第二配气机构将燃料气加入到燃烧室中，热解管中产生的热解气在燃料气的作用下作用燃烧，热解残渣落入到燃烧室内坩埚内，在高温作用下发生熔融和造渣，由于重力作用熔渣和熔铜在坩埚内沉降分层，然后将水封机构打开取出坩埚。

本方案通过热解装置和熔炼装置相连一体设置，避免了热解产物需要熔炼处理时，将热解产物转运至熔炼系统转运过程中存在热量损失的问题，同时通过热解装置和熔炼装置一体结构，热解产生的产物直接进入到熔炼装置中，无需中间处理，减少工作量和避免中间处理过程造成的环境污染问题；热解残渣无需转运直接进行熔融，热量利用率高；通过第一配气机构向热解管内加入原料气进行辅助废电路板的热解，同时在原料气得作用下使得热解管内产生的烟气可以向下运动进入到燃烧室中；整个系统为密闭结构，烟气无逸出风险，环保性良好；系统结构紧凑，功能完备，自动化程度高。

优选的，作为一种改进，所述热解管内侧壁上交错设置有挡板，所述挡板倾斜向下设置。通过设置挡板可以使得废电路板在热解管中比较分散，热解的效果更好，且可以减缓废电路板下落速度，使得废电路板充分热解；在挡板作用下，热解管内产生的热解气可以下燃烧室运动。

优选的，作为一种改进，所述第一加热机构位于热解管的外侧，所述第一加热机构外层设有第一保温层，减少热解管的热量散失，同时减少第一加热机构的能耗。

优选的，作为一种改进，所述第二加热机构位于燃烧室的外侧，所述第二加热机构外侧设有第二保温层。减少燃烧室的热量损失，同时减少第二加热机构的能耗。

优选的，作为一种改进，所述热解管与燃烧室连通处设有第一耐火层，避免燃烧室的火焰与热解管进行接触，损坏热解管，同时第一耐火层使得整体装置使用时间更长。

优选的，作为一种改进，所述燃烧室的内侧设有第二耐热层，第二耐热层可以减少燃烧室支撑结构的的损伤。

优选的，作为一种改进，所述坩埚底部设有第三耐火层，所述第三耐火层位于坩埚和水封机构之间。避免过热的坩埚取出时使人受伤。

优选的，作为一种改进，所述燃烧室的底部设有第四耐火层，所述第三耐火层的高度大第四耐火层的高度。

优选的，作为一种改进，所述第二配气机构通过喷枪与燃烧室连通。

优选的，作为一种改进，所述燃烧室连通有烟气处理机构，所述烟气处理机构连通有引风机。烟气处理机构可以对烟气进行处理，使得处理后的烟气满足国家相关排放标准，引风机可以保持烟气处理机构的负压，避免烟气逸出。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：给料设备1、第一加热机构2、热解管3、第一保温层4、第一耐火层5、燃烧室6、喷枪7、坩埚8、第二保温层9、第二耐火层10、第三耐火层11、第四耐火层12、排烟管13、水封机构14、液压升降机构15、烟气处理机构16、引风机17、第一配气机构18、第二配气机构19。

实施例基本如附图1所示：

一种废电路板热解熔融试验装置，包括：热解装置和熔炼装置，所述热解装置包括热解管3和用于加热热解管3的第一加热机构2，热解管3为竖直状态，所述热解管3的顶部设有原料加入口，本实施例中通过自动化的给料设备1添加废电路板到热解管3中，本实施例中需要时将废电路板按照一定速率加入到热解管3中。本实施例中添加的原料包括废电路板，其中废电路板需要进行破碎处理，需要将将废电路板破碎至1cm一下，其他原料作用在于造渣，包括但不限于石灰石、石英砂、萤石等。

热解管3的材质为耐热材质，耐热温度超过900℃。

热解管3连通有第一配气机构18，所述第一配气机构18与加热管的原料加入口连通，本实施例通过第一配气机构18向热解管3内加入氩气Ar、氮气N₂、氢气H₂或氧气O₂等气体调节热解气氛。通过第一配气机构18向热解管3内加入原料气进行辅助废电路板的热解，同时在原料气得作用下使得热解管3内产生的烟气可以向下运动进入到燃烧室6中。

第一加热机构2位于热解管3的外侧，在添加废电路板之前开启第一加热机构2，第一加热机构2进行加热，使得热解管3内达到预设的温度。第一加热机构2外层设有第一保温层4，减少热解管3的热量散失，同时减少第一加热机构2的能耗。本实施例中原料的热解温度为400～800℃。

热解管3与燃烧室6连通处设有第一耐火层5，避免燃烧室6的火焰与热解管3进行接触，损坏热解管3，同时第一耐火层5使得整体装置使用时间更长。

热解管3内侧壁上设有挡板，挡板左右交错设置，挡板倾斜向下设置，通过设置挡板形成弯折的物料通道，使得废电路板在热解管3中比较分散，热解的效果更好，且可以减缓废电路板下落速度，使得废电路板充分热解；在挡板作用下，热解管3内产生的热解气可以向下方燃烧室6运动。

熔炼装置包括：燃烧室6、第二加热机构、坩埚8和密封燃烧室6的水封机构14。

燃烧室6的内侧设有第二耐火层10，第二耐火层10可以减少燃烧室6支撑结构的的损伤。

第二加热机构用于加热燃烧室6，第二加热机构位于燃烧室6的外侧，所述第二加热机构外侧设有第二保温层9。减少燃烧室6的热量损失，同时减少第二加热机构的能耗。本实施例中的第一加热机构2和第二加热机构的加热方式均为电阻放热。

在添加废电路板之前开启第二加热机构，第二加热机构进行加热，使得燃烧室6内达到预设的温度。本实施例中燃烧室6内温度不低于1200℃。

水封机构14位于燃烧室6的底部，水封机构14与燃烧室6的下端相连，水封机构14避免烟气逸出。水封装置的底部设有液压升降机构15，液压升降机构15用于控制水封机构14与燃烧室6的连接。

坩埚8位于燃烧室6底部，坩埚8位于水封机构14的顶部；热解管3中产生的热解气在燃料气的作用下作用燃烧，热解残渣落入到燃烧室6内坩埚8内，在高温作用下发生熔融和造渣，由于重力作用熔渣和熔铜在坩埚8内沉降分层。通过液压机构控制水封机构14，可以取出坩埚8。

坩埚8底部设有第三耐火层11，所述第三耐火层11位于坩埚8和水封机构14之间。避免过热的坩埚8取出时使人受伤。燃烧室6的底部设有第四耐火层12，所述第三耐火层11的高度大第四耐火层12的高度。

燃烧室6连通有第二配气机构19，热解管3的底部与燃烧室6连通。第二配气机构19通过喷枪7与燃烧室6连通。本实施例中第二配气机构19向燃烧室6内加入氧气O₂和甲烷CH₄，热解气在氧气O₂作用下进行燃烧放热，甲烷CH₄作为补充燃料进行燃烧放热。

本实施例中喷枪7为套筒结构，具体包括内筒和外筒，喷枪7具有的功能包括但不限于喷吹氧气、燃料气、液体燃料，粉状燃料、粉状原料。

本实施例中的第一配气机构18和第二配气机构19都具有混气、流速流量控制等功能，包含流量计、控制阀门、自控系统等。

燃烧室6连通有烟气处理机构16，具体地，燃烧室6通过排烟管13与烟气处理机构16连通，烟气处理机构16连通有引风机17。烟气处理机构16可以对烟气进行处理，使得处理后的烟气满足国家相关排放标准，引风机17可以保持烟气处理机构16的负压，避免烟气逸出。本实施例的烟气处理机构16具有的功能包括降温除尘、脱硫脱硝等功能。

热解系统和熔炼系统相连，热解残渣无需转运直接进行熔融，热量利用率高；整个系统为密闭结构，烟气无逸出风险，环保性良好；系统结构紧凑，功能完备，自动化程度高。

具体实施过程：

原料预处理：原料进行预处理以达到进料要求，对废电路板进行破碎，将将废电路板破碎至1cm一下，其他原料作用在于造渣，包括但不限于石灰石、石英砂、萤石等；

加料：将预处理后的废电路板加入到热解管3的原料加入口中，并控制废电路板加入的速率；

热解：在加料前开启第一加热系统加热热解管3，预设热解管3内设定的温度，同时开启第二加热机构对燃烧室6进行预热，本实施例中热解管3内温度为400～800℃，废电路板在热解管3内挡板的作用下缓慢向下移动，完成热解，热解产生的热解气向下运动，进入燃烧室6，热解残渣落入到燃烧室6的坩埚8内，在热解过程中通过第一配气机构18向热解管3内加入氩气Ar、氮气N₂、氢气H₂或氧气O₂等气体调节热解气氛；

熔炼：热解气进入到燃烧室6，在喷枪7喷入的氧气O₂作用下进行燃烧放热，同时喷枪7会补充燃料(甲烷CH₄)进行燃烧放热，热解残渣落入到燃烧室6的坩埚8内，在高温作用下发生熔融和造渣，在重力作用下熔渣和熔铜在坩埚8内沉降分层；

烟气处理：热解气燃烧产生的烟气进入到烟气处理机构16中，烟气处理具有脱硫、脱硝、除尘等功能，处理后的烟气满足国家相关排放标准；

出料：熔炼结束，停止进料并逐步停止供热，系统内通入氮气进行保护，系统装置逐步降至室温，下降水封机构14，使坩埚8移出燃烧室6内，取出坩埚8，完成操作。

本方案通过热解装置和熔炼装置一体设置，热解产生的产物直接进入到熔炼装置中，无需中间处理，避免了热解产物需要熔炼处理时中间过程存在的热量损失，同时减少工作量和避免中间处理过程造成的环境污染问题；通过第一配气机构18向热解管3内加入原料气进行辅助废电路板的热解，同时在原料气得作用下使得热解管3内产生的烟气可以向下运动进入到燃烧室6中；通过喷枪7方便向燃烧室6中添加氧气和燃料；通过设置挡板可以使得废电路板在热解管3中比较分散，热解的效果更好，且可以减缓废电路板下落速度，使得废电路板充分热解；在挡板作用下，热解管3内产生的热解气可以下燃烧室6运动。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于，包括：热解装置和熔炼装置，所述热解装置包括热解管和用于加热热解管的第一加热机构，所述热解管呈竖直状态，所述热解管的顶部设有原料加入口，所述热解管连通有第一配气机构，所述第一配气机构与加热管的原料加入口连通；

所述熔炼装置包括：燃烧室、第二加热机构、坩埚和密封燃烧室的水封机构；所述第二加热机构用于加热燃烧室，所述水封机构位于燃烧室的底部，所述坩埚位于燃烧室底部，所述坩埚位于水封机构的顶部；所述燃烧室连通有第二配气机构；所述热解管的底部与燃烧室连通。

2.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述热解管内侧壁上交错设置有挡板，所述挡板倾斜向下设置。

3.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述第一加热机构位于热解管的外侧，所述第一加热机构外层设有第一保温层。

4.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述第二加热机构位于燃烧室的外侧，所述第二加热机构外侧设有第二保温层。

5.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述热解管与燃烧室连通处设有第一耐火层。

6.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述燃烧室的内侧设有第二耐热层。

7.根据权利要求6所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述坩埚底部设有第三耐火层，所述第三耐火层位于坩埚和水封机构之间。

8.根据权利要求7所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述燃烧室的底部设有第四耐火层，所述第三耐火层的高度大第四耐火层的高度。

9.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述第二配气机构通过喷枪与燃烧室连通。

10.根据权利要求1所述的一种废电路板热解熔融试验装置，其特征在于：所述燃烧室连通有烟气处理机构，所述烟气处理机构连通有引风机。