一种立式废旧印刷线路板移动床热解系统的制作方法

本发明涉及一种移动床热解系统，特别涉及一种立式废旧印刷线路板移动床热解系统，属于电子废弃物资源回收与再利用领域。

背景技术：

20世纪以来，随着人民生活物质水平的提高和科技信息技术的迅速发展，人们对电子(器)产品的需求不断增加，电子(器)产品的更新换代速度越来越快，导致电子废物数量越来越多，并逐渐已经成为了全球增长速度最快的垃圾之一，如何高效、快速、环保地处理大量增长的电子废弃物已经成为一个全球性关注的问题。其中，热解处理技术具有高回收率和回收纯度、二次污染小等优点，近年来热解处理回收利用废弃线路板的技术受到了业界的广泛关注和好评。

废弃印刷线路板热解处理的关键设备是热解炉，专门针对印刷线路板的热解炉目前还鲜有报道。印刷线路板热解炉不同于其他普通垃圾热解炉，印刷线路板密度大、完全热解时间长、热解产物复杂，涉及到热解油、气产物及固体废渣等资源化回收，特别是热解过程的连续操作以及热解过程中热量的有效利用，因此，研发一种节能高效、密封性能好、连续操作和产物分离回收的热解系统是非常迫切的。

申请号为CN201720179697.2的中国专利公开了“一种高温气体渗流加热的废旧线路板固定床热解系统”包括热解炉，在热解炉炉膛内底部沿水平方向安装有多孔孔板，在多孔孔板下部的热解炉炉膛内分别设置有控制箱侧热电偶和辅助加热器，在多孔孔板上方的炉身开有多个通向热解炉炉膛的安装孔，在每个安装孔内安装有热解炉热电偶，在炉盖上设置有与热解炉炉膛连通的热解气出气管，所述的热解气出气管的出口与热解气冷凝收集系统相连，热解炉炉膛的底部通过高温氮气进气管依次与加热器内的管道和自增压氮气罐连通。存在的问题是向炉内投料不方便，不能实现线路板热解过程的连续操作。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种节能高效、密封性能好、连续操作和产物分离回收的立式废旧印刷线路板移动床热解系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种立式废旧线路板移动床热解系统，包括热解炉系统，所述的热解炉系统包括炉身，在所述的炉身顶部中间固定有炉盖，在所述的炉身中间设置有炉膛，在所述的炉膛外壁上依次包覆有保温结构和热解炉外壁，高温氮气进气管的出口端穿过炉身底壁插入下腔室内底部设置，所述的高温氮气进气管的进气口与氮气加热器内的管道的一端连通，在所述的高温氮气进气管上安装有进气高温截止阀，氮气加热器内的管道的另一端通过装有氮气涡街流量计的气体输送管道与自增压氮气罐的出气口连通，加热器控制器与氮气加热器相连，用于控制加热器的加热温度，电能表通过导线与电源相连，用于测量氮气加热器消耗的电量，在所述的炉膛内上部沿水平方向固定有一个法兰盖，所述的法兰盖将炉膛分隔为彼此独立的上腔室和下腔室，进料通道以及排气通道分别沿竖直方向穿过炉盖以及法兰盖与下腔室连通，所述的排气通道的出口与安装有温度表和压力表的热解气出气管连通，所述的热解气出气管的出口与热解气冷凝收集系统相连；

所述的进料通道的进口与安装有阀门的进料管连通，一根振动轴沿竖直方向穿过炉盖以及法兰盖并且伸入下腔室，在位于下腔室的振动轴上安装有多孔螺旋叶片，在位于上腔室的振动轴上连接有压缩弹簧，在压缩弹簧处于自然状态时，压缩弹簧顶部对应的振动轴的位置上固定有一个沿水平方向设置的固定板，所述的压缩弹簧顶部与固定板固定相连并且底部支撑在压盖上，在所述的压缩弹簧左右两侧的压盖上分别固定有一个支撑杆，所述的支撑杆顶部位于固定板下方，所述的振动轴设置在炉盖外的顶部与气动敲击锤的锤头相对设置，气动敲击锤的锤头上下运动能够撞击振动轴的顶部，带动振动轴振动，所述的气动敲击锤的支座固定在炉盖上，所述的气动敲击锤通过软管与空气压缩机相连，在振动轴与法兰盖顶面相交处套有密封盘根密封，所述的密封盘根安装在箍套内，所述的箍套固定在法兰盖上，所述的压盖通过中间开孔套在振动轴上并且通过螺栓固定在所述的箍套顶部，所述的压盖底部挤压在密封盘根顶面上，所述的压盖与振动轴的顶部相交处采用o型密封圈密封，在所述的炉身下部向下倾斜开有螺旋出料器安装通道，一台螺旋出料器的前部安装在螺旋出料器安装通道内，所述的螺旋出料器的出口与出料储存器进口相连，在振动轴底部下方的下腔室内向下倾斜且朝向螺旋出料器安装通道的进口安装有多孔孔板，所述的螺旋出料器进口与多孔孔板最下端连接使得热解后的固体产物由所述的螺旋出料器送至出料储存器中；五根水平不锈钢管的一端沿水平方向穿过炉身插入下腔室设置并且另一端设置在炉身外，五根水平不锈钢管上下间隔布置，其中位于最下部且靠近高温氮气进气管的出口处的一根水平不锈钢管内安装有一个用于测量炉膛内底部高温气体入口温度的测温热电偶，在其余的四根位于上部的水平不锈钢管内分别安装有三个伸入下腔室且长度不同的测温热电偶，分别用于测量同一高度不同径向位置的炉膛温度，用于测量热解炉内的温度分布，每一个所述的测温热电偶与数据采集仪相连，在四根位于上部的水平不锈钢管的炉身外部侧分别安装有压力变送器，所述的压力变送器分别通过控制线与数据采集仪相连，用于测量热解炉内的压力分布。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置将高温气体作为热载体传递热量给线路板颗粒，使得热解炉内竖直方向温度梯度减小，炉内热解温度分布较为均匀，可以提高热解效率。同时形成了无氧环境，二恶英、呋喃类物质的形成受到抑制，减少了对环境的污染。本装置使用气动敲击锤，敲击振动轴连带螺旋叶片发生上下振动，使废弃PCB颗粒物料缓慢下落至炉膛内，实现热解过程的连续进行。气动锤振动轴与热解炉体的连接密封采用盘根密封方法，保证良好的密封效果，以及在高温、高压工况下具有较强的稳定性和可靠性。通过该系统处理的废旧印刷线路板，金属和非金属的回收率和回收纯度都比较高。热解产生的气体和液体产物还可以作为燃料或化工原料利用，实现了废旧印刷线路板的资源化回收利用。

附图说明

图1是本发明的一种立式废旧线路板移动床热解系统的结构示意图；

图2是本发明图1所示的系统中的热解炉的结构示意图；

图3是本发明图2所示的结构的A处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示的本发明的一种立式废旧线路板移动床热解系统，包括热解炉系统8，所述的热解炉系统8包括炉身，在所述的炉身顶部中间固定有炉盖39，在所述的炉身中间设置有炉膛23，所述的炉膛23可以采用304不锈钢板卷焊围成，在所述的炉膛23内上部沿水平方向固定有一个法兰盖31，所述的法兰盖将炉膛23分隔为彼此独立的上腔室和下腔室，在所述的炉膛外壁上依次包覆有保温结构22和热解炉外壁25。进料通道以及排气通道分别沿竖直方向穿过炉盖以及法兰盖与下腔室连通，所述的排气通道的出口与安装有温度表29和压力表30的热解气出气管9连通，所述的热解气出气管9的出口与热解气冷凝收集系统相连。

高温氮气进气管6的出口端穿过炉身底壁插入下腔室内底部设置，高温氮气进气管6具有两个作用，一是作为高温氮气进气管，二是作为清灰口18，因为在热解过程中下落的物料很少，所以可以同时用，所述的高温氮气进气管6的出口设置在下腔室内底部，所述的高温氮气进气管6的进气口与氮气加热器5内的管道的一端连通。在所述的高温氮气进气管6上安装有进气高温截止阀7。氮气加热器5内的管道的另一端通过装有氮气涡街流量计2的气体输送管道与自增压氮气罐1的出气口连通。加热器控制器4与氮气加热器5相连，用于控制加热器的加热温度。电能表3通过导线与电源相连，用于测量氮气加热器5消耗的电量。

所述的进料通道的进口与安装有阀门的进料管连通，一根振动轴26沿竖直方向穿过炉盖以及法兰盖31并且伸入下腔室，在位于下腔室的振动轴26上安装有多孔螺旋叶片24，在位于上腔室的振动轴上连接有压缩弹簧41，在压缩弹簧处于自然状态时，压缩弹簧顶部对应的振动轴的位置上固定有一个沿水平方向设置的固定板42。所述的压缩弹簧顶部与固定板42固定相连并且底部支撑在压盖36上，在所述的压缩弹簧41左右两侧的压盖36上分别固定有一个支撑杆40，用于控制振动轴26移动的距离。所述的支撑杆40顶部位于固定板42下方，所述的振动轴26设置在炉盖外的顶部与气动敲击锤28的锤头相对设置，气动敲击锤28的锤头上下运动能够撞击振动轴26的顶部，带动振动轴26振动。气动敲击锤28的支座固定在炉盖39上，所述的气动敲击锤28通过软管与空气压缩机相连。在振动轴26与法兰盖31顶面相交处套有密封盘根38密封，所述的密封盘根38安装在箍套内，所述的箍套固定在法兰盖31上，所述的压盖36通过中间开孔套在振动轴26上并且通过螺栓37固定在所述的箍套顶部，所述的压盖底部挤压在密封盘根顶面上，所述的压盖与振动轴26的顶部相交处采用o型密封圈35密封。

在所述的炉身下部向下倾斜开有螺旋出料器安装通道，一台螺旋出料器的前部安装在螺旋出料器安装通道内，所述的螺旋出料器的出口与出料储存器19进口相连，在振动轴26底部下方的下腔室内向下倾斜且朝向螺旋出料器安装通道的进口安装有多孔孔板21，所述的螺旋出料器进口与多孔孔板21最下端连接使得热解后的固体产物由所述的螺旋出料器20送至出料储存器19中。

采用盘根密封方式，当螺栓37使得压盖36向下挤压盘根38时，盘根38和振动轴26之间存在挤压力和很多微小的间隙，形成了无数个迷宫，泄露出的气体在迷宫中被多次阻断，无法实现最终的泄露，从而起到密封作用。所述的o型密封圈35是为了是保证气动锤振动轴26与热解炉体的密封效果更好。

为保证废旧线路板颗粒从所述的进料通道的进料口27顺利下落至炉膛23内，采用气动敲击锤28敲击振动轴26连带多孔螺旋叶片24发生上下振动，使废弃线路板颗粒物料缓慢下落至炉膛23内。热解后的固体产物经多孔孔板21由所述的螺旋出料器20送至出料储存器19中。在炉身的底部的高温氮气进气管6的出口作为清灰口18，清理从热解炉膛孔板下落的灰尘。

五根水平不锈钢管的一端沿水平方向穿过炉身插入下腔室设置并且另一端设置在炉身外，五根水平不锈钢管上下间隔布置，其中位于最下部且靠近高温氮气进气管6的出口处的一根水平不锈钢管内安装有一个用于测量炉膛内底部高温气体入口温度的测温热电偶33，如图中的测点E1点所示。在其余的四根位于上部的水平不锈钢管内分别安装有三个伸入下腔室且长度不同的测温热电偶33，分别用于测量同一高度不同径向位置的炉膛温度，用于测量热解炉内的温度分布，测点位置A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3，如图2所示。每一个所述的测温热电偶33与数据采集仪34相连，在四根位于上部的水平不锈钢管的炉身外部侧分别安装有压力变送器32，所述的压力变送器32分别通过控制线与数据采集仪34相连，用于测量热解炉内的压力分布。

所述的热解气冷凝收集系统包括进口与热解气出气管9的出口连通的套管换热器冷凝器12，热解气由套管换热器冷凝器12的热解气进口进入，由套管换热器冷凝器12的热解气管道的热解气出口14流出，冷凝水由套管换热器冷凝器12冷凝水管道进口11进入，由套管换热器冷凝器12的冷凝水管道出口13流出。在靠近热解气出口14处的热解气管道上安装有冷凝后温度表15、涡街流量计16以及热解气体收集袋17。在所述的套管换热器冷凝器的管道的下部开有多个冷凝口，热解气冷凝得到的热解油从套管换热器冷凝器12的冷凝口进入热解油收集瓶10中，不凝性气体部分在热解气管道出口处收集于气体收集袋17中用于化验其成分。

本系统的使用方法如下：

将废旧线路板颗粒从进料口27进入热解炉炉膛23，开启气动敲击锤28对振动轴26进行敲击使其振动，便于线路板颗粒沿螺旋叶片顺利下落填装于炉膛内，直到填满整个热解炉。线路板颗粒填装完毕后关闭进料口阀门，通入氮气吹扫并进行密封性检查，并检查设备各部件以及仪器仪表等是否正常。然后开启氮气加热器5及冷凝系统进水阀门，调节氮气流量至所需要流量并保持稳定输出。高温气体通过热解炉膛底部的多孔孔板21进入装有线路板颗粒料层的热解炉膛23。热解炉温度热电偶33及压力变送器32测量炉内不同位置实时温度及压力变化。热解过程中，线路板中的有机物受热会产生挥发物，挥发物随着热气流从热解炉出气管9排出后进入套管换热器冷凝器12。在冷凝器中冷凝出的热解油进入下部的收集瓶10，不凝性气体部分在热解气管道出口处收集于气体收集袋17中用于化验其成分。待热解炉膛内部自然冷却后，从出料储存器19内取出热解固体残留物实现固体产物的回收。