一种高分子复合材料再生处理设备及处理方法与流程

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高分子复合材料再生处理设备及处理方法。

技术背景

高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。

高分子复合材料的废弃物给地球环境带来了极大影响，它们在自然环境中极难被分解，而产生的速度极快，成为了环境污染的重要原因。

传统的处理技术在处理过程中产生大量的废气、废液和废杂，处理过程中产生的有毒物质更容易进入土壤、水源和大气中，严重危害生态环境及人类健康。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供了一种高分子复合材料再生处理设备及处理方法。本发明的高分子复合材料再生处理设备是将玻璃纤维、碳纤维等高分子复合材料置于处理炉内腔中在保护气体保护下进行不燃烧分解，针对高分子材料不同组成成分分解所需的环境条件的不同，合理调整处理炉内处理环境，逐步完成高分子复合材料中不可回收成分的分解，并回收可回收成分，高分子材料分解产生的可燃废气由设备自行回收，通过燃烧室中特制烧嘴燃烧，并且可燃废气燃烧的同时，可取代燃烧室中辅助加热系统为处理炉内腔提供稳定能量，处理过程中不会产生二噁英、一氧化碳等有害气体，整体系统安全可靠且可调可控，零排放、零污染、节能环保。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高分子复合材料再生处理设备及处理方法，其特征在于，该高分子复合材料再生处理设备及处理方法具有以下特征：

一种高分子复合材料再生处理设备，包括处理炉、辅助净化装置、气体流控装置、温度检测装置、燃烧室和烧嘴，所述燃烧室将处理炉整体包裹，气体流控装置嵌插在处理炉的炉盖中，处理炉内腔与烧嘴通过分解气引导管道连接，烧嘴插入辅助净化装置的进气口，辅助净化装置嵌入燃烧室外层保温层内，其出气管道直接通向燃烧室。

所述气体流控装置包括连接杆及其两端的控制电机和叶片，连接杆嵌插在处理炉的炉盖中，并用密封圈密封。

所述气体流控装置通过炉盖上方的控制电机带动叶片在处理炉内旋转，气体流控装置的转速1200~1500r/min。

所述燃烧室外部设有保温层，内部设有辅助加热装置。

所述烧嘴包括光敏检测口、点火器和进气口，点火器的前端点火处有一股常明火。

所述辅助净化装置与燃烧室通过管道连接，管道与其两侧辅助加热装置的加热管形成一段高温区。

所述温度检测装置包括设置在处理炉内腔上部的第一温度检测装置、设置在燃烧室的第二温度检测装置及设置在高温区的第三温度检测装置。

所述高分子复合材料再生处理设备进行高分子复合材料再生的方法，包括如下步骤：

（s1）将高分子复合材料放入温度为500℃~600℃，压强为3~5kpa的处理炉内腔中；

（s2）向处理炉内腔通入保护气体；

（s3）控制电机带动嵌插在炉盖的叶片运动，从而带动气体流动；

（s4）辅助加热系统向处理炉内腔提供高分子材料分解过程中的能量，高分子复合材料中不可回收成分分解；

（s5）分解产生的可燃气体伴随着保护气体通过分解气引导管道进入烧嘴，可燃气体在常明火引燃下燃烧，所产生的能量以热辐射的方式回用于处理炉；

（s6）充分燃烧的可燃气体经由辅助净化装置在高温下进一步净化，达到排放标准后进行排放；

（s7）处理完成后从处理炉内腔中取出高分子复合材料中的可回收成分。

所述高分子复合材料为玻璃纤维或碳纤维，不限制其形状，其大小以处理炉的处理容量为准。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明利用处理炉提供的500℃~600℃温度环境及3~5kpa的低压环境，针对高分子材料组成成分分解所需的环境条件的不同，在特定保护气体保护下将高分子复合材料中不可回收成分分解，腔内气体流控装置在控制电机带动下可确保处理炉内腔环境保持稳定且保护气体均匀分布；分解产生的气体在烧嘴常明火引燃下充分燃烧，并在辅助净化装置的高温区进一步净化，最终以热辐射的方式取代辅助加热装置为处理内腔提供分解所需能量，节省了辅助加热运作所需的电能，达到节能效果。本发明的设备不会受处理物形状大小影响，既可对整体高分子材料处理，也可对高分子材料碎块进行处理，具有极高的灵活性，设备处理过程可调可控，安全无污染。

设备针对不同材质的高分子复合材料分解环境需求的差异可通过对处理工艺的调整实现多种高分子复合材料的再生处理、回收。

附图说明

图1为本发明高分子复合材料再生处理设备的截面结构示意图。

图2为本发明高分子复合材料再生处理设备的处理流程图。

图3为本发明高分子复合材料再生处理设备的烧嘴结构示意图。

附图标记说明：1-处理炉；2-辅助净化装置；3-气体流控装置；4-温度检测装置；5-燃烧室；6-烧嘴；7-密封圈；8-保温层；9-辅助加热装置；10-分解气引导管道；1-1-炉盖；3-1-控制电机；3-2-连接杆；3-3-叶片；4-1-第一温度检测装置；4-2-第二温度检测装置；4-3-第三温度检测装置；6-1-光敏检测口；6-2-点火器；6-3-进气口；6-4-常明火。

具体实施方式

下面将对实施例和现有技术操作方案附图进行介绍，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。这些属于本发明保护范围。

如图1所示，一种高分子复合材料再生处理设备，包括处理炉1、辅助净化装置2、气体流控装置3、温度检测装置4、燃烧室5和烧嘴6，所述燃烧室5将处理炉1整体包裹，气体流控装置3嵌插在处理炉1的炉盖中，处理炉1内腔与烧嘴6通过分解气引导管道10连接，烧嘴6利用法兰连接插入辅助净化装置2的进气口，辅助净化装置2嵌入燃烧室外层保温层内，其出气管道直接通向燃烧室5。

所述气体流控装置3包括连接杆3-2及其两端的控制电机3-1和叶片3-3，连接杆3-2嵌插在处理炉1的炉盖1-1中，并用密封圈7密封。

所述气体流控装置3通过炉盖1-1上方的控制电机3-1带动叶片3-3在处理炉1内旋转，气体流控装置的转速为1200~1500r/min。

所述燃烧室5外部设有保温层8，内部设有辅助加热装置9。

如图3所示，所述烧嘴6包括光敏检测口6-1、点火器6-2和进气口6-3，点火器6-2的前端点火处有一股常明火6-4，常明火6-4以天然气为燃料。

所述辅助净化装置2与燃烧室5通过管道连接，管道与其两侧辅助加热装置9的加热管形成一段高达900℃的高温区。

所述温度检测装置4包括设置在处理炉1内腔上部的第一温度检测装置4-1、设置在燃烧室的第二温度检测装置4-2及设置在高温区的第三温度检测装置4-3。

如图2所示，所述高分子复合材料再生处理设备进行高分子复合材料再生的方法，包括如下步骤：

（s1）将高分子复合材料放入处理炉1内腔中，闭合炉盖；

（s2）向处理炉1内腔通入保护气体；

（s3）控制电机3-1带动嵌插在炉盖1-1的叶片3-3运动，从而带动内腔气体循环流动使处理炉内温度均匀，提高腔内环境稳定性，确保处理炉内处于温度为500℃~600℃，压强为3~5kpa的环境中；

（s4）辅助加热系统9向处理炉1内腔提供高分子材料分解过程中需要的能量，使得高分子复合材料中不可回收成分分解产生大量可燃气体；

（s5）分解产生的可燃气体伴随着保护气体通过分解气引导管道10进入烧嘴6，烧嘴6利用常明火6-4将可燃气体在混有保护气体的情况下引燃并确保其充分燃烧，所产生的能量以热辐射的方式回用于处理炉1，该过程中保护气体不会影响可燃气充分燃烧；

（s6）充分燃烧的可燃气体经由辅助净化装置2的高温区进行进一步净化，达到排放标准后进行排放；

（s7）通过不断置换处理内腔中保护气体成分以及处理内腔环境温度的调控，将高分子材料中不可回收成分完全分解，处理完成后从处理炉1内腔中取出高分子复合材料中的可回收成分。

所述高分子复合材料为玻璃纤维或碳纤维，不限制其形状，其大小以处理炉1的处理容量为准。