一种热装料式电子垃圾热解装置的制作方法

本发明涉及垃圾处理
技术领域：
，尤其涉及一种热装料式电子垃圾热解装置。
背景技术：
：电子垃圾热解过程中由于温度的不断变化，物料在不同的温度下进行热解产生的产物有所不同，通过实验及相关资料的数据整理发现，温度在300~400℃之间，热解气产生速度加快，同时温度在500~550℃之间产生焦油，由于温度升高焦油在产生以后迅速蒸发成气态的油气混合物，温度在650~700℃之间使残余固体碳化形成固渣残炭。在焦油产生的温度段内，由于焦油刚刚产生时物料存在固体及熔融体，使得焦油有机会将固渣沾粘在一起，随着焦油汽化使已经粘连在一起的固渣板结在一起，且随着螺旋轴一起旋转，经过物料的积累，最终影响直螺旋输送物料的能力甚至将加热螺旋堵塞或卡死，使得电子垃圾热解过程无法连续或者实验装置损坏。如公开号为CN101020833A的专利文献公开了一种生物质电磁感应热解液化反应器，其特点是：它包括在支撑架上设置螺旋输料器，螺旋输料器是由壳体，在壳体上绕置电感线圈；电感线圈为绕置于壳体圆筒上的至少一层空芯管，空芯管的空芯为冷却液流通道；出渣管的下端口置于水封槽内；螺旋轴与电机的减速器轴连接；在螺旋轴的轴向上设有排气槽口，该反应器采用电感应加热作为卧式炉型的热源，只是更改了加热方式并不能够解决焦油沾粘的问题，并且采用空芯管水冷的方式进行冷却，使得大量热量被冷却水吸收，降低了设备效率。因此如何设计一种高效、防堵和防止焦油粘结的电子垃圾处理装置成为本领域亟需解决的问题。技术实现要素：本发明针对现有技术的不足，提出了一种热装料式电子垃圾热解装置，该装置在进料管外壁安装感应线圈，使物料在通过进料管处安装的感应线圈时，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，从而减少粘结物料，避免物料粘连板结，也可以减少反应器的长度，减少了长时间高温运行的热变形。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：本发明提出了一种热装料式电子垃圾热解装置，根据本发明的实施例，该装置包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，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套管和推进螺旋，其中，所述螺旋套管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，所述螺旋套管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套管之间形成密闭空间，在密闭空间内所述螺旋套管外包裹绝缘层，所述绝缘层外包裹安装所述加热模块；裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上设置有进料管，并且所述进料管位于所述螺旋套管左上部，在所述进料管的外壁上、沿所述进料管的高度方向缠置感应线圈，用于当物料内部含有的金属元件通过时，所述感应线圈感应发热作为内热源对所述物料进行加热，在所述进料管中达到使产生的焦油汽化的温度，使所述物料在所述推进螺旋内无焦油析出；所述电加热系统，位于所述密闭空间的内部，包括：用于提供热源的加热模块和用于保证所述加热模块中的电热丝与所述物料热解组件中的螺旋套管绝缘的绝缘层，所述绝缘层位于所述密闭空间内部的螺旋套管的外表面，所述加热模块设于所述绝缘层的外表面。发明人发现，根据本发明实施例的该装置在进料管外壁安装感应线圈，使物料在通过进料管安装的感应线圈时，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，从而减少粘结物料，避免物料粘连板结，也可以减少反应器的长度，减少了长时间高温运行的热变形，同时通过采用电加热模块加热，实现分区精准控制温度，此外，反应器内压力波动小，压力可控范围在3-5KPa，且反应器内气氛、温度比较均匀，炉内温度波动在±5℃，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，也减少了推进螺旋的长度。根据本发明的实施例，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上还设置有渣料出口和油气出口，所述渣料出口位于所述螺旋套管右下部，所述油气出口位于所述螺旋套管右上部。根据本发明的实施例，所述推进螺旋位于所述螺旋套管内部，并且所述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套管，并与电机相连，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋套管相同。根据本发明的实施例，所述加热模块包括纤维模块、电热丝和接线柱，所述纤维模块为半圆环形状，所述圆环内环沿内壁圆周方向设有凹槽，所述电热丝以螺旋形式缠绕在所述凹槽上，所述接线柱一端穿过所述纤维模块分别与电热丝的两端连接，所述接线柱的另一端与所述装置电路连接。根据本发明的实施例，每两块所述加热模块以并联方式连接形成一个加热区，每个所述加热区以串联方式连接。根据本发明的实施例，所述反应器壳体是保温壳体。根据本发明的实施例，所述螺旋套管是耐热钢壳体，厚度是5-8mm。根据本发明的实施例，所述保温壳体的内部填充有保温材料。根据本发明的实施例，所述保温材料是保温棉和石棉板，且保温棉填充需要压实，以保证保温性。根据本发明的实施例，感应线圈丝直径为1.0-1.5mm，总长为6-10m。本发明至少具有以下有益效果：该装置在进料管外壁安装感应线圈，使物料在通过进料管处安装的感应线圈时，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，从而减少粘结物料，避免物料粘连板结，也可以减少反应器的长度，减少了长时间高温运行的热变形，同时通过采用电加热模块加热，实现分区精准控制温度，此外，反应器内压力波动小，压力可控范围在3-5KPa，且反应器内气氛、温度比较均匀，炉内温度波动在±5℃，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，也减少了推进螺旋的长度。附图说明图1是本发明的热装料式电子垃圾热解装置结构图。图2是本发明的热装料式电子垃圾热解装置的加热模块结构图。图3是本发明的热装料式电子垃圾热解装置的加热模块俯视图。其中，1、推进螺旋；2、进料管；3、渣料出口；4、油气出口；5、螺旋套管；6、保温壳体；7、保温材料；8、绝缘层；9、加热模块；10、螺旋轴；11、螺旋叶片；12、电机；13、纤维模块；14、电热丝；15、接线柱；16、感应线圈。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本发明提出了一种热装料式电子垃圾热解装置，根据本发明的实施例，图1是本发明的热装料式电子垃圾热解装置结构图，参照图1所示，该装置包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，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，根据本发明的一些实施例，优选的，本发明所述反应器壳体为保温壳体6，所述保温壳体的内部填充有保温材料7，根据本发明的实施例，所属保温材料的具体种类不受限制，本发明优选为保温棉和石棉板，且保温棉填充需要压实，以保证保温性；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。根据本发明的实施例，参照图1所示，所述物料热解组件包括螺旋套管5和推进螺旋1，其中，所述螺旋套管的具体材质不受限制，只要能够耐高温防腐蚀即可，根据本发明的一些实施例，本发明所述螺旋套管优选为耐热钢壳体，厚度优选为5-8mm，所述螺旋套管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，所述螺旋套管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套管之间形成密闭空间，在密闭空间内所述螺旋套管外包裹绝缘层，所述绝缘层外包裹安装所述加热模块，通过采用电加热模块加热，实现分区精准控制温度。根据本发明的实施例，参照图1所示，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上设置有进料管2、渣料出口3和油气出口4，并且所述进料管位于所述螺旋套管左上部，所述渣料出口位于所述螺旋套管右下部，所述油气出口位于所述螺旋套管右上部，在所述进料管的外壁上、沿所述进料管的高度方向缠置感应线圈16，用于当物料内部含有的金属元件通过时，所述感应线圈感应发热作为内热源对所述物料进行加热，在所述进料管中达到使产生的焦油汽化的温度，使所述物料在所述推进螺旋内无焦油析出，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，从而减少粘结物料，避免物料粘连板结，防止所述反应器的堵塞。根据本发明的实施例，所述感应线圈的具体参数不受限制，只要能够使产生的焦油汽化或者焦油以气态形式存在即可，根据本发明的一些具体实施例，本发明所述感应线圈的直径和长度可以根据进料量来确定，优选的，所述感应线圈丝直径为1.0-1.5mm，优选为1.2mm，总长为6-10m，优选为8m。根据本发明的实施例，参照图1所示，所述推进螺旋位于所述螺旋套管内部，并且所述推进螺旋包括螺旋轴10和螺旋叶片11，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为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套管，并与电机12相连，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋套管相同。根据本发明的实施例，参照图1所示，所述电加热系统位于所述密闭空间的内部，包括：用于提供热源的加热模块8和用于保证所述加热模块中的电热丝与所述物料热解组件中的螺旋套管绝缘的绝缘层9，所述绝缘层位于所述密闭空间内部的螺旋套管的外表面，所述加热模块设于所述绝缘层的外表面。根据本发明的实施例，图2是本发明的热装料式电子垃圾热解装置的加热模块结构图，图3是本发明的热装料式电子垃圾热解装置的加热模块俯视图，参照图2和图3所示，所述加热模块包括纤维模块13、电热丝14和接线柱15，所述纤维模块的具体形状不受限制，可以为方形、锥形、圆形或者圆环形，根据本发明的一些实施例，本发明优选为半圆环形状，占用空间小，可以尽可能多的设置多个所述纤维模块，提高所述反应器内的温度，充分热解所述电子垃圾物料，所述圆环内环沿内壁圆周方向设有凹槽，所述电热丝以螺旋形式缠绕在所述凹槽上，所述接线柱一端穿过所述纤维模块分别与电热丝的两端连接，所述接线柱的另一端与所述装置电路连接，根据本发明的一些实施例，每两块所述加热模块以并联方式连接形成一个加热区，每个所述加热区以串联方式连接，实现分区精准控制温度，反应器内温度均匀。根据本发明的实施例，将电子垃圾物料放入所述进料管，在进料管外壁安装的感应线圈，使物料在通过进料管处安装的感应线圈时，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，减少焦油粘结物料，所述推进螺旋在所述外部电机的带动下以一定转速转动，同时给所述加热模块通电加热，所述物料进入到所述反应器的螺旋套管内之后，随着温度的升高而逐渐被热解，当物料在进行热解时，被所述推进螺旋逐渐向前推进，直至所述出料端前被热解完毕，热解产生的气体从所述油气出口排出，热解产生的固渣从所述渣料出口排出。发明人发现，根据本发明实施例的该装置在进料管外壁安装感应线圈，使物料在通过进料管处安装的感应线圈时，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，从而减少粘结物料，避免物料粘连板结，也可以减少反应器的长度，减少了长时间高温运行的热变形，同时通过采用电加热模块加热，实现分区精准控制温度，此外，反应器内压力波动小，压力可控范围在3-5KPa，且反应器内气氛、温度比较均匀，炉内温度波动在±5℃，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，也减少了推进螺旋的长度。实施例1：所述电加热系统采用电热丝加热，电热丝直径为1.4mm，总长为10m，装料管采用感应线圈加热，感应线圈丝直径为1.2mm，总长度为8m，实现物料在下落过程中使产生的焦油汽化，电子垃圾物料（主要为电路板、电线和键盘）被制成3-6mm的颗粒，进口物料量为1kg/h，最终得到的热解渣料为0.8kg/h，产生的热解油气为0.286Nm3/h，实现了连续进出物料，热解过程中，温度持续保持在650℃，热源稳定性很好，通过采用进料管设置感应线圈，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，减避免了螺旋推进物料过程中焦油粘结的问题，出渣出气连续顺畅，且能够保证螺旋套管内部的压力平稳，压力波动范围在3-5KPa。油气化验成分如下：表1电子垃圾热解气成分名称H2CO2O2N2CH4CO含量(%)42.48.11.45.120.122.9实施例2：所述电加热系统采用电热丝加热，电热丝直径为1.4mm，总长为10m，装料管采用感应线圈加热，感应线圈丝直径为1.0mm，总长度为6m，用于实现物料在下落过程中使产生的焦油汽化，电子垃圾物料（主要为电路板、电线和键盘）被制成3-6mm的颗粒，进口物料量为1kg/h，最终得到的热解渣料为0.65kg/h，产生的热解油气为0.213Nm3/h，实现了连续进出物料，热解过程中，温度持续保持在650℃，热源稳定性很好，通过采用进料管设置感应线圈，由电磁场作用于电子垃圾内部的金属，从而使金属发热达到析出焦油的热量，在物料落入到螺旋内部时焦油气化，减避免了螺旋推进物料过程中焦油粘结的问题，出渣出气连续顺畅，且能够保证螺旋套管内部的压力平稳，压力波动范围在3-5KPa。油气化验成分如下：表1电子垃圾热解气成分名称H2CO2O2N2CH4CO含量(%)39.411.12.76.119.121.6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，金属主要包括铜、镍和铁，不含有树脂及玻璃纤维等可热解的成分，热解效果好。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发明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。在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，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发明中的具体含义。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。当前第1页1 2 3