蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置及熱解方法與流程

本發明屬于垃圾熱解
技術領域：
，尤其涉及一種蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置及熱解方法。
背景技術：
：近年來，各種電子產品日新月異，且新舊更替越來越快，由此而產生的電子垃圾正以指數級的增長。其含有的重金屬元素會嚴重的污染環境，電子垃圾如果處理不當就會產生二惡英等有毒有害氣體造成二次污染。目前用于電子線路板的處理方法主要由機械物理法、冶金提取法、生物處理法和熱解法等等，其中機械物理法、冶金提取法、生物處理法等主要側重于電路板中金屬的回收，采用熱解法不僅能夠回收線路板中的金屬而且也能實現線路板中樹脂、玻璃纖維等非金屬成分的資源化。采用熱解法處理電子垃圾的過程中會用到電子垃圾熱解反應器，現有的電子垃圾熱解反應器多采用熱重實驗設備，采用的裝置為固定床熱解實驗裝置，該裝置主要包括電阻爐、熱解反應器、氮氣瓶以及氣體收集袋等，其中電阻爐提供熱源，其內部有一個空間，熱解反應器為一個圓柱形容器，物料便放入熱解反應器中。熱解實驗時，首先把裝有物料的熱解反應器放入到電阻爐內，然后打開氮氣瓶通入氮氣開始吹掃，吹掃足夠時間后，電阻爐通電產生高溫溫度場，物料便開始熱解，氣袋開始收集氣體，等氣體不再生成時，實驗結束，待爐體自然冷卻至40℃，打開爐體，取出熱解殘余物，做稱重及元素分析，最后關閉儀器。上述固定床熱解實驗方法，熱解工藝復雜，能耗較高，且不能實現連續進出料的，相應的也不能實現物料連續熱解。此外,現有技術中公開了一種電子垃圾熔融氣化裝置，該裝置包括通過管道順次連接的五個部分：由熔融氣化爐和相配置的密閉均勻給料機、一次熱風分布管、熔渣前床構成的電子垃圾熔融氣化部分；由燃燒氧化器和相配置的點火室、燃燒室、二次熱風分布管構成的煙氣氧化部分；由熱風交換及相配置的一次鼓風機、二次鼓風機構成的熱風制造部分；由低壓余熱鍋爐構成的熱能回收部分；由布袋除塵器、引風機、脫硫塔、脫銷塔、煙囪構成的煙氣凈化部分。上述裝置利用直接配置在燃燒氧化器的出口處的熱風交換器截獲電子垃圾燃燒煙氣中的部分高溫熱能制造600℃以上的一、二次熱風回用于電子垃圾的熔融燃燒和氧化燃燒，這種熱解方式效率低，工藝復雜，且同樣存在不能實現連續進出料的問題。由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提高。技術實現要素：本發明為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置及熱解方法，所述熱解裝置能夠實現物料的連續進出，熱解效率高，節能效果顯著。本發明所采用的技術方案為：一種蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置，包括電子垃圾熱解反應器和蓄熱式燃氣加熱系統；所述電子垃圾熱解反應器包括反應器殼體和物料熱解組件，物料熱解組件橫穿反應器殼體，且物料熱解組件的兩個末端均裸露在反應器殼體的外部；所述蓄熱式燃氣加熱系統包括金屬蜂窩體、用于產生熱煙氣的蓄熱式燃燒裝置以及用于輸送熱煙氣的煙氣通道，煙氣通道為上述反應器殼體和物料熱解組件之間配合形成的密閉空間，煙氣通道與蓄熱式燃燒裝置相連通，金屬蜂窩體設置在煙氣通道內，且物料熱解組件橫穿金屬蜂窩體。所述物料熱解組件包括螺旋殼體和設置在螺旋殼體內的物料推進螺旋，螺旋殼體自反應器殼體一側穿入并延伸穿過反應器殼體的另一側，螺旋殼體的兩個末端分別裸露在反應器殼體的外部，螺旋殼體上設置有物料進口、渣料出口和油氣出口，其中，物料進口和渣料出口分別位于反應器殼體的兩側，渣料出口和油氣出口位于反應器殼體的同側；所述物料推進螺旋包括螺旋軸和沿螺旋軸的軸向設置的螺旋葉片，螺旋葉片與螺旋軸同軸轉動，螺旋軸的一端伸出螺旋殼體，螺旋葉片的整體長度與螺旋殼體的長度相同。所述蓄熱式燃燒裝置包括依次相連的換向閥、蓄熱室和燃燒室，燃燒室與上述煙氣通道相連通，所述蓄熱式燃燒裝置還包括燃氣管線、空氣管線和煙氣管線，其中，燃氣管線與燃燒室相連，空氣管線和煙氣管線均與換向閥相連。所述換向閥、蓄熱室和燃燒室各有兩個，其對稱分布在反應器殼體的左右兩側，兩個燃燒室分別對應連接煙氣通道的兩側；與兩套換向閥、蓄熱室、燃燒室相對應，所述燃氣管線分支為兩條燃氣管支線，空氣管線分支為兩條空氣管支線，煙氣管線分支為兩條煙氣管支線，工作時，蓄熱室燃燒裝置的兩側交替進行燃燒-排煙氣。所述金屬蜂窩體的孔型為六邊形，金屬蜂窩體的整體長度比煙氣通道短，金屬蜂窩體置入煙氣通道后，煙氣通道的兩端各留出一段空間。所述蓄熱室內設置有蓄熱體，蓄熱體為陶瓷球或陶瓷蜂窩體。所述螺旋殼體由耐熱鋼制成，螺旋殼體的厚度為5～8mm。所述反應器殼體的外部包裹有保溫材料。所述保溫材料為保溫棉，且保溫棉的外圍周圈包裹有鍍鋅鐵板。本發明還公開了一種利用上述蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置對電子垃圾進行熱解的方法，該方法包括如下步驟：步驟1，開啟蓄熱式燃氣加熱系統：蓄熱式燃燒裝置的兩側一側為燃燒側，一側為排煙側，開啟燃燒側的空氣管支線，空氣經燃燒側的空氣管支線、換向閥、蓄熱室進入燃燒室，然后開啟燃燒側的燃氣管支線，燃氣經燃氣管支線進入燃燒側的燃燒室，啟動點火槍點燃空氣與燃氣的混合氣體，混合氣體在燃燒側的燃燒室內燃燒后產生煙氣，煙氣進入反應器殼體內的煙氣通道，在煙氣通道內煙氣流經金屬蜂窩體，金屬蜂窩體吸收煙氣熱量并給螺旋殼體加熱，之后煙氣經煙氣通道進入排煙側的燃燒室，并依次經排煙側的蓄熱室、換向閥、煙氣管支線排放至外部環境空間；經過一個換向周期后，兩側換向閥換向，燃燒側變為排煙側，排煙側變為燃燒側，如此周而復始，兩側交替燃燒/排煙；步驟2，物料熱解：待蓄熱式燃氣加熱系統穩定之后，螺旋殼體被加熱至600～700℃，此時便可在物料進口放入電子垃圾物料，物料進入到螺旋殼體之后，在物料推進螺旋的帶動下邊向前移動邊被熱解，直至移動到渣料出口被熱解完畢，熱解產生的氣體從油氣出口排出，剩余的熱解渣料從渣料出口排出。由于采用了上述技術方案，本發明所取得的有益效果為：1、利用本發明中的蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置，能夠實現連續進出物料，物料在熱解反應器內被平鋪，與螺旋殼體充分接觸，高溫螺旋殼體通過輻射和導熱兩種方式給物料加熱，因此物料能夠被充分快速的熱解，且物料在熱解過程中被物料推進螺旋逐漸向前推進，實現了邊熱解邊推進的功能。2、本發明利用蓄熱式燃氣加熱系統作為熱解反應器的熱源，其燃料為諸如天然氣、液化石油氣等高熱值燃氣，且采用蓄熱式燃燒方式，助燃空氣被蓄熱室預熱到高溫，使燃燒更加穩定，燃燒效率更高。3、本發明的煙氣通道內安裝有金屬蜂窩體，使得能夠更好地吸收煙氣熱量，由于金屬的高導熱能力，使得整個煙氣通道內溫度更加均勻，螺旋殼體被更均勻的加熱，蓄熱式燃氣加熱系統與熱解反應器連接在一起組成蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置，實現了連續進出物料、物料被連續的快速充分熱解以及高效節能等功能。附圖說明圖1為根據本發明實施例的蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置的熱解反應器結構示意圖。圖2為本發明實施例的蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置的結構示意圖。圖3為本發明實施例的反應器殼體的半剖示意圖。其中，10、物料推進螺旋11、物料進口12、渣料出口13、油氣出口14、螺旋殼體15、反應器殼體16、煙氣通道17、金屬蜂窩體18、通孔20、蓄熱式燃氣加熱系統20-1、左側燃燒室20-2、右側燃燒室21-1、左側蓄熱室21-2、右側蓄熱室22-1、左側換向閥22-2、右側換向閥23、燃氣管線23-1、左側燃氣管支線23-2、右側燃氣管支線24、空氣管線24-1、左側空氣管支線24-2、右側空氣管支線25、煙氣管線25-1、左側煙氣管支線25-2、右側煙氣管支線具體實施方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。如圖1至圖3所示，一種蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置，包括電子垃圾熱解反應器和蓄熱式燃氣加熱系統20：所述電子垃圾熱解反應器包括反應器殼體15、螺旋殼體14和設置在螺旋殼體14內的物料推進螺旋10，反應器殼體15的外部包裹有保溫材料，用以減小壁面的散熱損失，優選保溫材料為保溫棉，且保溫棉的外圍周圈包裹有鍍鋅鐵板；反應器殼體15上開設有供螺旋殼體14穿過的通孔18，螺旋殼體14自反應器殼體15一側穿入并延伸穿過反應器殼體15的另一側，螺旋殼體14的左右端分別裸露在反應器殼體15的外部，螺旋殼體14上設置有物料進口11、渣料出口12和油氣出口13，其中，物料進口11位于螺旋殼體14的左上部，渣料出口12位于螺旋殼體14的右下部，油氣出口13位于螺旋殼體14的右上部；所述螺旋殼體14由高溫耐熱鋼制成，能夠承受1000℃以上的高溫，螺旋殼體14的厚度為5～8mm；所述物料推進螺旋10包括螺旋軸和沿螺旋軸的軸向設置的螺旋葉片，螺旋葉片與螺旋軸同軸轉動，螺旋軸的左端伸出螺旋殼體14后與外部電機相連，螺旋葉片的整體長度與螺旋殼體14的長度相同；物料推進螺旋10在外部電機的帶動下以一定的轉速轉動，物料進入到熱解反應器之后，隨著溫度的升高而逐漸被熱解，同時被向前推進，直至出口前被熱解完畢，熱解產生的熱解氣體從油氣出口13被排出，熱解后的渣料從渣料出口12排出。所述蓄熱式燃氣加熱系統20包括金屬蜂窩體17、用于產生熱煙氣的蓄熱式燃燒裝置以及用于輸送熱煙氣的煙氣通道16，煙氣通道16為上述反應器殼體15和螺旋殼體14的外圍之間配合形成的密閉空間，煙氣通道16與蓄熱式燃燒裝置相連通，金屬蜂窩體17設置在煙氣通道16內，且螺旋殼體14橫穿金屬蜂窩體17，優選金屬蜂窩體17的孔型為六邊形，金屬蜂窩體17的整體長度比煙氣通道16短，金屬蜂窩體17置入煙氣通道16后，煙氣通道16的兩端各留出一段空間，將金屬蜂窩體17設置在煙氣通道16內，其主要作用是利用金屬蜂窩體17比表面積較大所以能更好地吸收煙氣熱量，且金屬導熱能力強使得整個溫度場更加均勻，煙氣能更加均勻的去加熱螺旋殼體14。所述蓄熱式燃燒裝置包括：左側燃燒室20-1、左側蓄熱室21-1、左側換向閥22-1、由燃氣管線23分支出的左側燃氣管支線23-1、由空氣管線24分支出的左側空氣管支線24-1、由煙氣管線25分支出的左側煙氣管支線25-1，其中，左側燃氣管支線23-1與左側燃燒室20-1相連通，左側空氣管支線24-1和左側煙氣管支線25-1均與左側換向閥22-1相連，左側換向閥22-1與左側蓄熱室21-1相連，左側蓄熱室21-1與左側燃燒室20-1相連；右側燃燒室20-2、右側蓄熱室21-2、右側換向閥22-2、由燃氣管線23分支出的右側燃氣管支線23-2、由空氣管線24分支出的右側空氣管支線24-2、由煙氣管線25分支出的右側煙氣管支線25-2，其中，右側燃氣管支線23-2與右側燃燒室20-2相連通，右側空氣管支線24-2和右側煙氣管支線25-2均與右側換向閥22-2相連，右側換向閥22-2與右側蓄熱室21-2相連，右側蓄熱室21-2與右側燃燒室20-2相連；其中，空氣管線24為燃料提供助燃空氣，空氣通過空氣管線24首先通過換向閥然后進入蓄熱室吸熱，至蓄熱室出口被加熱至高溫，再進入燃燒室與燃氣混合燃燒；燃氣管線23為燃燒反應提供燃氣，由于采用高熱值燃氣，只需空氣單蓄熱即可穩定燃燒，因此燃氣并未采用蓄熱方式進行預熱；煙氣管線25為煙氣排放管道，燃燒產物煙氣通過此管線排放至外部環境空間。所述換向閥用于空氣/煙氣換向，當一側處于燃燒狀態時，蓄熱室通過換向閥與空氣管線24連通，進而給燃燒提供高溫助燃空氣；當一側處于排煙狀態時，換向閥換向，此時蓄熱室通過換向閥便與煙氣管線25連接，煙氣便排向外部環境空間。所述蓄熱室是空氣/煙氣換熱的媒介，蓄熱室內的蓄熱體優選陶瓷蜂窩體，當一側處于燃燒狀態時，空氣從蓄熱室底部進入蓄熱室，陶瓷蜂窩體被逐漸冷卻；當一側處于排煙狀態時，煙氣從蓄熱室頂部進入蓄熱室，陶瓷蜂窩體被逐漸加熱。所述的燃燒室既是燃氣的燃燒空間，又是煙氣的排出口，當作為燃燒空間時，燃氣和空氣首先在燃燒室內燃燒，生成的高溫煙氣再進入反應器殼體15內部，燃燒在燃燒室內進行避免高溫火焰直接燒灼螺旋殼體14；當作為煙氣排放出口時，煙氣自此處排出，然后依次進入蓄熱室、換向閥，最后排向外部空間。正常工作時，蓄熱室燃燒裝置的兩側交替進行燃燒-排煙氣。本發明通過下面步驟實現蓄熱式金屬蜂窩體燃氣電子垃圾熱解裝置的物料熱解過程：步驟1：蓄熱式燃氣加熱系統加熱過程：初始假設左側為燃燒側，右側為排煙側燃燒側：空氣通過空氣管支線24-1進入左側換向閥22-1，然后再進入左側蓄熱室21-1吸收熱量，最后進入左側燃燒室20-1與燃氣混合燃燒，燃燒產生高溫煙氣進入到反應器殼體15內的煙氣通道16；排煙側：煙氣通道16內的煙氣通過右側燃燒室20-2進入到右側蓄熱室21-2，右側蓄熱室21-2被高溫煙氣加熱的同時煙氣被蓄熱體冷卻，然后煙氣進入到右側換向閥22-2，最后進入到煙氣管支線25-2排放到外部環境空間；經過一個換向周期后，兩側換向閥換向，燃燒側變為排煙側，排煙側變為燃燒側，如此周而復始，兩側交替燃燒/排煙。步驟2，物料熱解過程：等燃氣加熱系統穩定之后，螺旋殼體14被加熱到600-700℃，此時便可在物料進口11放入物料，物料進入到螺旋殼體14之后，在物料推進螺旋10的帶動下邊向前移動邊被熱解，直至移動到渣料出口12被熱解完畢，熱解產生的氣體被從油氣出口13排出，剩余的熱解渣料從渣料出口12排出。本發明采用類似原螺旋輸送機裝置作為物料熱解反應器，物料邊熱解邊向前移動，實現了連續進出料和連續熱解；且創造性的引入蓄熱式燃氣燃燒加熱系統，為熱解裝置提供了一個高效穩定的熱源。為進一步解釋該發明，給出下述具體實施例：蓄熱式燃氣加熱系統采用天然氣作為燃氣，天然氣量為2Nm3/h，空氣量為22Nm3/h，電子垃圾物料(電路板、電線、鍵盤等等)被制成3-6mm的顆粒，進口物料量為1kg/h，最終得到的熱解渣料為0.8kg/h，產生的熱解油氣為0.286Nm3/h，實現了連續進出物料，且熱解過程中，溫度持續保持在600℃-700℃，熱源穩定性很好。對熱解后的固體殘留物進行檢測，發現主要成分是不可熱解的碳和金屬，金屬包括銅、鎳、鐵等等，不含有樹脂及玻璃纖維等可熱解的成分，熱解效果很好。油氣化驗成分如下：表1電子垃圾熱解氣成分名稱H2CO2O2N2CH4CO含量(％)43.68.41.54.719.921.9可見，解熱中可燃成分很高，因此熱解氣熱值較高，具有較高的利用價值。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是點連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明的精神所作的舉例說明。本發明所屬
技術領域：
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。當前第1頁1 2 3