專利名稱：熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置。
背景技術(shù)：
本案發(fā)明人于2006年1月20日提出臺灣地區(qū)第095102342號「回收廢印刷電路 板的方法」發(fā)明專利，并于2006年12月11日核準(zhǔn)公告取得發(fā)明專利1268184號專利證書 在案。該發(fā)明專利經(jīng)發(fā)明人加以實施后取得良好功效，利用熔融硝酸鹽熱裂解電路板中的 環(huán)氧樹脂來分開金屬與碳化玻璃纖維有明顯功效。主要是將廢印刷電路板投入熔融硝酸鹽 中，可熱裂解電路板中的溴化環(huán)氧樹脂，并與其化學(xué)反應(yīng)形成大量有機氣體與氮氧化物，如 圖1所示。而有機氣體濃度高，在高溫時如有氧氣(空氣)入侵，容易產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象(容易 起火與氣爆)對操作系統(tǒng)有很大風(fēng)險，而有機氣體直接增氧焚化處理需有能源補充，增加 處理成本，將熱裂解過程中有致使處理效率降低的因素列舉如下(一 )熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體量隨溫度的上升而增加，溫度愈高反應(yīng)愈激烈，且氣 體呈現(xiàn)的曲線變化掌握困難，無法利用估算知道瞬間量大小，對操作人員安全有風(fēng)險存在。( 二)在熱裂解時電路板會浮起，且電路板水平置入反應(yīng)爐內(nèi)處理時，電路板上的 玻璃纖維及銅箔會阻礙氣體排出，將會有大量廢氣壓在電路板下方且電路板不容易反應(yīng)； 而取出反應(yīng)物時有大量廢氣，影響操作人員有操作風(fēng)險。(三)在熱裂解反應(yīng)過程中，高溫狀態(tài)時有空氣入侵容易造成燃燒有起火及氣爆 情形發(fā)生，溫度愈高則愈明顯，容易造成操作危險。(四)在大量操作時碳渣會聚熔融硝酸鹽表面，碳渣與產(chǎn)氣量成反比，尤其在 370°C以下操作時尤其明顯，因為碳需要很高溫才能分解破壞，碳渣下方仍有部份氣體殘 存，移出時亦有氣體冒出影響操作人員安全。(五)熱裂解廢氣處理直接利用增氧燃燒時，由于產(chǎn)氣量不定需外加燃料處理、增 加操作成本。(六)利用增氧燃燒以誘引風(fēng)車抽取前端廢氣，排出效果不彰且抽取過程中反應(yīng) 爐形成負(fù)壓，更容易讓空氣引入反應(yīng)爐內(nèi)，增加操作風(fēng)險(容易造成氣爆與燃燒)，讓系統(tǒng) 更不安定而且廢氣濃度會降低而利用效率則會下降。(七)廢印刷電路板熱裂解反應(yīng)需要移入、移出反應(yīng)爐，在反應(yīng)爐開關(guān)過程中也容 易造成空氣入侵，有極大風(fēng)險因素存在，且玻璃纖維在爐內(nèi)放置太久容易受到熔融硝酸鹽 侵蝕而破壞。(八)反應(yīng)爐進(jìn)料口設(shè)于側(cè)邊而廢氣出口設(shè)于上方，容易造成煙囪對流效應(yīng)，容易 吸入大量空氣造成操作風(fēng)險。根據(jù)上述各種現(xiàn)象，利用熔融硝酸鹽熱裂解廢印刷電路板，需有獨特方法解決創(chuàng) 造設(shè)備安全及廢氣處理回收再利用加以探討改進(jìn)。由此可見，上述現(xiàn)有方式仍有諸多缺失，實非一良善的設(shè)計者，而亟待加以改良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可確保熱裂解過程免除燃燒現(xiàn)象，并可達(dá)到強化操作 人員處理的安全性。本發(fā)明的次一目的在于提供一種對于有機氣體的部份，可將其加以濃縮純化形成 可利用的燃料或化工原料，除了能降低處理成本之外，亦可增加回收價值，更可創(chuàng)造安全處 理裝置等多重效益，極具產(chǎn)業(yè)利用的價值?？蓪⑵浼右詽饪s純化形成可利用的燃料或化工原料，除了能降低處理成本之外， 也可增加回收價值，更可創(chuàng)造安全處理裝置等多重效益，極具產(chǎn)業(yè)利用的價值。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案(一)本發(fā)明熱裂解廢印刷電路板回收基材新方法，是將電路板移入反應(yīng)爐內(nèi)，于 反應(yīng)時增加水氣引入?yún)⑴c反應(yīng)，利用水加熱對熔融硝酸鹽冷卻形成安定作用，不但能建立 正壓操作，更可利用膨脹水蒸氣把有機氣體強制排出反應(yīng)爐外部，更可再利用水蒸氣把移 入反應(yīng)物可能夾帶的空氣加以排除，且通過水冷卻反應(yīng)物及熔融硝酸鹽(水冷卻反應(yīng)物指 利用水把熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物冷卻)，能讓反應(yīng)系統(tǒng)更為安定；在反應(yīng)過程中，水氣不 會造成有機氣體稀釋，不會影響后段的冷凝回收作業(yè)。( 二)本發(fā)明將廢印刷電路板熱裂解反應(yīng)后的有機氣體，在常溫下加以冷凝壓縮 讓有機氣體形成可凝結(jié)燃料油(大分子、燃點高)及不可凝結(jié)燃?xì)?小分子、燃點低)的有 機物，將其分開后處理能更有效率，以符合節(jié)能減碳作法并能增加回收再利用。(三)在熱裂解廢印刷電路板反應(yīng)中，仍有許多不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有必要克服以確保 操作的安全，在熱裂解反應(yīng)系統(tǒng)實施時，必須先建立完善的保護措施，本發(fā)明人建立下列完 整建立熱裂解反應(yīng)系統(tǒng)(1)建立正壓隔氧系統(tǒng)本發(fā)明為克服熱裂解過程中防止空氣(氧氣)入侵，而造 成操作風(fēng)險，特別設(shè)計反應(yīng)制程為正壓反應(yīng)，可全面阻止空氣入侵的機會，讓設(shè)備于操作上 更安全，而在反應(yīng)物進(jìn)出反應(yīng)爐時，特別利用水氣膨脹建立正壓讓反應(yīng)物能安全移動；(2)引入水氣穩(wěn)壓反應(yīng)系統(tǒng)本發(fā)明利用水氣在防止熱裂解反應(yīng)過激烈時給予冷 卻安定作用，能讓熱裂解更安全且在反應(yīng)物移出反應(yīng)爐前給予事先冷卻，可以降低操作的 風(fēng)險，強化熱裂解過程的安定性；(3)建立氣體自動平衡系統(tǒng)本發(fā)明為克服熱裂解產(chǎn)氣量變化問題，當(dāng)氣量大時， 則需要空間儲存氣體，才不會造成氣體壓力上升，通過本發(fā)明可自動膨脹的方式，氣量小時 可以自動恢復(fù)，讓操作壓力得均衡，特別設(shè)計氣體自動平衡系統(tǒng)；(4)建立垂直入料系統(tǒng)本發(fā)明為克服反應(yīng)物進(jìn)出時造成煙囪效應(yīng)現(xiàn)象，特別設(shè) 計垂直引入系統(tǒng)，利用熱氣上升原理阻止空氣進(jìn)入，更利用水氣配合移入前先行在熔融硝 酸鹽表面加熱形成大量水蒸氣，可以排除因移入反應(yīng)物可能夾帶空氣，能建立有效除氧功 能；(5)建立垂直反應(yīng)架及碳膜移出系統(tǒng)本發(fā)明為克服電路板浮起堆疊效應(yīng)，阻礙 有機氣體排出影響反應(yīng)及碳膜浮起問題，特別利用垂直反應(yīng)架讓電路板呈直立狀不堆疊， 且限制在熔融硝酸鹽中固定位置反應(yīng)，能有效且快速裂解，在反應(yīng)架上方設(shè)有碳膜網(wǎng)在移 起反應(yīng)物時能同時移出碳膜，讓下方有機氣體能順利排除，強化操作安全；(6)建立反應(yīng)爐開啟及關(guān)閉排氣系統(tǒng)本發(fā)明為確保停止熱反應(yīng)時能防止有機氣體倒回及熱裂解時能排氣順暢，特別設(shè)計利用水位高度下降，則開啟排氣通道，上升則關(guān)閉 通道能有效簡單控制排氣功能；(7)建立有機氣體冷凝壓縮回收系統(tǒng)本發(fā)明為提高有機氣體再利用，特別建立 常溫冷凝壓縮系統(tǒng)，利用冷卻及壓縮并用，讓有機氣體較大分子的物質(zhì)形成燃油，而小分子 部份不凝結(jié)氣體為可燃?xì)?，可分開回收，則能創(chuàng)造更有利操作條件，降低操作成本與提升回 收效益；(8)建立活動密封門控制系統(tǒng)本發(fā)明為克服反應(yīng)物移出時有機氣體容易溢出， 造成操作風(fēng)險，特別設(shè)計活動密封門，利用水封及活動門形成有效密封效果防止有機氣體 溢出，更利用水氣把反應(yīng)物先行冷卻再移出，可以清除大部份有機氣體，得到安全操作環(huán) 境；(9)建立反應(yīng)壓力追蹤系統(tǒng)本發(fā)明利用壓力追蹤反應(yīng)系統(tǒng)。追蹤熱裂解反應(yīng)的 開始及結(jié)束，能確定反應(yīng)程式是否完成，當(dāng)熱裂解執(zhí)行中有氣量產(chǎn)生，使壓力上升，當(dāng)熱裂 解反應(yīng)停止時壓力下降，則能簡易的追蹤。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明在于提供一種可有效確保熱裂解過程的安全性，以此本裝置可免除燃燒 的現(xiàn)象，以達(dá)到操作人員操作處理的安全性，以此避免危安因素的發(fā)生。2.本發(fā)明在于提供一種對于有機氣體的部份，可將其加以濃縮純化形成可利用的 燃料或化工原料，其除了能大幅降低處理成本之外，亦可有效增加回收的價值，更可創(chuàng)造安 全處理裝置等多重效益，極具產(chǎn)業(yè)利用的價值，使其兼具有多元化的目的。


圖1為現(xiàn)有熱裂解廢印刷電路板的熱裂解流程圖；圖2為本發(fā)明所提供的熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解回 收流程圖；圖3為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解反應(yīng)系統(tǒng)控制視 圖；圖4為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的氣體自動膨脹裝置結(jié)構(gòu) 示意圖；圖5為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的氣體自動膨脹裝置另一 結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解反應(yīng)裝置整體架 構(gòu)示意圖；以及圖7A至圖7E為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解反應(yīng)實施 示意圖；附圖標(biāo)記說明100-反應(yīng)爐，101-反應(yīng)爐加熱器，102-熔融硝酸鹽，103-反應(yīng)爐氣 體緩沖區(qū)，104-活動密封門，105-上蓋，106-反應(yīng)物輸送固定架，107-反應(yīng)架輸送驅(qū)動器， 108-反應(yīng)架移入驅(qū)動器，109-反應(yīng)架連接器，110-活動反應(yīng)架，111-水氣引入裝置，112-反 應(yīng)爐廢氣出口，113-反應(yīng)爐活動水封閥，114-廢氣緩沖區(qū)，115-進(jìn)水控制閥，116-排水控 制閥，117-反應(yīng)爐壓力控制表，118-氣體自動膨脹裝置，119-安全排放裝置，120-反應(yīng)物，200-廢氣冷凝回收裝置，201-冷凝壓縮管，202-冷凝噴霧裝置，203-冷凝水封槽，204-焦 油，205-氣體出口，206-增壓泵，207-焦油出口，208-氣水分離槽，209-氣液分離裝置水液， 210-氣體暫存區(qū)，300-管路，400-廢氣處理裝置，500-氣體安全排放口。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例請參閱圖2所示，為本發(fā)明熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解 回收流程圖，是將廢印刷電路板直接投入300°C 550°C的熔融硝酸鹽中，讓廢印刷電路板 中的溴化環(huán)氧樹脂熱裂解反應(yīng)形成一高濃度廢氣的有機氣體、氮氧氣體及碳渣，而對于環(huán) 氧樹脂中的溴元素，可利用硝酸鹽中鋰、鈉、鉀高活性金屬來捕捉形成安定的溴化鹽，在反 應(yīng)過程中增加水氣引入來穩(wěn)定熱裂解反應(yīng)，預(yù)防硝酸鹽過激烈反應(yīng)(發(fā)生爆炸性危險)，且 能利用水氣加熱膨脹形成水蒸氣，用以維持系統(tǒng)正壓，再強制把反應(yīng)爐內(nèi)有機氣體等先行 排出，以及利用水氣產(chǎn)生上升氣流把反應(yīng)物(如廢印刷電路板)移入反應(yīng)爐時，可能夾帶 空氣強制排除，具有事先除氧的功能，更可把反應(yīng)物在移出反應(yīng)爐前加以冷卻反應(yīng)物，讓移 出反應(yīng)物能更安全，強化操作安全性；而對于熱裂解產(chǎn)生有機氣體的部份，是利用冷凝壓縮 方式在常溫低壓下，把大分子的氮氧氣體及有機氣體凝結(jié)為燃油及不可凝結(jié)氣體的燃?xì)猓?而當(dāng)燃油與碳灰結(jié)合后即會形成黑色的焦油，也可將燃油及燃?xì)夥珠_回收再利用，進(jìn)而提 高熱裂解反應(yīng)物基材回收的效益，降低熱裂解成本，不冷凝的氮氧氣體及有機氣體再進(jìn)行 分離及壓縮，分離處理后的氮氧氣體及有機氣體將會進(jìn)行排放，而壓縮后的氮氧氣體及有 機氣體即會形成液化燃?xì)?。另，對于熱裂解后的反?yīng)物，碳膜經(jīng)水洗鹽類會溶于水，碳不溶 于水，碳渣能輕易分離出來可以直接當(dāng)燃料或加工為工業(yè)原料再利用(如碳黑或活性碳 等)，玻璃纖維與金屬的分離會依是否有前處理來決定，有事先剝錫時則金屬為銅箔，如果 未剝錫則會有錫銅混合；事先有把防焊外金屬熔蝕掉，則能輕易分離(可自然分離，如雙面 多層板)，如沒有去除防焊外金屬溶蝕或達(dá)六層以上外層板內(nèi)層布線時(內(nèi)有盲孔無法熔 蝕)，則需通過外力強制分離取出銅箔或利用化學(xué)溶蝕方法把金屬溶出，徹底分離金屬與玻 璃纖維。金屬化學(xué)品或還原金屬再用，也可兩者并用之。金屬溶液再利用還原方法回收，或 以金屬化合物來達(dá)到分類回收再利用目的。熔融硝酸鹽中溴化鹽與硝酸鹽由于熔點及比重 有很大差異，分離并不困難。其中，該廢印刷電路板可事先處理，亦可不作任何處理。請參閱圖3所示，為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解反應(yīng) 系統(tǒng)控制視圖，當(dāng)熱裂解廢印刷電路板時，由于產(chǎn)氣量變化大，且容易受到氧氣的入侵容易 產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象(如起火及氣爆情形)，如何建立有效率又安全節(jié)能熱裂解系統(tǒng)是相當(dāng)重 要一環(huán)，為達(dá)到安全、快速及節(jié)能的熱裂解系統(tǒng)，本發(fā)明人建立下列完整建立熱裂解反應(yīng)系 統(tǒng)，將其列舉如下(1)建立正壓隔氧系統(tǒng)建立正壓隔氧系統(tǒng)是為了讓反應(yīng)系統(tǒng)有正壓存在，阻擋 空氣入侵造成氧氣與有機氣體產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象，讓系統(tǒng)更安定，并在熱裂解反應(yīng)前、后利用水 氣在熔融硝酸鹽上加熱膨脹產(chǎn)生推力，可以強制把反應(yīng)爐內(nèi)有機氣體強制排出，移出反應(yīng) 物時，減少有機氣體溢出風(fēng)險，并在反應(yīng)物移入時利用水蒸氣(指水于熔融硝酸鹽上方加
7熱而形成)向上升形成推力，以此排除反應(yīng)物移入夾帶空氣強制排出有除氧的功能。(2)引入水氣穩(wěn)壓反應(yīng)系統(tǒng)引入水氣穩(wěn)壓反應(yīng)系統(tǒng)是為了預(yù)防熱裂解過激烈反 應(yīng)(于熱裂解溫度過高時會有爆炸風(fēng)險)，熔融硝酸鹽溫度過高時給予適時冷卻，安定熱裂 解系統(tǒng)，且能在反應(yīng)物移出前適時先行冷卻，可讓操作程式更安全，且能將有機氣體強制清 除，減少溢出風(fēng)險；水氣可為少量水、霧化水氣或直接以水蒸氣或惰性氣體取代。(3)建立氣體自動平衡系統(tǒng)建立氣體自動平衡系統(tǒng)是為了克服熱裂解反應(yīng)過程 中產(chǎn)生氣體變化量大小問題，產(chǎn)氣量大，操作壓力會增加快速上升，可能超越系統(tǒng)負(fù)荷力造 成操作風(fēng)險，則系統(tǒng)必須擴充很大，平衡系統(tǒng)壓力來克服則會造成設(shè)備成本上升且會造成 處理的困擾，在無熱裂解時壓力會快速縮小壓力不容易平衡。為克服氣體大小問題特別利 用膨脹原理讓產(chǎn)氣量大時，移到多余空間儲存，在產(chǎn)氣量減少時亦逐漸收縮維持一定操作 系統(tǒng)壓力，有助于系統(tǒng)平衡，其原理可利用彈簧拉力平衡結(jié)構(gòu)重量，提高其靈敏度(如圖4 所示)，或利用重量平衡輪的方式來提高氣體膨脹閥靈敏度(如圖5所示)，該裝置可以結(jié) 合水封或油封系統(tǒng)達(dá)到完全密封效果。(4)建立垂直入料系統(tǒng)建立垂直入料系統(tǒng)，為了預(yù)防反應(yīng)物移入時造成空氣的 入侵，其原理利用熱上升原理阻擋空氣入侵，冷空氣無法從上方進(jìn)入，且在入料前利用水氣 引入反應(yīng)爐，加熱膨脹有大量水蒸氣上升時引入廢印刷電路板，讓水蒸氣排除廢印刷電路 板之間可能夾帶空氣，有徹底除氧功能，能強化系統(tǒng)安全。(5)建立垂直反應(yīng)架及碳膜移出系統(tǒng)建立垂直反應(yīng)架及碳膜移出系統(tǒng)，為了克 服電路板在熔融硝酸鹽中有浮起堆疊現(xiàn)象，及電路板中玻璃纖維與銅箔會阻擋排氣功能降 低熱裂解效果，讓電路板可以直立能順暢排氣，更可讓電路板維持在熔融硝酸鹽中一定位 置內(nèi)反應(yīng)，讓熱裂解更安全，且在熱裂解反應(yīng)后浮在熔融硝酸鹽上方碳膜可以隨反應(yīng)物移 出時一并移出，故需在反應(yīng)架上增設(shè)碳膜移除網(wǎng)，確保反應(yīng)完成后能將所有反應(yīng)物全部移 出反應(yīng)爐，還原反應(yīng)前初始條件。(6)建立反應(yīng)爐開啟及關(guān)閉排氣系統(tǒng)建立反應(yīng)爐開啟及關(guān)閉排氣系統(tǒng)，為克服 熱裂解反應(yīng)時時產(chǎn)生大量有機氣體，必須快速排出反應(yīng)爐內(nèi)，需有較大無阻力通道。在沒有 熱裂解時，則必須關(guān)閉通道，防止有機氣體倒回反應(yīng)爐，其系統(tǒng)利用水位上升時開關(guān)有水封 阻隔效果，水位下降時形成自然通道，能輕易建立此系統(tǒng)。(7)建立有機氣體冷凝壓縮回收系統(tǒng)建立有機氣體冷凝壓縮回收系統(tǒng)，為了讓 有機氣體能更有效率應(yīng)用，達(dá)節(jié)能減碳目標(biāo)，熱裂解有機氣體產(chǎn)率不均且成分復(fù)雜燃點溫 度不一，要全部燃燒處理，需要較多熱量才能完全燃燒，利用常溫冷凝方法把熱裂解產(chǎn)生有 機氣體冷凝壓縮，可以把大分子(燃點高)物質(zhì)凝結(jié)成燃油，其與碳灰結(jié)合形成焦油，可以 當(dāng)燃料或工業(yè)原料利用。而不可凝結(jié)氣體為可燃?xì)?，可以直接引入燃燒裝置，回收熱能、電 力或可輕易利用市售有機氣體及氮氧化物處理裝置(VOCs)來處理燃?xì)庥袡C物，能符合環(huán) 保安全排放；亦可利用高壓壓縮回收燃?xì)庠倮?。其冷凝壓縮方式可以直接利用水或油 (燃油或熱媒油)來與有機氣體混合，經(jīng)冷凝壓縮管凝結(jié)達(dá)到回收燃油目的，亦可利用熱交 換冷凝壓縮方式、間接冷卻方式，達(dá)到回收燃油的目的。(8)建立活動密封門控制系統(tǒng)建立活動密封門系統(tǒng)是為了克服反應(yīng)物經(jīng)熱裂解 反應(yīng)后在反應(yīng)架中仍有大量有機氣體與碳膜下方有大量有機氣體，在移出反應(yīng)爐時會大量 溢出危害操作安全，其利用水封與活動門結(jié)合，在移動反應(yīng)物時亦同時移動密封門，上升時
8利用水封系統(tǒng)維持密封效果，待有機氣體全部排除(是利用水氣引入強制有機氣體排出反 應(yīng)爐)，且冷卻反應(yīng)物后再開啟密封門，能有效防止有機氣體溢出，能強化操作安全。(9)建立反應(yīng)壓力追蹤系統(tǒng)建立反應(yīng)壓力追求系統(tǒng)，利用壓力追蹤熱裂解反應(yīng) 是否正常、是否開啟反應(yīng)、是否結(jié)束反應(yīng)，根據(jù)氣量產(chǎn)生讓系統(tǒng)壓力有上升，氣量消失則壓 力下降，能清楚是否完全反應(yīng)結(jié)束。比通過溫度來得有效率，因熱裂解氣體溫度變化不大， 唯有依靠壓力追蹤系統(tǒng)來判斷。請參閱圖六所示，為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂解反應(yīng) 裝置整體架構(gòu)示意圖，其利用熔融硝酸鹽熱裂解廢印刷電路板，以此分離混合物中基材達(dá) 到分類回收裝置，其包括有反應(yīng)爐100，其底部及其四周下方設(shè)有反應(yīng)爐加熱器101，并于反應(yīng)爐100內(nèi)的下 半部裝有熔融硝酸鹽102，通過反應(yīng)爐加熱器101使得熔融硝酸鹽102呈熔融狀，而反應(yīng)爐 100中間為反應(yīng)爐氣體緩沖區(qū)103，并于反應(yīng)爐100正上方設(shè)有活動密封門104及上蓋105 ； 該反應(yīng)爐加熱器101可為電能加熱或燃料加熱；反應(yīng)物輸送固定架106，其是架設(shè)于反應(yīng)爐100外上方，負(fù)責(zé)提供反應(yīng)物120輸 送運動，而該反應(yīng)物輸送固定架106上方設(shè)有反應(yīng)架輸送驅(qū)動器107及反應(yīng)架移入驅(qū)動器 108，反應(yīng)架輸送驅(qū)動器107可提供左、右移動，而反應(yīng)架移入驅(qū)動器108可提供上、下移動； 該反應(yīng)架移入驅(qū)動器108上設(shè)有一組反應(yīng)架連接器109，其可與活動反應(yīng)架110相連接或分 開，并于活動反應(yīng)架110內(nèi)可供反應(yīng)物120的容置；該反應(yīng)物120可為廢印刷電路板；該反 應(yīng)架連接器109可利用機械連結(jié)或利用電磁鐵吸力來達(dá)成；該反應(yīng)架輸送驅(qū)動器107可為 油壓、氣壓方式來驅(qū)動，亦可利用電動螺桿來驅(qū)動；該反應(yīng)架移入驅(qū)動器108可為油壓、氣 壓方式來驅(qū)動，亦可利用電動螺桿來驅(qū)動；水氣引入裝置111，其是設(shè)于反應(yīng)爐100的反應(yīng)爐氧氣體緩沖區(qū)103上方側(cè)邊位 置，其主要提供噴頭可向熔融硝酸鹽102表面噴出水氣，在反應(yīng)物120進(jìn)出反應(yīng)爐100時， 讓噴出水氣可以直接受熱膨脹產(chǎn)生上升的推力，以結(jié)合活動密封門104，以此阻絕外部空氣 進(jìn)入反應(yīng)爐100內(nèi)，從而達(dá)到阻氧作用，同時，可隨時提供熔融硝酸鹽102表面冷卻作用，預(yù) 防反應(yīng)溫度過高產(chǎn)生危險；反應(yīng)爐廢氣出口 112，其是設(shè)于反應(yīng)爐氣體緩沖區(qū)103的另一側(cè)邊與反應(yīng)爐活動 水封閥113連接，主要提供反應(yīng)物120熱裂解廢氣流動出口的導(dǎo)向，經(jīng)反應(yīng)爐活動水封閥 113進(jìn)入廢氣緩沖區(qū)114，而反應(yīng)爐活動水封閥113主要提供有熱裂解反應(yīng)過程中能自動降 低水位，利用水控制開啟功能由排水控制閥116執(zhí)行，在停止反應(yīng)時則補充水，形成水封作 用防止后段的氣體導(dǎo)回反應(yīng)爐100內(nèi)，以達(dá)到關(guān)閉作用，利用進(jìn)水控制閥115執(zhí)行；該廢氣 可為氮氧氣體；該廢氣可為有機氣體；反應(yīng)爐壓力控制表117，其設(shè)于反應(yīng)爐廢氣出口 112上方，以檢出反應(yīng)爐100內(nèi) 的壓力，當(dāng)壓力上升時則熱裂解開始，下降時則熱裂解反應(yīng)結(jié)束，即能清楚知道反應(yīng)是否結(jié) 束，以及是否能安全移出反應(yīng)物120，配合時間確認(rèn)及溫度變化能更確實，判斷熱裂解是否 完成；活動反應(yīng)架110，其是可連接于反應(yīng)架移入驅(qū)動器108前端或脫離其反應(yīng)架，提供 反應(yīng)物120在熱裂解反應(yīng)空間，且排除反應(yīng)物120比重問題，讓反應(yīng)物120停留在熔融硝酸 鹽102中進(jìn)行熱裂解，且能保留氣體排放通道，其上方有碳渣浮出網(wǎng)，使于移出反應(yīng)物同時移出熔融硝酸鹽102上方表面碳渣；氣體自動膨脹裝置118，其是放于廢氣緩沖區(qū)114的側(cè)邊，提供氣體量大時，可自 動調(diào)整移動出空間存放氣體，當(dāng)氣體量減少時，會自動把空間氣體壓出而關(guān)閉其結(jié)構(gòu)，利用 水封及彈簧裝置來加強靈敏度或利用水封與配重平衡輪以重量差控制靈敏度(如圖4、圖5 所示)，當(dāng)壓力大時能自動打開，壓力小時自動關(guān)閉，可以產(chǎn)生互補效果；安全排放裝置119，其是設(shè)于廢氣緩沖區(qū)114的側(cè)邊，利用氣體壓力大于水封壓力 時則氣體能沖出排放，達(dá)到結(jié)構(gòu)安全的目的，能有效確保反應(yīng)爐100與操作人員安全，且能 防止外部氣體滲入反應(yīng)爐100 ；廢氣冷凝回收裝置200，其是設(shè)于廢氣緩沖區(qū)114的后端，連接于后方廢氣處理裝 置400隨后得以安全排放，達(dá)到環(huán)保處理的要求；冷凝壓縮管201，其與反應(yīng)爐的廢氣緩沖區(qū)114相連接，且其接端內(nèi)設(shè)有冷凝噴霧 裝置202，以直接利用水氣與廢氣混合通過冷凝壓縮管201凝結(jié)形成液態(tài)的焦油(是指油與 碳灰的混合物)，導(dǎo)入后段的冷凝水封槽203，再進(jìn)入氣水分離槽208中，以將焦油204與氣 化物質(zhì)分開，即可以輕易達(dá)到回收焦油204的目的，而氣化部份的氣體隨后經(jīng)氣體出口 205 排出至氣體暫存區(qū)210，而氣體暫存區(qū)210的后段連接有管路300，并與后段的廢氣處理裝 置400相連接，再于廢氣處理裝置400上設(shè)置有廢氣安全排放口 500，以將處理過后的廢氣 排放至外部；冷凝噴霧裝置202，其是設(shè)于冷凝壓縮管201前端內(nèi)，其冷凝可為直接冷卻方式， 亦可為間接冷卻的方式來執(zhí)行冷凝裝置，而其前端設(shè)有增壓泵206與氣水分離槽208下方 水部份其連接，即完成完整系統(tǒng)，而水溫度上升可以利用強制風(fēng)冷或液冷方式來補償；焦油出口 207，其是設(shè)于氣液分離裝置水液209的上方僅能排出油，把水留在氣水 分離槽208中，上述冷凝水及水封部份亦可使用油封方式來取代之；廢氣處理裝置400，其是設(shè)于氣體暫存區(qū)210氣體出300，可利用市售有機氣體與 氮氣氣體處理裝置來處理或采直接燃燒方式回收廢氣熱能或轉(zhuǎn)換發(fā)電方式來再利用，隨后 得以安全排放。另，請參閱圖7A至圖7E為該熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置的熱裂 解反應(yīng)實施示意圖，是先驅(qū)動反應(yīng)架輸送驅(qū)動器107致使其上的反應(yīng)架連接器109與活動 反應(yīng)架110相連接(如圖7A所示)，再于活動反應(yīng)架110內(nèi)垂直置入數(shù)廢印刷電路板120， 并開啟反應(yīng)爐正上方的上蓋105 (如圖7B所示)，以便活動反應(yīng)架110下降至反應(yīng)爐100內(nèi)， 而活動反應(yīng)架109上適當(dāng)處的活動密封門將會暫時封閉反應(yīng)爐100的上端處，避免外部空 氣會進(jìn)入反應(yīng)爐100內(nèi)，而當(dāng)活動反應(yīng)架110內(nèi)的廢印刷電路板120完全浸泡于熔融硝酸 鹽102時，即可進(jìn)行熱裂解反應(yīng)之程序(如圖7C所示)，而熱裂解反應(yīng)之時間大約1至5分 鐘左右，而熱裂解反應(yīng)過程中，是將產(chǎn)生的廢氣經(jīng)由反應(yīng)爐廢氣出口排出至反應(yīng)爐活動水 封閥內(nèi)，待熱裂解反應(yīng)完全結(jié)束后，便可將活動反應(yīng)架上移，同時利用水氣冷卻反應(yīng)物(如 圖7D所示)，并將上蓋再次蓋合于反應(yīng)爐正上方的開口(如圖7E所示)，即完成熱裂解反 應(yīng)的過程。其中，該廢印刷電路板120于熔融硝酸鹽102進(jìn)行熱裂解反應(yīng)的時間以3分鐘為最佳。上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求
一種熱裂解廢印刷電路板回收基材方法，其特征在于主要步驟包括，步驟一把廢印刷電路板投入熔融硝酸鹽中進(jìn)行熱裂解及化學(xué)反應(yīng)，熱裂解反應(yīng)過程中引入水氣參與熱裂解反應(yīng)；步驟二熱裂解產(chǎn)生有機氣體利用常溫冷凝壓縮回收系統(tǒng)，強化分類回收燃油及燃?xì)?；步驟三熱裂解后反應(yīng)物能利用水洗與熔融硝酸鹽分離，得到基材回收效率，硝酸鹽與鹵化鹽兩者混合物分類，可以利用比重及熔點不同能輕易分類；步驟四碳膜利用水洗分離鹽及碳渣，碳渣可當(dāng)燃料或轉(zhuǎn)化工原料，玻璃纖維與金屬的分離會依是否有前處理來決定，有事先剝錫時則金屬為銅箔，若未剝錫則會有錫銅混合；若事先有把防焊外金屬熔蝕掉，則能輕易分離，若沒有去除防焊外金屬溶蝕或達(dá)六層以上外層板內(nèi)層布線時，則需通過外力強制分離取出銅箔或利用化學(xué)溶蝕方法把金屬溶出，以金屬化合物或還原金屬再用，可兩者并用之。
2.如權(quán)利要求1所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材方法，其特征在于所述水氣為 少量水、霧化水氣，可直接利用水蒸氣或惰性氣體來取代執(zhí)行相同任務(wù)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材方法，其特征在于常溫冷凝壓 縮的有機氣體，可以直接利用水與有機氣體混合冷凝作用或利用油(燃油或熱媒油)與有 機氣體混合冷凝作用，亦可利用間接熱交換器的方式執(zhí)行冷凝作用。
4.如權(quán)利要求1所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材方法，其特征在于所述廢電路 板需事先拆除零件后，可以直接投入熔鹽中熱裂解，亦可先行去錫后投入熔鹽熱裂解，更可 先行去錫及去防焊外銅箔后再投入熔鹽熱裂解。
5.如權(quán)利要求1所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材方法，其特征在于熔融硝酸鹽 可為硝酸鋰、亞硝酸鋰、硝酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鉀或亞硝酸鉀，利用單一或多種混合熔鹽來 執(zhí)行，利用高活性金屬來捕捉鹵元素。
6. 一種熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于主要包括，反應(yīng)爐，其底部及 其四周下方設(shè)有反應(yīng)爐加熱器，并于反應(yīng)爐內(nèi)的下半部裝有熔融硝酸鹽，通過反應(yīng)爐加熱 器使得熔融硝酸鹽呈熔融狀，在所述反應(yīng)爐中間為反應(yīng)爐氣體緩沖區(qū)，并于反應(yīng)爐正上方 設(shè)有活動密封門及上蓋；反應(yīng)物輸送固定架，其架設(shè)于反應(yīng)爐外上方，負(fù)責(zé)提供反應(yīng)物輸送 運動，而該反應(yīng)物輸送固定架上方設(shè)有反應(yīng)架輸送驅(qū)動器及反應(yīng)架移入驅(qū)動器，反應(yīng)架輸 送驅(qū)動器可提供左、右移動，而反應(yīng)架移入驅(qū)動器可提供上、下移動；水氣引入裝置，其設(shè) 于反應(yīng)爐的反應(yīng)爐氧氣緩沖區(qū)上方側(cè)邊位置，其主要提供噴頭可向熔融硝酸鹽表面噴出水 氣，在反應(yīng)物進(jìn)出反應(yīng)爐時，讓噴出水氣可以直接受熱膨脹產(chǎn)生上升的推力，以結(jié)合活動密 封門；反應(yīng)爐廢氣出口，其設(shè)于反應(yīng)爐氣體緩沖區(qū)的另一側(cè)邊與反應(yīng)爐活動水封閥連接，主 要提供反應(yīng)物熱裂解廢氣流動出口的導(dǎo)向，經(jīng)反應(yīng)爐活動水封閥進(jìn)入廢氣緩沖區(qū)，而反應(yīng) 爐活動水封閥主要提供有熱裂解反應(yīng)過程中能自動降低水位，利用水控制開啟功能由排水 控制閥執(zhí)行，在停止反應(yīng)時則補充水，形成水封作用防止后段的氣體導(dǎo)回反應(yīng)爐內(nèi)，以達(dá)到 關(guān)閉作用，利用進(jìn)水控制閥執(zhí)行；反應(yīng)爐壓力控制表，其設(shè)于反應(yīng)爐廢氣出口上方，以檢出反應(yīng)爐內(nèi)的壓力，當(dāng)壓力上升 時則熱裂解開始，下降時則熱裂解反應(yīng)結(jié)束，即能清楚知道反應(yīng)是否結(jié)束，以及是否能安全移出反應(yīng)物，配合時間確認(rèn)及溫度變化能更確實，判斷熱裂解是否完成；活動反應(yīng)架，其連接于反應(yīng)架移入驅(qū)動器前端或脫離其反應(yīng)架，提供反應(yīng)物在熱裂解 反應(yīng)空間，且排除反應(yīng)物比重問題，讓反應(yīng)物停留在熔融硝酸鹽中進(jìn)行熱裂解，且能保留氣 體排放通道，其上方有碳渣浮出網(wǎng)，使于移出反應(yīng)物同時移出熔融硝酸鹽上方表面碳渣；氣體自動膨脹裝置，其設(shè)置于廢氣緩沖區(qū)的側(cè)邊，提供氣體量大時，可自動調(diào)整移動出 空間存放氣體，當(dāng)氣體量減少時，會自動把空間氣體壓出而關(guān)閉其結(jié)構(gòu)；安全排放裝置，其設(shè)于廢氣緩沖區(qū)的側(cè)邊，利用氣體壓力大于水封壓力時則氣體能沖 出排放；廢氣冷凝回收裝置，其設(shè)于廢氣緩沖區(qū)的后端，連接于后方廢氣處理裝置隨后得以安 全排放，達(dá)到環(huán)保處理的要求；冷凝壓縮管，其與反應(yīng)爐的廢氣緩沖區(qū)相連接，且其接端內(nèi)設(shè)有冷凝噴霧裝置，以直接 利用水氣與廢氣混合通過冷凝壓縮管凝結(jié)形成液態(tài)的焦油(指油與碳灰的混合物)，導(dǎo)入 后段的冷凝水封槽，再進(jìn)入氣水分離槽中，以將焦油與氣化物質(zhì)分開，即可以輕易達(dá)到回收 焦油的目的，而氣化部份的氣體隨后經(jīng)氣體出口排出至氣體暫存區(qū)，而氣體暫存區(qū)的后段 連接有管路，并與后段的廢氣處理裝置相連接，再于廢氣處理裝置上設(shè)置有廢氣安全排放 口，以將處理過后的廢氣排放至外部，亦可將氣體暫存區(qū)氣體，直接壓縮成液化燃?xì)?；冷凝噴霧裝置，其設(shè)置于冷凝壓縮管前端內(nèi)，其冷凝可為直接冷卻方式，亦可為間接冷 卻的方式來執(zhí)行冷凝裝置，而其前端設(shè)有增壓泵與氣水分離槽下方水部份其連接，即完成 完整系統(tǒng)；焦油出口，其設(shè)于氣液分離裝置水液之上方僅能排出油，把水留在氣水分離槽中，上述的；廢氣處理裝置，其設(shè)于氣體暫存區(qū)氣體出口，可利用市售有機氣體與氮氣氣體處理裝 置來處理或采直接燃燒方式回收廢氣熱能或轉(zhuǎn)換發(fā)電方式來再利用，隨后得以安全排放。
7.如權(quán)利要求6所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述反應(yīng)架 移入驅(qū)動器上設(shè)有一組反應(yīng)架連接器，其與活動反應(yīng)架相連接或分開，并于活動反應(yīng)架內(nèi) 可供反應(yīng)物的容置。
8.如權(quán)利要求7所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述反應(yīng)架 連接器可利用機械連結(jié)或利用電磁鐵吸力來達(dá)成。
9.如權(quán)利要求6所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述氣體自 動膨脹裝置可利用水封及彈簧裝置來加強靈敏度控制靈敏度，使其達(dá)到自動調(diào)整移動出空 間存放氣體。
10.如權(quán)利要求6所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述氣體自 動膨脹裝置利用水封與配重平衡輪以重量差，使其達(dá)到自動調(diào)整移動出空間存放氣體。
11.如權(quán)利要求6所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述冷凝水 的部份以油封方式來取代。
12.如權(quán)利要求6所述的熱裂解廢印刷電路板回收基材裝置，其特征在于所述水封的 部份以油封方式來取代。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱裂解廢印刷電路板回收基材方法及其裝置，主要是于反應(yīng)過程中增加水(水氣)的引入，以及建立全密封低壓處理環(huán)境，以此確保熱裂解過程免除燃燒現(xiàn)象，并達(dá)到強化處理安全性，對于有機氣體部份加以濃縮純化形成可利用的燃料或化工原料，除了能降低處理成本之外，亦可增加回收價值，更可創(chuàng)造安全處理裝置等多重效益，極具產(chǎn)業(yè)利用價值。
文檔編號C22B15/00GK101921915SQ200910040199
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者巫協(xié)森 申請人:巫協(xié)森