一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置.pdf

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1、10申请公布号CN102009058A43申请公布日20110413CN102009058ACN102009058A21申请号201010294162222申请日20100927B09B3/00200601B09B5/00200601C08J11/1020060171申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号北航72发明人沈志刚麻树林蔡楚江张晓静李超孙志兴邢玉山74专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司11232代理人王顺荣唐爱华54发明名称一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置57摘要一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，该装置从A引风机至液体除尘。

2、器之间顺次连接为电加热器、流化床反应器、中低温热管换热器I、第一、二级旋风分离器、高温热管换热器、中频加热器、中低温热管换热器II、B引风机，中低温热管换热器I安装在流化床反应器的上部，在中频加热器的入、出口端的管道中装有高温热管换热器，在高温热管换热器的下游管道中增加一个中低温热管换热器II，其出口端与B引风机的入口端连接。该工艺是废印刷电路板在流化床中高温燃烧，通过热管换热器进行能量利用，再通过二级旋风分离器获得玻璃纤维并将气体产物在中频加热器中进行高温分解；最后再除尘处理。本发明有力地促进了资源再利用和节能降耗。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页。

3、说明书7页附图2页CN102009058A1/1页21一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，该装置由A引风机1、B引风机8、电加热器2、中频加热器3、进料器4、流化床反应器5、第一级旋风分离器6、第二级旋风分离器7、液体除尘器9、中低温热管换热器I10、高温热管换热器11、中低温热管换热器II12、管道13、管道14、管道15、管道16、管道17、管道18、管道19组成，它们之间的位置连接关系是A引风机1的输出端与电加热器2的入口端连接，电加热器2的出口端与流化床反应器5的入口端连接；进料器4安装在流化床反应器5上，流化床反应器5的出口端与第一级旋风分离器6的A端通过管道13连接；。

4、第一级旋风分离器6的B端与第二级旋风分离器7的A端通过管道14连接，第一级旋风分离器6的C端输出A级成品；第二级旋风分离器7的B端与中频加热器3的入口端通过管道15连接，第二级旋风分离器7的C端输出B级成品；B引风机8的出口端通过管道19连接在液体除尘器9的入口端上，液体除尘器9的排气口端用于排出符合环境要求的气体；其特征在于中低温热管换热器I10安装在流化床反应器5的上部，中低温热管换热器I10的进水管道与流化床反应器5连接，中低温热管换热器I10的出水管道也与流化床反应器5连接；在中频加热器3的入口端的管道15中装有高温热管换热器11，在中频加热器3的出口端的管道16中装有高温热管换热器1。

5、1；在高温热管换热器11的下游管道17中增加一个中低温热管换热器II12，其进水与管道17连接，出水也与管道17连接；中低温热管换热器II12的出口端与B引风机8的入口端通过管道18连接。2根据权利要求1一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其特征在于中低温热管换热器I10是气体流过压力损失小于1KPA的商用热管换热器。3根据权利要求1一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其特征在于高温热管换热器11是气体流过压力损失小于1KPA的商用热管换热器。4根据权利要求1一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其特征在于中低温热管换热器II12是气体流过压力损失小于1。

6、KPA的商用热管换热器。5根据权利要求1一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其特征在于流化床反应器5是双层保温壳体。6根据权利要求1一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其特征在于管道13管道19是直径为200500毫米的管道。权利要求书CN102009058A1/7页3一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置技术领域0001本发明属于废印刷电路板的回收处理与再利用的技术领域，具体涉及一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置。背景技术0002印刷电路板是电子产品的重要组成部分。但是，随着当前电子产品更新换代的速度加快，也产生了大量的电子垃圾，废印刷电路。

7、板的数量也随之增加，如何有效地对废印刷电路板进行资源化回收处理，已经成为当前关系到我国经济、社会和环境发展所面临的一个新课题。0003废印刷电路板的物理回收处理方法是目前被广泛采用的环保方法，回收得到的金属材料再利用技术已经很成熟。但采用这种处理方法在回收金属材料的同时，还会产生大量的非金属材料，这些非金属材料主要为玻璃纤维和树脂的混合材料。这种非金属材料如果不能被再利用，它不但会导致资源的浪费，而且还会对环境造成有害影响。目前，在浙江温岭一带，已经出现了废印刷电路板非金属材料象山一样堆积在野外，由于不知道怎么利用，这种山变得有越堆越多的趋势，对当地的环境造成了很大的影响；在广东清远的很多公路。

8、边上，随处可见这种非金属材料垃圾堆，这对广东的北江构成了严重的污染威胁。0004对经粉碎处理后的废印刷电路板中的非金属材料进行提取玻璃纤维和能量利用的一体化技术，可以有力地推动和促进废印刷电路板非金属材料的高效再利用。0005本申请人于2008年9月24日递交了申请号为2008102229626，名称为“从废印刷电路板的非金属材料中提取玻璃纤维的装置及工业化生产工艺”的专利申请，其生产装置图见图1所示。该专利申请所述的装置，在生产过程中所产生的热量都白白地散失掉了，很是浪费。本专利申请所提供的技术方案，是在提取玻璃纤维的同时，再进行能量的利用，即提供一种从废印刷电路板非金属材料中提取玻璃纤维与。

9、能量利用的一体化技术。0006目前，尚没有把废印刷电路板非金属材料作为能量利用的报道。由于废印刷电路板非金属材料中含有3050的树脂其余主要为玻璃纤维，其热值与煤相当。因此，在提取玻璃纤维的同时，再进行废印刷电路板非金属材料能量利用的一体化技术，是一种很有发展前途的方法或工艺。发明内容00071、目的本发明的目的是提供一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其工作流程是首先，废印刷电路板非金属材料在流化床中进行高温热分解和燃烧，通过热管换热器将多余的热能进行能量回收利用，再通过二级旋风分离器进行多级分离获得玻璃纤维；然后将气体产物在中频加热器中进行高温分解，然后余热回收利用；最后，利。

10、用碱液进行除尘等处理。说明书CN102009058A2/7页40008采用本发明的从废印刷电路板非金属材料中进行玻璃纤维的提取与能量利用的一体化技术及其工艺，可以实现废印刷电路板非金属材料的高附加值回收再利用。00092、技术方案00101基本思路第一，废印刷电路板非金属材料主要由树脂和玻璃纤维等组成，树脂在300700时，会发生分解，产生可燃气体和固体颗粒材料等，可燃气体在高温下燃烧，因此，在一定温度下，这种分解和燃烧会自持连续进行，从而可以通过这一过程获得玻璃纤维等固体颗粒，也可以通过热管换热获得能量；第二，用流化床技术，实现上述热分解和燃烧反应；第三，热分解和燃烧初始能量的提供，本发明是。

11、通过电加热器把空气加热来提供初始能量，也可以用其他方法提供初始能量，比如天然气等；第四，玻璃纤维等固体颗粒的收集，本发明通过二级旋风分离器收集，也可以用三级旋风分离器收集；第五，分解和燃烧余气的高温处理，900以上可以使二恶英完全分解，本发明采用中频加热器进行高温处理，也可以采用其他高温方法处理，比如高频加热器等；第六，能量利用，流化床分解和燃烧余气温度约300700以上，高温中频加热器出来的温度约900以上，以及尾气的快速降温处理，通过热管换热技术可以使能量利用获得最佳效果；第七，能量利用所用热管换热器，其气体通过的压力损失不能大于1KPA；第八，液体除尘技术，排放尾气通过液体除尘技术，即排。

12、放尾气通过与液体充分作用，使固体颗粒留在液体中，而把作用后的气体排到大气中，并满足环保要求。00112一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，该装置由A引风机1、B引风机8、电加热器2、中频加热器3、进料器4、流化床反应器5、第一级旋风分离器6、第二级旋风分离器7、液体除尘器9、中低温热管换热器I10、高温热管换热器11、中低温热管换热器II12、管道13、管道14、管道15、管道16、管道17、管道18、管道19组成，它们之间的位置连接关系是A引风机1的输出端与电加热器2的入口端连接，电加热器2的出口端与流化床反应器5的入口端连接；进料器4安装在流化床反应器5上，流化床反应器5的出。

13、口端与第一级旋风分离器6的A端通过管道13连接；第一级旋风分离器6的B端与第二级旋风分离器7的A端通过管道14连接，第一级旋风分离器6的C端输出A级成品；第二级旋风分离器7的B端与中频加热器3的入口端通过管道15连接，第二级旋风分离器7的C端输出B级成品；B引风机8的出口端通过管道19连接在液体除尘器9的入口端上，液体除尘器9的排气口端用于排出符合环境要求的气体；其特征在于中低温热管换热器I10安装在流化床反应器5的上部，中低温热管换热器I10的进水管道与流化床反应器5连接，中低温热管换热器I10的出水管道也与流化床反应器5连接；在中频加热器3的入口端的管道15中装有高温热管换热器11，在中频。

14、加热器3的出口端的管道16中装有高温热管换热器11；在高温热管换热器11的下游管道17中增加一个中低温热管换热器II12，其进水与管道17连接，出水也与管道17连接；中低温热管换热器II12的出口端与B引风机8的入口端通过管道18连接。00123工艺本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置其生产工艺包括有如下步骤0013第一步将粒度为053MM的石英砂置于流化床反应器5的进气口，静止说明书CN102009058A3/7页5时石英砂厚度为2001000MM。0014第二步通过A引风机1把空气引入电加热器2中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器5；热气流的温度为400700。00。

15、15第三步将粒度为10500M的废印刷电路板非金属材料通过进料器4输送至流化床反应器5内；进料器4的输送速度为50010000KG/H。0016第四步在400700热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器5内处于完全混合流化状态；并且400700热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解和燃烧处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器6中。所述气体产物为二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、水蒸汽、二恶英类等物质。所述固体产物为玻璃纤维等。0017第五步废印刷电路板非金属材料在流化床反应器5内热分解反应和燃烧，将放出热量，该热量通过中低温热管换热器I10进行。

16、再利用，把能量通过水输送出去，即进来的是冷水，出去的是热水，也可以是蒸汽，这个热能可以用于生产热水，也可以作为蒸汽源等再利用。0018第六步气体产物和固体产物在第一级旋风分离器6中分离出A级成品；A级成品主要为玻璃纤维，其粒度为10500M。第一级旋风分离器6的出料量为总固体产物出料量的7090。0019第七步经第一级旋风分离器6输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器7中分离出B级成品；B级成品主要为玻璃纤维，其粒度为1100M；第二级旋风分离器7的出料量为总固体产物出料量的325。0020第八步经第二级旋风分离器7后的气体产物采用中频加热器3也可以用高频加热器加热至9001200后形成热。

17、气体产物；在中频加热器3出口管道16中和进口管道15中增加一个高温热管换热器11，即由中频加热器3出来的高温气体9001200通过高温热管换热器11，使进入中频加热器3的气体温度可以提高到约400600，这样就极大地减少了加热进入中频加热器3气体的能量。0021第九步从管道17出来的气体温度约500700，在管道17中再增加一个中温热管换热器II12，通过热量交换，使管道18中的气体温度迅速下降到200以下，而通过热量交换得到的热水或蒸汽可以作为能源再利用。0022第十步由B引风机8将余气送入液体除尘器9中；热气体产物在液体除尘器9中进行冷却碱液吸收除尘处理后，使气体产物中的CO2、HBR与碱。

18、液发生反应形成NA2CO3、NABR溶解于碱液中，含尘气体与碱液作用使尘粒留在碱液中，同时产生的尾气被释放到空气中，并满足环保要求。00233、优点及功效本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的优点在于1、提取玻璃纤维与能量利用同时进行，有力地促进了资源再利用率；2、石英砂蓄热量大，石英砂与废印刷电路板中的非金属粉在流化床中处于完全混合流化状态，因而避免了急冷急热现象，使非金属粉热分解反应速度快且稳定，易于控制，并易于实现自动化。3、旋风分离后的气体产物经中频加热器后形成了9001200的热气体产物，有利于对气体产物中的有害气体二恶英类物质进行分解，实现对二恶英类物质的无害化处理。4。

19、、采用热管换热器对500700的热气体产物进行急冷至200以下，防止了说明书CN102009058A4/7页6二恶英类物质在250450再度合成，使得排放出的气体符合环保标准。5、在电加热器与旋风分离器之间安装流化床反应器，有利于废印刷电路板中的非金属粉的热分解，且流化床反应器构造简单，没有机械运动部件，故耐久性好，使用寿命长。附图说明0024图1是申请号为2008102229626从废印刷电路板的非金属材料中提取玻璃纤维的工业化生产装置示意图。0025图2是本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置示意图。0026图3是本发明装置内气流压强变化图。0027图中符号说明如下1A引风。

20、机2电加热器3中频加热器4进料器5流化床反应器6第一级旋风分离器7第二级旋风分离器8B引风机9液体除尘器10中低温热管换热器I11高温热管换热器12中低温热管换热器II13管道1314管道1415管道1516管道1617管道1718管道1819管道190028P1电加热器入口风压P2流化床反应器出口风压P3第一级旋风分离器的B端风压0029P4第二级旋风分离器的B端风压P5B引风机入口的气体风压具体实施方式0030下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。0031参见图2所示，一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，该装置由A引风机1、B引风机8、电加热器2、中频加热器3、进料器4、。

21、流化床反应器5、第一级旋风分离器6、第二级旋风分离器7、液体除尘器9、中低温热管换热器I10、高温热管换热器11、中低温热管换热器II12、管道13、管道14、管道15、管道16、管道17、管道18、管道19组成。它们之间的位置连接关系是0032A引风机1的输出端与电加热器2的入口端连接，电加热器2的出口端与流化床反应器5的入口端连接。0033进料器4安装在流化床反应器5上，流化床反应器5的出口端与第一级旋风分离器6的A端通过管道13连接。0034中低温热管换热器I10安装在流化床反应器5的上部，中低温热管换热器I10的进水管道与流化床反应器5连接，中低温热管换热器I10的出水管道也与流化床反。

22、应器5连接。0035第一级旋风分离器6的B端与第二级旋风分离器7的A端通过管道14连接，第一级旋风分离器6的C端输出A级成品；0036第二级旋风分离器7的B端与中频加热器3的入口端通过管道15连接，第二级旋风分离器7的C端输出B级成品。0037在中频加热器3的入口端的管道15中装有高温热管换热器11，在中频加热器3的出口端的管道16中装有高温热管换热器11。0038在高温热管换热器11的下游管道17中增加一个中低温热管换热器II12，其进水与管道17连接，出水也与管道17连接。说明书CN102009058A5/7页70039中低温热管换热器II12的出口端与B引风机8的入口端通过管道18连接。。

23、0040B引风机8的出口端通过管道19连接在液体除尘器9的入口端上，液体除尘器9的排气口端用于排出符合环境要求的气体。所述液体除尘器9中放置有碱液，该碱液是210MOL/L的NAOH水溶液。0041其中，所述中低温热管换热器I10是气体流过压力损失小于1KPA的商用热管换热器；0042所述高温热管换热器11是气体流过压力损失小于1KPA的商用热管换热器；0043所述中低温热管换热器II12是气体流过压力损失小于1KPA的商用热管换热器；0044所述管道1319是直径为200500毫米的管道；0045所述流化床反应器5是双层保温壳体。0046本发明一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置。

24、其生产工艺包括下列步骤0047第一步将粒度为053MM的石英砂置于流化床反应器5的进气口，静止时石英砂厚度为2001000MM。0048第二步通过A引风机1把空气引入电加热器2中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器5。热气流的温度为400700；A引风机1的气体流量为30010000M3/H，采用风压为1100KPA高压风机。0049第三步将粒度为10500M的废印刷电路板非金属材料通过进料器4输送至流化床反应器5内；进料器4的输送速度为50010000KG/H。0050第四步在400700热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器5内处于完全混合流化。

25、状态；并且400700热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解和燃烧处理，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器6中。所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类等物质；所述固体产物为玻璃纤维等。0051在本发明中，第四步的处理是对流化床反应器5中的废印刷电路板非金属材料在高温含氧气氛热气流中，热气流中的氧气将与废印刷电路板非金属材料中的树脂发生热分解反应和燃烧，使树脂生成气体产物，从而得到玻璃纤维固体产物从旋风分离器中分离出来。0052在本发明中，石英砂是流化床中的蓄热体和载热体，在高压热气流的作用下使废印刷电路板非金属材料与石英砂处于完全混合流化状态，因此废印刷电路板非金属材料与热气流之。

26、间传热和传质速率高，提高废印刷电路板非金属材料的热分解效率，通过调节引风机的风量气体流量和风压，使石英砂在流化临界面下方一直处于完全流化状态，不进入第一级旋风分离器6中，从而只有流化床反应器5中热分解后的气体产物和固体产物进入第一旋风分离器6进行分离处理。0053第五步废印刷电路板非金属材料在流化床反应器5内热分解和燃烧，将放出热量，该热量通过中低温热管换热器I10进行再利用，把能量通过水输送出去，即进来的是冷水，出去的是热水，也可以是蒸汽，这个热能可以用于生产热水，也可以作为蒸汽源等再利用。说明书CN102009058A6/7页80054第六步气体产物和固体产物在第一级旋风分离器6中分离出A。

27、级成品；A级成品即为玻璃纤维，其粒度为10500M；第一级旋风分离器6的C端的出料量为总固体产物出料量的8095。0055第七步经第一级旋风分离器6输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器7中分离出B级成品；B级成品即为玻璃纤维，其粒度为1100M；第二级旋风分离器7的C端的出料量为总固体产物出料量的520。0056在本发明中，总固体产物出料量等于第一级旋风分离器6的C端输出的A级成品与第二级旋风分离器7的C端输出的B级成品之和。0057第八步经第二级旋风分离器7后的气体产物采用中频加热器3加热至9001200后形成热气体产物；在中频加热器3出口管道16和进口管15中增加一个高温热管换热器1。

28、1，即由中频加热器3出来的高温气体9001200通过高温热管换热器11，使进入中频加热器3的气体温度可以提高到约400600，这样就极大地减少了加热进入中频加热器3气体的能量。0058第九步从管道17出来的气体温度约500700，再在该管道中增加一个中低温热管换热器12，通过热量交换，使管道中的气体温度迅速下降到200以下，而通过热量交换得到的热水或蒸汽可以作为能源再利用。0059第十步由B引风机8将余气送入液体除尘器9中；气体产物在液体除尘器9中进行急冷碱液吸收除尘处理后，使气体产物中的CO2、HBR与碱液发生反应形成NA2CO3、NABR溶解于碱液中，含尘气体与碱液作用使尘粒留在碱液中，同。

29、时产生的尾气被释放到空气中，并满足环保要求。0060参见图3所示，为了对本发明的工业化生产工艺上的输入风压、输出风压进行量级的控制与调节，设定了如下性能参数0061电加热器2入口的气体流量为30010000M3/H即是A引风机1输出的风量，风压为P11100KPA；0062流化床反应器5出口的气体流量为30010000M3/H，风压为P2，则P202095P1；0063第一级旋风分离器6的B端的气体流量为30010000M3/H，风压为P3，则P302095P2；0064第二级旋风分离器7的B端的气体流量为30010000M3/H，风压为P4，则P402095P3；0065B引风机8入口的气体。

30、流量为30010000M3/H，风压为P5，则P502095P4。0066实施例0067采用如图2所示的装置，一种从废印刷电路板中提取玻璃纤维和能量利用的装置，其工艺为0068第一步将粒度为051MM的石英砂置于流化床反应器5的进气口，静止时石英砂厚度为400MM。0069第二步通过A引风机1把空气引入电加热器2中进行加热处理形成热气流输出给流化床反应器5；热气流的温度为600；A引风机1的气体流量为1000M3/H，风压说明书CN102009058A7/7页9为P19KPA。0070第三步将粒度为10300M的废印刷电路板非金属材料通过进料器4输送至流化床反应器5内；进料器4的输送速度为10。

31、0KG/H。0071第四步在600热气流的作用下使第一步放置的石英砂、第三步的废印刷电路板非金属材料在流化床反应器5内处于完全混合流化状态；并且600热气流对废印刷电路板非金属材料进行热分解处理和燃烧，获得气体产物和固体产物输出给第一级旋风分离器6中；流化床反应器5出口端的气体流量为1000M3/H，风压P27KPA；所述气体产物为二氧化碳、水蒸汽、二恶英类等物质；所述固体产物为玻璃纤维和碳酸钙。0072第五步废印刷电路板非金属材料流化床反应器5内燃烧热分解反应，将放出热量，该热量通过中低温热管换热器I10进行再利用，把能量通过水进行换热输送出去，即进来的是冷水约10，出去的是热水约70100。

32、，也可以是蒸汽100。0073第六步气体产物和固体产物在第一级旋风分离器6中分离出A级成品；A级成品即为玻璃纤维，其粒度为10300M；第一级旋风分离器6的C端的出料量为总固体产物出料量的90；第一级旋风分离器6的B端的气体流量为1000M3/H，风压P36KPA；0074第七步经第一级旋风分离器6输出的气体产物和固体产物在第二级旋风分离器7中分离出B级成品；B级成品即为玻璃纤维，其粒度为1100M；第二级旋风分离器7的C端的出料量为总固体产物出料量的10；第二级旋风分离器7的B端的气体流量为1000M3/H，风压P45KPA。0075第八步经第二级旋风分离器7后的气体产物采用中频加热器3加热。

33、至1000后形成热气体产物；高温热管换热器11通过换热，使进入中频加热器3的气体温度升高500，同时，使从中频加热器3中出来的温度降低600，即出口气体温度约600。0076第九步从高温热管换热器11出来的气体温度约600，经过中低温热管换热器II12，通过热量交换，使管道中的气体温度迅速下降到200以下，而通过热量交换得到的热水或蒸汽可以作为能源再利用，即进来的是冷水约10，出去的是热水约70100，也可以是蒸汽100。0077第十步由B引风机8将余气送入液体除尘器9中；热气体产物在液体除尘器9中进行急冷碱液吸收除尘处理后，使气体产物中的CO2、HBR与碱液发生反应形成NA2CO3、NABR溶解于碱液中，含尘气体与碱液作用使尘粒留在碱液中，同时产生的尾气被释放到空气中。尾气不含有害气体，如二恶英类物质的气体。满足环保要求。所述碱液是6MOL/L的NAOH水溶液。B引风机8入口的气体流量为1000M3/H，风压P515KPA。说明书CN102009058A1/2页10图1图2说明书附图CN102009058A2/2页11图3说明书附图。