本發(fā)明屬于垃圾熱解
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置及熱解方法。
背景技術(shù)：
：近年來，各種電子產(chǎn)品日新月異，且新舊更替越來越快，由此而產(chǎn)生的電子垃圾正以指數(shù)級的增長。其含有的重金屬元素會嚴重的污染環(huán)境，電子垃圾如果處理不當就會產(chǎn)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(cè)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(xiàn)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(yīng)器，現(xiàn)有的電子垃圾熱解反應(yīng)器多采用熱重實驗設(shè)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(yīng)器、氮氣瓶以及氣體收集袋等，其中電阻爐提供熱源，其內(nèi)部有一個空間，熱解反應(yīng)器為一個圓柱形容器，物料便放入熱解反應(yīng)器中。熱解實驗時，首先把裝有物料的熱解反應(yīng)器放入到電阻爐內(nèi)，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(chǎn)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(jié)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(guān)閉儀器。上述固定床熱解實驗方法，熱解工藝復(fù)雜，能耗較高，且不能實現(xiàn)連續(xù)進出料的，相應(yīng)的也不能實現(xiàn)物料連續(xù)熱解。此外,現(xiàn)有技術(shù)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(gòu)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(gòu)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(gòu)成的熱風制造部分；由低壓余熱鍋爐構(gòu)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(gòu)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(fù)雜，且同樣存在不能實現(xiàn)連續(xù)進出料的問題。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進一步的改進和提高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置及熱解方法，所述熱解裝置能夠?qū)崿F(xiàn)物料的連續(xù)進出，熱解效率高，節(jié)能效果顯著。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置，包括電子垃圾熱解反應(yīng)器和蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)，所述電子垃圾熱解反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體和物料熱解組件，物料熱解組件橫穿反應(yīng)器殼體，且物料熱解組件的兩個末端均裸露在反應(yīng)器殼體的外部；所述蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)包括用于產(chǎn)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(yīng)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。所述物料熱解組件包括錐形螺旋殼體和設(shè)置在錐形螺旋殼體內(nèi)的錐形推進螺旋，錐形螺旋殼體自反應(yīng)器殼體一側(cè)穿入并延伸穿過反應(yīng)器殼體的另一側(cè)，錐形螺旋殼體的兩個末端分別裸露在反應(yīng)器殼體的外部，錐形螺旋殼體上設(shè)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(yīng)器殼體的兩側(cè)，渣料出口和油氣出口位于反應(yīng)器殼體的同側(cè)；錐形推進螺旋包括螺旋軸和沿螺旋軸的軸向設(shè)置的螺旋葉片，螺旋葉片與螺旋軸同軸轉(zhuǎn)動，螺旋軸的一端伸出錐形螺旋殼體，螺旋葉片的整體長度與錐形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(yīng)器殼體的左右兩側(cè)，兩個燃燒室分別對應(yīng)連接煙氣通道的兩側(cè)；與兩套換向閥、蓄熱室、燃燒室相對應(yīng)，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(cè)交替進行燃燒-排煙氣。所述蓄熱室內(nèi)設(shè)置有蓄熱體，蓄熱體為陶瓷球或陶瓷蜂窩體。所述錐形螺旋殼體由耐熱鋼制成，錐形螺旋殼體的厚度為5～8mm。所述物料進口位于錐形螺旋殼體的左上部，渣料出口位于錐形螺旋殼體的右下部，油氣出口位于錐形螺旋殼體的右上部；錐形螺旋殼體從其左端到其右端，其直徑逐漸增大；錐形推進螺旋從其左端到其右端，其直徑逐漸增大。所述反應(yīng)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(fā)明還公開了一種利用上述的錐形螺旋蓄熱式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(tǒng)：蓄熱式燃燒裝置的兩側(cè)一側(cè)為燃燒側(cè)，一側(cè)為排煙側(cè)，開啟燃燒側(cè)的空氣管支線，空氣經(jīng)燃燒側(cè)的空氣管支線、換向閥、蓄熱室進入燃燒室，然后開啟燃燒側(cè)的燃氣管支線，燃氣經(jīng)燃氣管支線進入燃燒側(cè)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(cè)的燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生煙氣，煙氣進入反應(yīng)器殼體內(nèi)的煙氣通道并給錐形螺旋殼體加熱，之后煙氣經(jīng)煙氣通道進入排煙側(cè)的燃燒室，并依次經(jīng)排煙側(cè)的蓄熱室、換向閥、煙氣管支線排放至外部環(huán)境空間；經(jīng)過一個換向周期后，兩側(cè)換向閥換向，燃燒側(cè)變?yōu)榕艧焸?cè)，排煙側(cè)變?yōu)槿紵齻?cè)，如此周而復(fù)始，兩側(cè)交替燃燒/排煙；步驟2，物料熱解：待蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)穩(wěn)定之后，錐形螺旋殼體被加熱至600～700℃，此時便可在物料進口放入電子垃圾物料，物料進入到錐形螺旋殼體之后，在錐形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(chǎn)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(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為：1、利用本發(fā)明中的錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)進出物料，物料在熱解反應(yīng)器內(nèi)被平鋪，與錐形螺旋殼體充分接觸，高溫錐形螺旋殼體通過輻射和導(dǎo)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錐形推進螺旋逐漸向前推進，實現(xiàn)了邊熱解邊推進的功能。2、本發(fā)明中的推進螺旋和螺旋殼體均設(shè)計為錐形，在物料進口位置推進螺旋和螺旋殼體的直徑較小，隨著物料向前推進，推進螺旋和螺旋殼體的直徑逐漸變大，直至渣料出口位置推進螺旋和螺旋殼體的直徑最大，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計方便了物料向前推進，且隨著物料邊向前推進邊熱解，熱解氣生成量也逐漸增加，且推進螺旋和螺旋殼體的直徑逐漸變大，方便了熱解氣體的順利排出。3、本發(fā)明利用蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)作為熱解反應(yīng)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(yù)熱到高溫，使燃燒更加穩(wěn)定，燃燒效率更高。4、本發(fā)明的蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)與熱解反應(yīng)器連接在一起組成錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進出物料、物料被連續(xù)的快速充分熱解以及高效節(jié)能等功能。附圖說明圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置的熱解反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，10、錐形推進螺旋11、物料進口12、渣料出口13、油氣出口14、錐形螺旋殼體15、反應(yīng)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(tǒng)20-1、左側(cè)燃燒室20-2、右側(cè)燃燒室21-1、左側(cè)蓄熱室21-2、右側(cè)蓄熱室22-1、左側(cè)換向閥22-2、右側(cè)換向閥23、燃氣管線23-1、左側(cè)燃氣管支線23-2、右側(cè)燃氣管支線24、空氣管線24-1、左側(cè)空氣管支線24-2、右側(cè)空氣管支線25、煙氣管線25-1、左側(cè)煙氣管支線25-2、右側(cè)煙氣管支線具體實施方式下面詳細描述本發(fā)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(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。如圖1至圖2所示，一種錐形螺旋蓄熱式燃氣電子垃圾熱解裝置，包括電子垃圾熱解反應(yīng)器和蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)20：所述電子垃圾熱解反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體15、錐形螺旋殼體14和設(shè)置在錐形螺旋殼體14內(nèi)的錐形推進螺旋10，反應(yīng)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(yōu)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(yīng)器殼體15上開設(shè)有供錐形螺旋殼體14穿過的通孔18，錐形螺旋殼體14自反應(yīng)器殼體15一側(cè)穿入并延伸穿過反應(yīng)器殼體15的另一側(cè)，錐形螺旋殼體14的左右端分別裸露在反應(yīng)器殼體15的外部，錐形螺旋殼體14上設(shè)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位于錐形螺旋殼體14的左上部，渣料出口12位于錐形螺旋殼體14的右下部，油氣出口13位于錐形螺旋殼體14的右上部；錐形螺旋殼體14從其左端到其右端，其直徑逐漸增大；錐形推進螺旋10從其左端到其右端，其直徑逐漸增大；所述錐形螺旋殼體14由高溫耐熱鋼制成，能夠承受1000℃以上的高溫，錐形螺旋殼體14的厚度為5～8mm；所述錐形推進螺旋10包括螺旋軸和沿螺旋軸的軸向設(shè)置的螺旋葉片，螺旋葉片與螺旋軸同軸轉(zhuǎn)動，螺旋軸的左端伸出錐形螺旋殼體14后與外部電機相連，螺旋葉片的整體長度與錐形螺旋殼體14的長度相同；錐形推進螺旋10在外部電機的帶動下以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，物料進入到熱解反應(yīng)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(chǎn)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(tǒng)20包括用于產(chǎn)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(yīng)器殼體15和錐形螺旋殼體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。所述蓄熱式燃燒裝置包括：左側(cè)燃燒室20-1、左側(cè)蓄熱室21-1、左側(cè)換向閥22-1、由燃氣管線23分支出的左側(cè)燃氣管支線23-1、由空氣管線24分支出的左側(cè)空氣管支線24-1、由煙氣管線25分支出的左側(cè)煙氣管支線25-1，其中，左側(cè)燃氣管支線23-1與左側(cè)燃燒室20-1相連通，左側(cè)空氣管支線24-1和左側(cè)煙氣管支線25-1均與左側(cè)換向閥22-1相連，左側(cè)換向閥22-1與左側(cè)蓄熱室21-1相連，左側(cè)蓄熱室21-1與左側(cè)燃燒室20-1相連。右側(cè)燃燒室20-2、右側(cè)蓄熱室21-2、右側(cè)換向閥22-2、由燃氣管線23分支出的右側(cè)燃氣管支線23-2、由空氣管線24分支出的右側(cè)空氣管支線24-2、由煙氣管線25分支出的右側(cè)煙氣管支線25-2，其中，右側(cè)燃氣管支線23-2與右側(cè)燃燒室20-2相連通，右側(cè)空氣管支線24-2和右側(cè)煙氣管支線25-2均與右側(cè)換向閥22-2相連，右側(cè)換向閥22-2與右側(cè)蓄熱室21-2相連，右側(cè)蓄熱室21-2與右側(cè)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(yīng)提供燃氣，由于采用高熱值燃氣，只需空氣單蓄熱即可穩(wěn)定燃燒，因此燃氣并未采用蓄熱方式進行預(yù)熱；煙氣管線25為煙氣排放管道，燃燒產(chǎn)物煙氣通過此管線排放至外部環(huán)境空間。所述換向閥用于空氣/煙氣換向，當一側(cè)處于燃燒狀態(tài)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(cè)處于排煙狀態(tài)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(huán)境空間。所述蓄熱室是空氣/煙氣換熱的媒介，蓄熱室內(nèi)的蓄熱體優(yōu)選陶瓷蜂窩體，當一側(cè)處于燃燒狀態(tài)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(cè)處于排煙狀態(tài)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(nèi)燃燒，生成的高溫煙氣再進入反應(yīng)器殼體15內(nèi)部，燃燒在燃燒室內(nèi)進行避免高溫火焰直接燒灼錐形螺旋殼體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(cè)交替進行燃燒-排煙氣。本發(fā)明通過下面步驟實現(xiàn)錐形螺旋蓄熱式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(tǒng)加熱過程：初始假設(shè)左側(cè)為燃燒側(cè)，右側(cè)為排煙側(cè)燃燒側(cè)：空氣通過空氣管支線24-1進入左側(cè)換向閥22-1，然后再進入左側(cè)蓄熱室21-1吸收熱量，最后進入左側(cè)燃燒室20-1與燃氣混合燃燒，燃燒產(chǎn)生高溫煙氣進入到反應(yīng)器殼體15內(nèi)的煙氣通道16，并給錐形螺旋殼體14加熱，之后煙氣經(jīng)煙氣通道16進入排煙側(cè)的燃燒室；排煙側(cè)：煙氣通道16內(nèi)的煙氣通過右側(cè)燃燒室20-2進入到右側(cè)蓄熱室21-2，右側(cè)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(cè)換向閥22-2，最后進入到煙氣管支線25-2排放到外部環(huán)境空間；經(jīng)過一個換向周期后，兩側(cè)換向閥換向，燃燒側(cè)變?yōu)榕艧焸?cè)，排煙側(cè)變?yōu)槿紵齻?cè)，如此周而復(fù)始，兩側(cè)交替燃燒/排煙。步驟2，物料熱解過程：等燃氣加熱系統(tǒng)穩(wěn)定之后，錐形螺旋殼體14被加熱到600-700℃，此時便可在物料進口11放入物料，物料進入到錐形螺旋殼體14之后，在錐形推進螺旋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(chǎn)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(fā)明采用類似原螺旋輸送機裝置作為物料熱解反應(yīng)器，物料邊熱解邊向前移動，實現(xiàn)了連續(xù)進出料和連續(xù)熱解；且創(chuàng)造性的引入蓄熱式燃氣燃燒加熱系統(tǒng)，為熱解裝置提供了一個高效穩(wěn)定的熱源。為進一步解釋該發(fā)明，給出下述具體實施例：蓄熱式燃氣加熱系統(tǒng)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(chǎn)生的熱解油氣為0.286Nm3/h，實現(xiàn)了連續(xù)進出物料，且熱解過程中，溫度持續(xù)保持在600℃-700℃，熱源穩(wěn)定性很好。對熱解后的固體殘留物進行檢測，發(fā)現(xiàn)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(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)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(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)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(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)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(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。當前第1頁1 2 3