一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废物处理技术，特别是涉及一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置。
【背景技术】
[0002]我国已进入家电报废高峰期，每年至少有1500万台左右电冰箱等大电子产品报废。废旧电子产品中废电路版作为电子废物的一种，对人体健康及生活环境可能构成的危害常常被忽略。事实上，废电路版含有重金属、卤族化学物质等有毒有害物质，这些废电路版不经处理直接进入环境，其中的有毒有害物质将可能污染土壤、地下水等，或者通过植物、动物进入人们的生活。因此，面对废电路版问题，已不再是单纯的“何处处理”，而是要作到“如何处理”，才能避免其所造成的环境危害，并实现资源化。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提出一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置。非热电弧等离子体裂解废电路板，可将废电路板中各种有毒有害成分分解转换成固体碳渣和合成气。
[0004]本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的:提供提出一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置，包括非热电弧等离子体反应器及给等离子体反应器供电的高压电源；非热电弧等离子体反应器包括石英容器、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、不锈钢支架、尖端石墨电极、平底石墨电极、上铜密封圈、下铜密封圈、陶瓷坩祸、进气通道、出气通道；尖端石墨电极和平底石墨电极通过高压电线与高压电源相连接，尖端石墨电极和平底石墨电极同轴置于石英容器内，石英容器通过上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰和不锈钢支架联合固定，平底石墨电极分别通过固定在上聚四氟乙烯法兰上的上铜密封圈固定，尖端石墨电极通过固定在下聚四氟乙烯法兰上的下铜密封圈固定；进气通道与上聚四氟乙烯法兰连接，出气通道与下聚四氟乙烯法兰相连接；底部开口的陶瓷坩祸放置在尖端石墨电极和平底石墨电极之间，用于装载废电路，在装置工作时，陶瓷坩祸内的废电路将完全暴露在非热电弧等离子体区域中。
[0005]本发明所述的一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置的工作原理是:将废电路板破碎后装入非热电弧等离子体反应器的陶瓷坩祸中，通过进气通道通入氮气或氩气载气，启动与尖端石墨电极和平底石墨电极相连的高压电源，等离子体反应器开始工作；施加的高电压将电极之间的载气击穿电离，形成非热电弧等离子体，处于等离子体区域中的废电路板，在高能电子、自由基等活性物质以及电场的作用下，会发生裂解反应，生成固体碳渣和富氢合成气，富氢合成气由出气通道排出；经数分钟的操作之后，陶瓷坩祸内的废电路板被处理完全，断开电源，停止通入载气，待等离子体反应器冷却后取出陶瓷坩祸，收集固体碳渣，固体碳渣经磁选后分离出焦碳和金属部分。
[0006]尖端石墨电极和平底石墨电极间隔要合理选择，过大的电极间隔会导致电压不足以击穿电极间的载气，从而无法形成非热电弧等离子体。另外，由于施加在两极上的电压很高，因此反应器在工作时，要特别注意不要碰触电极，以免触电危险。此外，放入陶瓷坩祸内的废电路板不应压实，要保持良好的气体通路，否则电极无法直接与载气接触，通电时无法形成非热电弧等离子体。还需要注意的是，反应器停止工作后不要立刻拆卸反应器、拿取陶瓷坩祸，因为反应器工作时放出大量的热，刚停止工作时，石墨电极、石英容器、陶瓷坩祸等部分温度很高，直接碰触易造成烫伤。
[0007]本发明可以根据实际要求完成废电路板裂解过程，简单、低成本、高效的回收贵金属。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构示意图。
[0009]图1中:1非热电弧等离子体反应器，2高压电源，3石英容器，4上聚四氟乙烯法兰，5下聚四氟乙烯法兰，6不锈钢支架，7尖端石墨电极，8平底石墨电极，9上铜密封圈，10下铜密封圈，11陶瓷坩祸，12非热电弧等离子体，13生活垃圾，14进气通道，15出气通道。
【具体实施方式】
[0010]实施例
[0011]如附图1所示，本发明包括非热电弧等离子体反应器I及给等离子体反应器供电的高压电源2 ;非热电弧等离子体反应器包括石英容器3、上聚四氟乙烯法兰4、下聚四氟乙‘烯法兰5、不锈钢支架6、尖端石墨电极7、平底石墨电极8、上铜密封圈9、下铜密封圈10、陶瓷坩祸11、非热电弧等离子体12、生活垃圾13、进气通道14、出气通道15 ;尖端石墨电极(Φ 15mm)和平底石墨电极(Φ15ι?πι)通过高压电线与高压电源(10kV/200mA)相连接，尖端石墨电极和平底石墨电极同轴置于石英容器(采用石英玻璃管，长450mm，内径30mm)内，电极间隔固定保持在15mm，石英容器通过上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰和不锈钢支架联合固定，平底石墨电极分别通过固定在上聚四氟乙烯法兰上的上铜密封圈固定，尖端石墨电极通过固定在下聚四氟乙烯法兰上的下铜密封圈固定；进气通道与上聚四氟乙烯法兰连接，出气通道与下聚四氟乙烯法兰相连接；底部开口孔径9_的陶瓷坩祸放置在尖端石墨电极和平底石墨电极之间。
[0012]选取废电脑主板为废电路板代表物，将废电脑主板破碎成2-5_颗粒后装入非热电弧等离子体反应器的陶瓷坩祸中，通过进气通道通入3-8L/min氩气载气，启动与尖端石墨电极和平底石墨电极相连的高压电源，等离子体反应器开始工作；施加的高电压将电极之间的载气击穿电离，形成非热电弧等离子体，处于等离子体区域中的废电路板颗粒，在高能电子、自由基等活性物质以及电场的作用下，会发生热解反应，生成固体碳渣和富氢合成气，富氢合成气由出气通道排出；经数10分钟的操作之后，陶瓷坩祸内的褐废电路板被处理完全，断开电源，停止通入载气，待等离子体反应器冷却后取出陶瓷坩祸，收集固体碳渣。实验结果:焦碳得率5 %左右，合成气得率30 %以上，金属得率20 %左右。
【主权项】
1.一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置，其特征是包括:非热电弧等离子体反应器及给等离子体反应器供电的高压电源；非热电弧等离子体反应器包括石英容器、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、不锈钢支架、尖端石墨电极、平底石墨电极、上铜密封圈、下铜密封圈、陶瓷坩祸、进气通道、出气通道；尖端石墨电极和平底石墨电极通过高压电线与高压电源相连接，尖端石墨电极和平底石墨电极同轴置于石英容器内，石英容器通过上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰和不锈钢支架联合固定，平底石墨电极分别通过固定在上聚四氟乙烯法兰上的上铜密封圈固定，尖端石墨电极通过固定在下聚四氟乙烯法兰上的下铜密封圈固定；进气通道与上聚四氟乙烯法兰连接，出气通道与下聚四氟乙烯法兰相连接；底部开口的陶瓷坩祸放置在尖端石墨电极和平底石墨电极之间，用于装载废电路板，在装置工作时，陶瓷坩祸内的废电路板将完全暴露在非热电弧等离子体区域中。
【专利摘要】本发明公开了一种非热电弧等离子体裂解废电路板装置，包括非热电弧等离子体反应器及给等离子体反应器供电的高压电源；非热电弧等离子体反应器主要包括石英容器、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、尖端石墨电极、平底石墨电极、陶瓷坩埚；将煤破碎后装入等离子体反应器中，通入载气，启动高压电源，等离子体反应器开始工作；高电压将电极之间的载气击穿电离，形成非热电弧等离子体，处于等离子体区域中的废电路板，在高能电子、自由基活性物质以及电场的作用下，会发生裂解反应，生成固体碳渣和富氢合成气，固体碳渣经磁选后分离出焦碳和金属部分。本发明可以根据实际要求完成废电路板裂解过程，简单、低成本、高效的回收贵金属。
【IPC分类】B09B3-00
【公开号】CN104607438
【申请号】CN201410785107
【发明人】杜长明
【申请人】中山大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月12日