廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置制造方法
【專利摘要】一種廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，包括由爐體、隔熱材料、感應(yīng)線圈、物料坩堝、測(cè)溫電偶、升降桿、移動(dòng)平臺(tái)和電控柜組成的加熱裝置；由多個(gè)可拆卸冷凝器和油收集器組成的多級(jí)冷凝回收裝置；由真空管路、輕焦油過(guò)濾器、無(wú)油真空泵和氣體收集袋組成的真空裝置。本發(fā)明通過(guò)快速真空熱解手段，將附著在液晶玻璃面板上的有機(jī)材料在低真空條件下迅速與含銦玻璃板分離，并將其資源化為熱解油；同時(shí)，不產(chǎn)生廢水廢氣，并且不向環(huán)境釋放多環(huán)芳烴等有毒產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了熱解油的直接回收，免去二次回收成本；減少因管路淤積造成的物料損失和系統(tǒng)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)出，節(jié)約維護(hù)成本。
【專利說(shuō)明】廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的無(wú)害化與資源化處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種無(wú)害化處理廢舊液晶面板中的液晶與偏光膜等有機(jī)材料，并將其直接轉(zhuǎn)化成可以利用的熱解產(chǎn)物的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]二十一世紀(jì)電子信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，電子產(chǎn)品的人機(jī)交互設(shè)備也在不斷進(jìn)步。顯示器是電子產(chǎn)品中的重要組成部分，作為電子產(chǎn)品向用戶輸出信息的主要窗口，一直是研究的重點(diǎn)。近幾年，其已經(jīng)從大體積、高輻射、高耗電的陰極管顯示屏，發(fā)展到節(jié)能、低輻射、超薄的液晶顯示屏，甚至可觸摸液晶顯示屏。目前液晶顯示器、液晶電視、筆記本電腦、平板電腦和手機(jī)是液晶顯示屏的主要應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2011年液晶顯示器總銷售量超過(guò)I億臺(tái)，是全球最大的臺(tái)式電腦和顯示器市場(chǎng)，也是第三大平板電腦市場(chǎng)和第四大筆記本電腦和上網(wǎng)本市場(chǎng)。全球范圍內(nèi)大尺寸的液晶面板(9寸以上)的出貨量達(dá)到了 7億280萬(wàn)片，其中液晶電視的出貨量達(dá)到2億600萬(wàn)臺(tái)。而液晶顯示產(chǎn)品的壽命一般較短，液晶電視為8~10年，液晶顯示器和筆記本電腦、平板電腦的壽命一般僅為3~5年，手機(jī)則更短，淘汰周期只有I~3年。如2007年全球共銷售筆記本電腦1.03億臺(tái)，按5年壽命計(jì)算，將在2012年報(bào)廢。
[0003]液晶面板中含 有高分子液晶成分，液晶分子為混合型的聯(lián)苯類棒狀分子，并含有氰基、氟、溴等基團(tuán)，泄漏到環(huán)境中，很難降解，會(huì)污染生態(tài)環(huán)境。而液晶面板上的偏光膜也是多層復(fù)合有機(jī)薄膜，其成分三醋酸纖維素、聚乙烯醇和磷酸三苯酯都是難降解有機(jī)物。如果采用焚燒處理會(huì)產(chǎn)生大量致癌性的多環(huán)芳烴。所以無(wú)論填埋或焚燒處理都會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
[0004]目前對(duì)液晶顯示器回收的研究主要集中在日本、德國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)。處理目標(biāo)主要集中在面板中貴金屬銦的回收，有機(jī)材料的分離多是作為獲得含銦玻璃的前處理手段。而針對(duì)液晶面板中有機(jī)材料回收的研究較少。專利《一種廢薄膜晶體管液晶顯示器資源化處理方法》(李金惠，申請(qǐng)?zhí)朇N200910024354.9)將液晶顯示器在半封閉操作臺(tái)拆解后，將液晶面板用熱沖擊老化偏光膜，再手工剝離，之后用洗潔精超聲清洗液晶分子，從而得到含銦玻璃。此方法實(shí)現(xiàn)了有機(jī)材料的分類回收，但是清洗的廢水需要進(jìn)一步處理，而回收到的液晶也沒(méi)有二次利用的價(jià)值。同時(shí)手工剝離偏光膜效率低，容易割傷操作人員。專利《液晶顯示面板資源化處理方法》(鄭正，申請(qǐng)?zhí)朇N200610088278.4)公開(kāi)了一種用有機(jī)溶劑溶解分離偏光膜和液晶的處理工藝。此方法簡(jiǎn)單，易操作，但是使用大量有機(jī)溶劑，容易造成二次污染，并且處理時(shí)間較長(zhǎng)，效率不高，不適合大規(guī)模處理，且分離后的有機(jī)物，仍然需要焚燒或者填埋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種廢舊液晶面板液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置。通過(guò)真空熱解手段，使液晶和偏光膜等有機(jī)材料在真空封閉環(huán)境中熱解揮發(fā)，并在不同冷凝溫度分別冷凝，得到不同分子量的輕質(zhì)油和重油。在高效、環(huán)保的分離液晶面板上的有機(jī)材料，得到含銦玻璃的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)材料的無(wú)害化與資源化。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]一種廢丨日液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括加熱裝置、多級(jí)冷凝回收裝置和真空裝置；
[0008]所述的加熱裝置包括爐體、隔熱材料、感應(yīng)線圈、物料坩堝、測(cè)溫電偶、具有升降桿的移動(dòng)平臺(tái)和電控柜；所述的爐體頂部設(shè)置有密封圈，且與所述的多級(jí)冷凝回收裝置的下底面密封接觸，所述的爐體通過(guò)具有升降桿的移動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與多級(jí)冷凝回收裝置結(jié)合與脫離；所述的感應(yīng)線圈、物料坩堝和測(cè)溫電偶由隔熱材料承托于爐體內(nèi)部，測(cè)溫電偶和感應(yīng)線圈通過(guò)電纜與外部的電控柜連接；
[0009]所述的多級(jí)冷凝回收裝置由多個(gè)可拆卸的冷凝器和多個(gè)油收集器組成，每個(gè)冷凝器均設(shè)有冷卻液循環(huán)進(jìn)出管路和出油管，每個(gè)冷凝器依次連接，所述的油收集器與所述的冷凝器的出油管相連接；
[0010]所述的真空裝置包括真空管路、輕焦油過(guò)濾器、無(wú)油真空泵和氣體收集袋；所述的真空管路一端與多級(jí)冷凝回收裝置的頂部連接，另一端依次經(jīng)所述的輕焦油過(guò)濾器和無(wú)油真空泵與所述的氣體收集袋相連。
[0011]所述的物料坩堝為石墨坩堝。
[0012]所述的感應(yīng)線圈采用異形紫銅管繞制。
[0013]所述的隔熱材料為陶瓷纖維氈。
[0014]所述的測(cè)溫電偶為鎢錸絲熱電偶。
[0015]所述的冷凝器由低到高依次連接，且溫度逐漸降低。
[0016]所述的油收集器傾斜地固定在冷凝器的下部。
[0017]所述的真空管路上設(shè)有真空計(jì)、真空放氣閥和真空蝶閥，用于測(cè)量實(shí)時(shí)真空度和控制加熱冷凝段與真空泵的聯(lián)通。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019](1)通過(guò)密封環(huán)境下的真空熱解，高效、環(huán)保的將有機(jī)材料從含銦面板上分離，同時(shí)將分離的產(chǎn)物直接資源化為可以二次利用的熱解油和熱解氣。
[0020](2)產(chǎn)物無(wú)須后續(xù)回收工藝。
[0021](3)整個(gè)設(shè)備不產(chǎn)生廢水廢氣，也不產(chǎn)生多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)。
[0022](4)減少因管路淤積造成的物料損失和系統(tǒng)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)出，節(jié)約維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明廢舊液晶面板液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置的結(jié)構(gòu)圖。【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0025]實(shí)施例:
[0026]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明廢舊液晶面板液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，廢舊液晶面板液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，包括由爐體1、隔熱材料2、感應(yīng)線圈3、物料坩堝4、測(cè)溫電偶5、升降桿6、移動(dòng)平臺(tái)7和電控柜14組成的加熱裝置；由多個(gè)可拆卸冷凝器8和油收集器9組成的多級(jí)冷凝回收裝置；由真空管路10、輕焦油過(guò)濾器11、無(wú)油真空泵12和氣體收集袋13組成的真空裝置。
[0027]爐體I由升降桿6控制其升降，由移動(dòng)平臺(tái)7控制從冷凝回收裝置下抽出。抽出后可以取出物料坩堝4進(jìn)行加料或者倒料操作。爐體上表面設(shè)置密封圈，升起后與上方冷凝器下底面接觸，達(dá)到密封效果。通過(guò)降低升降桿6，使?fàn)t體I下降后由移動(dòng)平臺(tái)7從冷凝塔下方拉出。感應(yīng)線圈3和物料坩堝4由耐高溫絕緣材料承托于爐體內(nèi)部，爐壁與加熱部分的空氣填充隔熱材料。測(cè)溫電偶5與感應(yīng)線圈3通過(guò)電纜與電控柜14相連。感應(yīng)線圈可以使石墨纟甘禍中的物料快速達(dá)到特定的熱解溫度。所述的物料纟甘禍4為石墨樹(shù)禍，可以被感應(yīng)線圈3加熱來(lái)提供熱解所需的熱量。所述的感應(yīng)線圈3采用異形紫銅管繞制，最高可以加熱到1000°C。所述的隔熱材料2采用陶瓷纖維氈。所述的測(cè)溫電偶5采用鎢錸絲熱電偶。
[0028]可拆卸冷凝器8為分節(jié)桶狀結(jié)構(gòu)，每節(jié)焊接有單獨(dú)的冷卻液循環(huán)進(jìn)出管路與出油管。各冷凝器之間表面貼合，中間設(shè)置凹槽與膠圈。多級(jí)冷凝回收裝置分為多個(gè)溫度區(qū)段，可以實(shí)現(xiàn)分類收集不同冷凝溫度的熱解油。每一個(gè)溫度區(qū)段的冷凝器都可以單獨(dú)拆卸，便于清理和維護(hù)，也可以根據(jù)需要隨意增加或者減少冷凝塔的區(qū)段。每一個(gè)冷凝器8可以單獨(dú)通入循環(huán)冷卻液，圖1中的五個(gè)可拆卸冷凝器的循環(huán)冷卻液溫度設(shè)定為-5°C，-15°C, -40°C, _78°C和-78°C，位置由低到高，溫度逐漸降低。每一個(gè)冷凝器設(shè)置有油收集器。油收集器9為不銹 鋼材質(zhì)杯狀結(jié)構(gòu)，與出油管上的杯蓋結(jié)構(gòu)真空快速法蘭連接。油收集器9具有一定的傾斜度，可以將剛冷凝下來(lái)的熱解油直接收集起來(lái)。
[0029]真空管路10為不銹鋼管路，彎頭與管路等接頭均采用真空法蘭連接。真空管路
10、輕焦油過(guò)濾器11、無(wú)油真空泵12也由真空法蘭連接。氣體收集袋13與無(wú)油真空泵12由膠管連接。真空管路10上具有真空計(jì)、真空放氣閥和真空蝶閥，可以測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)真空度和控制加熱冷凝段與真空泵的聯(lián)通。所述的輕焦油過(guò)濾器11可以過(guò)濾熱解氣中未能冷卻的輕質(zhì)焦油，保證無(wú)油真空泵12的使用壽命。所述的無(wú)油真空泵12可以達(dá)到極限真空度為低于50Pa，可以將熱解氣直接排入氣體收集袋13?；厥盏臒峤鈿饪梢灾苯幼鳛槿?xì)馐褂谩?br> [0030]本發(fā)明廢舊液晶面板液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置裝置的具體工作過(guò)程是:
[0031]①將一定量的物料加入到物料坩堝4中，利用移動(dòng)平臺(tái)7，將爐體運(yùn)送到回收冷凝裝置下方。之后利用升降桿6將爐體I提升至與回收冷凝裝置緊密結(jié)合，之后利用螺栓固定。
[0032]②關(guān)閉真空放氣閥，開(kāi)啟無(wú)油真空泵12和真空管路10上的真空蝶閥。等待電控柜14上的真空讀數(shù)顯示50Pa以下時(shí)，連接氣體收集袋13，打開(kāi)冷凝器8的循環(huán)水。
[0033]③打開(kāi)加熱裝置，進(jìn)行快速熱解。冷凝下來(lái)的熱解油被收集到油收集器9中，熱解氣被收集到氣體收集袋13中。[0034]④等待30分鐘熱解完全之后，首先取下熱解氣收集袋13，之后關(guān)閉真空管路10上的真空蝶閥，再關(guān)閉無(wú)油真空泵12。然后用真空放氣閥使?fàn)t內(nèi)的氣壓恢復(fù)到大氣壓，并關(guān)閉冷凝液循環(huán)系統(tǒng)。取下油收集器9，倒出熱解油并儲(chǔ)存。
[0035]⑤打開(kāi)鎖定爐體I的螺栓，操作升降桿6和移動(dòng)平臺(tái)7使?fàn)t體離開(kāi)回收冷凝裝置下方，之后取出物料坩堝4，并換下一批物料。
[0036]⑥重復(fù)上述步驟。
[0037]經(jīng)試驗(yàn)表明，本發(fā)明可以在真空度低于50Pa，升溫速率大于100°C /min時(shí)，在200~300°C之間這個(gè)較低的溫度下，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的快速熱解，并使熱解油的產(chǎn)率最大化，達(dá)到節(jié)約能源提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的效果。且由于每一級(jí)的冷凝溫度是獨(dú)立的，可以分類收集不同分子量的輕質(zhì)油 和重油，達(dá)到一次收集后，直接利用的效果。在滿足系統(tǒng)真空要求的同時(shí)，完成熱解氣的回收。
【權(quán)利要求】
1.一種廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，特征在于其構(gòu)成包括加熱裝置、多級(jí)冷凝回收裝置和真空裝置； 所述的加熱裝置包括爐體(1)、隔 熱材料(2)、感應(yīng)線圈(3)、物料坩堝(4)、測(cè)溫電偶(5)、具有升降桿(6)的移動(dòng)平臺(tái)(7)和電控柜(14);所述的爐體(1)頂部設(shè)置有密封圈，且與所述的多級(jí)冷凝回收裝置的下底面密封接觸，所述的爐體通過(guò)具有升降桿(6)的移動(dòng)平臺(tái)(7)實(shí)現(xiàn)與多級(jí)冷凝回收裝置結(jié)合與脫離；所述的感應(yīng)線圈(3)、物料坩堝(4)和測(cè)溫電偶5由隔熱材料(2)承托于爐體(1)內(nèi)部，測(cè)溫電偶(5)和感應(yīng)線圈(3)通過(guò)電纜與外部的電控柜(14)連接； 所述的多級(jí)冷凝回收裝置由多個(gè)可拆卸的冷凝器(8)和多個(gè)油收集器(9)組成，每個(gè)冷凝器(8)均設(shè)有冷卻液循環(huán)進(jìn)出管路和出油管，每個(gè)冷凝器(8)依次連接，所述的油收集器(9)與所述的冷凝器(8)的出油管相連接； 所述的真空裝置包括真空管路(10)、輕焦油過(guò)濾器(U)、無(wú)油真空泵(12)和氣體收集袋(13);所述的真空管路(10) —端與多級(jí)冷凝回收裝置的頂部連接，另一端依次經(jīng)所述的輕焦油過(guò)濾器(11)和無(wú)油真空泵(12)與所述的氣體收集袋(13)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的物料坩堝(4)為石墨坩堝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)線圈(3)采用異形紫銅管繞制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的隔熱材料(2)為陶瓷纖維氈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的測(cè)溫電偶(5)為鎢錸絲熱電偶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的冷凝器(8)由低到高依次連接，且溫度逐漸降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的油收集器(9)傾斜地固定在冷凝器的下部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊液晶面板中液晶與偏光膜的一體式真空熱解回收裝置，其特征在于，所述的真空管路(10)上設(shè)有真空計(jì)、真空放氣閥和真空蝶閥，用于測(cè)量實(shí)時(shí)真空度和控制加熱冷凝段與真空泵的聯(lián)通。
【文檔編號(hào)】C10B53/00GK103923669SQ201410129726
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】許振明, 馬恩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)