一种废弃电器电路板能源化无害化处理方法_3

文档序号:8307896阅读:来源:国知局
锅炉用水,以充分利用烟气余热增加发电量。
[0034]所述余热锅炉、汽轮机、发电机系统及除尘器、机械与电气自动控制设备为通用的成熟技术与装备。
[0035]本发明的技术原理: I)针对废弃电器电路板硬度较高、韧性较好、多为平板状,金属与非金属难以分离,含有大量的碳氢化合物与多金属及成份复杂波动极大,热值大多在1000?3500kcal/kg,且含阻燃剂和卤元素溴氟和硫磷元素,较低温度(低于850°C )难以快速燃尽的特点,借用可稳定燃烧劣质燃料的流化床锅炉或流化床炉按无害化处理要求进行改进,以便于控制炉内下部为弱还原气氛、中上部为氧化性气氛,以炉内870°C?1400°C可控高温可控氧化还原气氛下,将简单破碎预处理的废弃电器电路板块状混合料进行碱化焚烧,一方面,彻底燃尽气化掉所有可燃物,高温剥离出复杂无机物,另一方面,以碱化剂产生的高活性强碱化学结合稳定卤族元素、硫元素和部分无机物,便于专业冶金厂及化工厂利用富集回收的金属及氧化物,同时消除二噁英产生的条件。
[0036]2)针对废弃电器电路板多金属及多金属氧化物特性,在可控氧化还原气氛下炉内碱化焚烧,将难熔难挥发性金属或金属氧化物如铜(熔点1083.4°C、沸点2595°C)、氧化铜(熔点1326°C、密度6.3?6.9)、铁及金银钼铑钯等富集沉积在炉内燃尽的数量有限的灰渣中;将在高温热气流中易挥发性金属的氧化物如锡(熔点231.9°C、沸点2270°C)、氧化锡(熔点1630°C、沸点1800°C)、铅(熔点327.5°C、沸点1740°C )、氧化铅(熔点888°C、沸点1535°C)、铟(熔点156.61°C、沸点2080°C )、氧化铟(熔点2000°C)、锌(熔点419.1。。)、氧化锌(熔点1975°C)等可沉积富集在烟道沉降室或旋风结构室或余热锅炉的集灰斗内而实现富集粗分离,使收集的灰、渣具有较高的商业利用价值,可直接供应专业冶金及专业化工企业;并以超高比表面积的负电性膜泡静电吸附与粘附聚集烟气中的PM2.5微尘后经高效除尘器收集利用,实现多金属全部回收利用,达到无废渣排放。
[0037]3)利用负电性超高表面积的膜聚尘剂静电吸附和粘附聚集经骤冷分离后的烟气中极细的微尘,以确保高效布袋或电布袋除尘器不能捕集的微尘得以捕获(捕集的粉尘亦具有商业利用价值),而实现无尘排放。
[0038]4)利用设置于除尘器出口管道中的烟气催化氧化燃烧器净化烟气中可能含有的微量的CO、碳氢化合物,从而实现无污染废气排放。
[0039]5)充分利用废弃电器电路板中的可燃物燃烧产生的热能最大限度地用于发电,使项目具有良好的经济性和最佳的社会效益。
[0040]本发明的有益效果:
I)利废工艺简单,且主要设备利用成熟的通用设备,投资较小,运行电耗低,处理运行成本低。
[0041]2)废弃电器电路板无害化资源化利用彻底,所有的金属及其氧化物在无害化处理过程中全部得以富集回收,所有废渣仅为较少量的有商业利用价值的废渣,可供应专业冶金和专业化工,因而可实现最大限度地减量化和多金属富集粉渣商品化再利用效益;整个利废处理项目无废渣排放、无污染废水排放、无污染废气排放,且可做到PM2.5微尘排放达标,具有最佳的环境效益。
[0042]3)废弃电器电路板中有机树脂等可燃物能源得以充分利用于发电,加之工艺过程简单运行自耗电低,项目发电既具有良好的经济性。
[0043]4)符合欧盟的WffWE指令,废电路板中有机树脂等能源得以回收利用,废电路板中多金属(含贵金属及稀有金属)得以完全性回收利用,对空气、水质、土壤及人类健康无影响。
【附图说明】
[0044]图1为以资源化为主的工艺处理流程图;
图2为日本NEC公司开发的资源化处理工艺流程图;
图3为一种废旧印刷电路板各种材料的分离和回收的方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0045]以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0046]实施例1
本实施例在一(炉膛内侧设置有热交换水管网的)沸腾炉(设计为小型流化床锅炉)焙烧石煤提钒发电工业试生产线上进行试验,该沸腾炉设置有主燃室、烟道沉降室和旋风收尘器和电收尘器,主燃室烟气经烟道沉降室后拉入旋风收尘器再经烟气管道拉入电收尘器除尘后排空。试验前对此沸腾炉发电系统进行技改:增设了碱化剂计量加入装置、中部入炉风管、炉内下部与中部及上部热电偶和02含量实时检测仪、烟道沉降室热交换水管和电动冷风阀、旋风收尘器与电收尘器之间烟气管道上的膜法聚尘剂喷施装置、电收尘器出口管道的网状电催化氧化燃烧器及CO与粉尘在线检测仪,烟道沉降室热交换水管与流化床锅炉进水管相连,技改增设项目并网原集中控制电脑系统实施自动化集中控制。
[0047]本实施例之废弃电器电路板能源化无害化处理方法试验,具体包括如下步骤:
O备料:取某堆场废旧电路板采用剪切式破碎机破碎至粒度< 10mm块状物料;
2)碱化焚烧:将步骤(I)所得块状物料和碱化剂连续均匀喂入沸腾炉(即流化床锅炉)内,炉内碱化焚烧温度为980°C?1080°C ;
所述碱化剂选用粒径小于5mm的细粒料或粉料;
所述碱化剂选用石灰石粉和硝酸钠,总用量为相当于原料废旧电路板质量的3%,其中石灰石粉:硝酸钠按质量比为8:2混合均匀;
3)金属及其氧化物富集回收与烟气净化:流化床锅炉内部空间分成上、中、下三部分;控制步骤(2)中炉内下部鼓风空气过剩系数为0.95,为弱还原气氛;控制中部空气过剩系数1.28,为氧化性气氛;控制上部空气过剩系数为1.5,为强氧化性气氛;温度为980°C?1SO0C ;通过控制炉内空间空气过剩系数控制炉内空间氧化还原气氛,铜、铁及金银钯等富集沉积在炉内下部灰渣中;调整控制烟道沉降室出口烟气温度为150°C?180°C,沉降室换热水管水蓄热出口水温为80°C,调整负电性膜泡聚尘剂用量至电除尘器出口废气PM2.5小于30 μ g/Nm3,经膜法聚尘后的烟气再经除尘器彻底收尘后,经除尘器废气出口管道上设置的催化氧化燃烧器进一步净化烟气中可能含有的微量CO、碳氢化合物等后排空;所述膜法聚尘选用市售的膏状负电性膜法聚尘剂加10倍水搅匀备用;
在线检测出口废气CO为0%,S02& NO x排放达标,且废气无任何异味,可认定为无污染废气排放;易挥发的多金属以金属氧化物形态主要富集在烟道沉降室灰斗和旋风除尘器灰斗内(约占91%),少量富集在电除尘器中(约占9%),委托收集灰渣及烟气收尘检测,可检物铜、铁、铝、锡、铅、金、银回收率合计均为100%,即金属完全性回收;
4)回收热能发电:沸腾炉(即流化床锅炉)内废旧电路板完全性氧化碱化燃烧的热能直接加热蒸汽驱动汽轮机发电,烟道废气余热用于加热锅炉用水以提高能源利用率。厂方实验室测算同比焙烧石煤发电量提高41%。
[0048]本实施例结果证明,小型流化床锅炉碱化焚烧废弃电路板发电,方法简单可靠,无有害废渣、废气、废水排放,无二次污染,且废电路板中的多金属可实现完全性富集回收。
[0049]实施例2
本实施例在实施例1的沸腾炉即小型流化床锅炉发电工业性试验线上进行,包括如下步骤:
1)备料:取某堆场废旧电器含电路板采用锤击式破碎机破碎至粒度小于200mm的块状物料;所述膜法聚尘选用市售的膏状负电性膜法脱硫聚尘剂加10倍水搅匀备用;
2)碱化焚烧:将块状物料和碱化剂连续均匀喂入流化床锅炉内,碱化剂选用生石灰粉和硝酸钙,用量为相当于原料废旧电器电路板质量的5%,其中生石灰粉:硝酸钙按9:1的质量比混合均匀;所述碱化剂选用粒径小于5mm的细粒料或粉料;炉内碱化焚烧温度1080°C?1200°C ;
3)多金属及其氧化物富集回收与烟气净化:流化床锅炉内部空间分成上、中、下三部分;控制炉内下部鼓风空气过剩系数0.89为弱还原气氛,中部空气过剩系数1.3为氧化性气氛,上部空气过剩系数1.55为强氧化性气氛,炉内碱化焚烧温度1080°C?1200°C ;通过控制炉内空间空气过剩系数控制炉内空间氧化还原气氛,铜、铁及金银钯等富集沉积在炉内下部灰渣中;调整控制烟道沉降室出口烟气温度降至150°C?180°C,沉降室换热水管水蓄热出口水温为80°C,调整负电性膜泡脱硫聚尘剂用量至电除尘器出口废气PM2.5小于30 μ g/Nm3,经膜法聚尘后的烟气再经除尘器彻底收尘后,经除尘器废气出口管道上设置的催化氧化燃烧器进一步净化烟气中可能含有的微量CO、碳氢化合物等后排空;
在线检测出口废气CO为0%,S02& NO x排放达标,且废气无任何异味,可认定为无污染废气排放。易挥发的多金属以金属氧化物形态主要富集在烟道沉降室灰斗和旋风除尘器灰斗内(占89%),少量富集在电除尘器中(占11%),委托收集灰渣及烟气收尘检测,可检物铜、铁、铝、锡、铅、金、银回收率合计均为100%,即多金属完全性回收;
4)回收热能发电:沸腾炉(即流化床)锅炉内废旧电器电路板完全性氧化碱化燃烧的热能直接加热蒸汽驱动汽轮机发电,烟道废气余热用于加热锅炉用水以提高能源利用率。厂方实验室测算同比焙烧石煤发电量提高36%。
[0050]本实施例结果表明,小型流化床锅炉碱化焚烧废弃电器电路板发电,方法简单可靠,无有害废渣、废气、废水排放,无二次污染,且废电路板中的多金属可实现完全性富集回收。
[0051]实施例3
本实施例在某有水泥窑余热发电系统和烘干用沸腾炉(即流化床炉)的新型干法水泥生产厂内进行试验,该水泥厂的沸腾炉原用于供应烘干原料热风,设置有“烟道+旋风收尘器”,炉内热烟气经烟道、旋风收尘器再经烟气管道拉入转筒烘干机。
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