一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统技术方案

本发明专利技术涉及垃圾热解技术领域，尤其是涉及一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统。该系统包括：原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统，其中，所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置；所述金属回收系统包括酸浸池和电解池；所述电子垃圾热解反应系统包括：电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却分离系统，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体；所述蓄热式燃气加热系统包括：蓄热式燃烧装置、烟气通道和烟道螺旋；所述冷却分离系统包括：间接换热装器和冷却塔。该系统具有热解效率高、连续进出料以及将电子垃圾分为有机质和金属部分分别处理回收，节能环保效果显著等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统
本专利技术涉及垃圾热解
，尤其是涉及一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统。
技术介绍
近年来，各种电子产品日新月异，且新旧更替越来越快，由此而产生的电子垃圾正以指数级的增长。其含有的重金属元素会严重的污染环境，电子垃圾如果处理不当就会产生二恶英等有毒有害气体造成二次污染。目前用于电子线路板的处理方法主要由机械物理法、冶金提取法、生物处理法和热解法等等，其中机械物理法、冶金提取法、生物处理法等主要侧重于电路板中金属的回收，采用热解法不仅能够回收线路板中的金属而且也能实现线路板中树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化。传统热解方式不能实现连续进出料，且热解工艺复杂、热解效率低、能耗较高。现有的电子垃圾热解反应器多采用热重实验设备，采用的装置为固定床热解实验装置，该装置主要包括电阻炉、热解反应器、氮气瓶以及气体收集袋等。其中电阻炉提供热源，其内部有一个空间，热解反应器为一个圆柱形容器，物料便放入热解反应器中。热解实验时，首先把装有物料的热解反应器放入到电阻炉内，然后打开氮气瓶通入氮气开始吹扫，吹扫足够时间后，电阻炉通电产生高温温度场，物料便开始热解，气袋开始收集气体，等气体不再生成时，实验结束，待炉体自然冷却至40℃，打开炉体，取出热解残余物，做称重及元素分析，最后关闭仪器。上述固定床热解实验方法，是不能实现物料连续进出的，相应的也不能实现物料连续热解，而本专利技术最关键的点就是采用螺旋推进方式的反应器，实现连续进出物料、连续热解，这样使得热解工艺更加简便快捷，且此种连续进出物料的热解工艺更易实现工业化。因此，如何设计一种高效、系统结构和工艺流程都简单的系统成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统。该系统具有热解效率高、连续进出料以及将电子垃圾分为有机质和金属部分分别处理回收，装置内的热源、压力、气氛稳定和节能效果显著等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提出了一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统，其中，所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置，用于将电子垃圾分选为金属部分和有机质部分；所述金属回收系统包括酸浸池和电解池，用于将分选得到的金属部分送入所述酸浸池中，向其中加入强酸溶液，金属被完全溶解后，剩余的不含金属部分经所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气干燥后，与所述的有机质部分混合，进入所述电子垃圾热解反应系统进行热解反应，金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入所述电解池中进行电解反应，回收金属铜；所述电子垃圾热解反应系统包括：电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却分离系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋,其中，所述螺旋壳体自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间形成密闭空间，所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟气通道；所述蓄热式燃气加热系统包括：用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置和用于输送热烟气的反应器壳体烟气通道，还包括用于改变烟气流向的烟道螺旋，所述蓄热式燃烧装置与所述反应器壳体烟气通道相连通，所述烟道螺旋安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间的所述烟气通道中，其沿所述螺旋壳体长度方向布置，且与所述反应器壳体等长度；所述冷却分离系统包括：间接换热器和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油的冷却塔；其中，所述间接换热器的入口与油气出口相连。专利技术人发现，根据本专利技术实施例的该系统，可实现连续进出物料，物料在热解反应器内被平铺，与螺旋壳体接触充分，高温螺旋壳体通过辐射和导热两种方式给物料加热，因此物料能够被充分快速的热解，且物料在热解过程中被推进螺旋逐渐向前推进，实现了边热解边推进的功能；本专利技术采用原料前端预处理的方法，将重金属脱除，利用螺旋蓄热式燃气加热系统作为热解反应器的热源，其燃料为高热值燃气（天然气、液化石油气等），由于采用了蓄热式燃烧方式，助燃空气被蓄热室预热到高温，从而实现了高效稳定燃烧。烟气通道内安装有烟道螺旋，使得烟气螺旋旋转流动，流场更加均匀，螺旋壳体被更均匀的加热，实现了连续进出物料、物料被连续的快速充分热解以及高效节能等功能，并且利用原料处理系统和金属回收系统，避免了重金属造成的严重污染，保护环境。根据本专利技术的实施例，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋壳体上设置有物料进口、油气出口、渣料出口，并且所述物料进口位于所述螺旋壳体右上部，所述油气出口位于所述螺旋壳体左上部，所述渣料出口位于所述螺旋壳体左下部；所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部，并且所述物料推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与所述螺旋轴同轴转动，所述螺旋轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋壳体相同。根据本专利技术的实施例，所述蓄热式燃烧装置包括空气管线、燃气管线、烟气管线、换向阀、蓄热室和燃烧室，所述空气管线和所述烟气管线分别与所述换向阀连接，所述换向阀与所述蓄热室相连，所述蓄热室与所述燃烧室相连。根据本专利技术的实施例，所述蓄热式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室以及2个换向阀，所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布置于所述反应器壳体的两侧，在正常工作时，所述蓄热式燃烧的两侧可交替进行燃烧-排烟气。根据本专利技术的实施例，所述螺旋壳体是耐热钢壳体,厚度是5-8mm，所述电解池中阳极材料为石墨，阴极材料为钛板、不锈钢板、铜板和纯金板，该电解池的电压范围为0.1-3V，电流密度为1-5A/dm2，电解池内温度为20-80℃，所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气温度为90-140℃，所述强酸溶液为浓硫酸或王水。根据本专利技术的实施例，所述反应器壳体的外部包裹有保温材料，所述保温材料是保温棉，且所述保温棉外用镀锌铁板包裹。根据本专利技术的实施例，所述烟道螺旋位于所述烟气通道内，用于改变烟气流向，让烟气沿着所述烟道螺旋旋转流动，使得烟气能更加均匀的加热所述螺旋壳体。根据本专利技术的实施例，所述热解气富含甲烷、氢气和一氧化碳的可燃性和还原性气体，其一部分用于所述加热系统原料燃气，加热自身循环利用，另一部分可用作还原气。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种利用前面所述的系统对电子垃圾进行热解的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤：第一：原料处理：电子垃圾原料进入所述破碎装置进行破碎，再经过分选装置进行筛分，得到金属和有机质；第二：金属回收：将金属部分送入酸浸池中，金属被完全溶解后，剩余的不含金属部分经烟气干燥后，与所述有机质部分混合，进入反应系统进行热解反应，金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入电解池中进行电解反应，回收金属铜；第三：开启蓄热式燃气加热系统，其步骤如下：开启A侧空气管线，然后开启A侧燃气管线，启动点火枪点燃空气与燃气的混合气体，混合气体在A侧燃烧室内燃烧之后产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统，其特征在于，包括：原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统，其中，所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置，用于将电子垃圾分选为金属部分和有机质部分；所述金属回收系统包括酸浸池和电解池，用于将分选得到的金属部分送入所述酸浸池中，向其中加入强酸溶液，金属被完全溶解后，剩余的不含金属部分经所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气干燥后，与所述的有机质部分混合，进入所述电子垃圾热解反应系统进行热解反应，金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入所述电解池中进行电解反应，回收金属铜；所述电子垃圾热解反应系统包括：电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却分离系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋,其中，所述螺旋壳体自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间形成密闭空间，所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟气通道；所述蓄热式燃气加热系统包括：用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置和用于输送热烟气的反应器壳体烟气通道，还包括用于改变烟气流向的烟道螺旋，所述蓄热式燃烧装置与所述反应器壳体烟气通道相连通，所述烟道螺旋安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间的所述烟气通道中，其沿所述螺旋壳体长度方向布置，且与所述反应器壳体等长度；所述冷却分离系统包括：间接换热器和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油的冷却塔；其中，所述间接换热器的入口与油气出口相连，间接换热器的出口与所述冷却塔的入口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统，其特征在于，包括：原料处理系统、金属回收系统和电子垃圾热解反应系统，其中，所述原料处理系统包括破碎装置和分选装置，用于将电子垃圾分选为金属部分和有机质部分；所述金属回收系统包括酸浸池和电解池，用于将分选得到的金属部分送入所述酸浸池中，向其中加入强酸溶液，金属被完全溶解后，剩余的不含金属部分经所述电子垃圾热解反应系统产生的烟气干燥后，与所述的有机质部分混合，进入所述电子垃圾热解反应系统进行热解反应，金属溶解后得到的富含金属离子的强酸溶液送入所述电解池中进行电解反应，回收金属铜；所述电子垃圾热解反应系统包括：电子垃圾热解反应器、蓄热式燃气加热系统和冷却分离系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，所述物料热解组件包括螺旋壳体和物料推进螺旋,其中，所述螺旋壳体自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋壳体的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间形成密闭空间，所述密闭空间构成所述蓄热式燃气加热系统的反应器壳体烟气通道；所述蓄热式燃气加热系统包括：用于产生热烟气的蓄热式燃烧装置和用于输送热烟气的反应器壳体烟气通道，还包括用于改变烟气流向的烟道螺旋，所述蓄热式燃烧装置与所述反应器壳体烟气通道相连通，所述烟道螺旋安装于所述反应器壳体与所述螺旋壳体之间的所述烟气通道中，其沿所述螺旋壳体长度方向布置，且与所述反应器壳体等长度；所述冷却分离系统包括：间接换热器和用于将高温气体产物经冷却得到热解气和焦油的冷却塔；其中，所述间接换热器的入口与油气出口相连，间接换热器的出口与所述冷却塔的入口相连。2.根据权利要求1所述的螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统，其特征在于，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋壳体上设置有物料进口、油气出口、渣料出口，并且所述物料进口位于所述螺旋壳体右上部，所述油气出口位于所述螺旋壳体左上部，所述渣料出口位于所述螺旋壳体左下部；所述物料推进螺旋位于所述螺旋壳体内部，并且所述物料推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为可与所述螺旋轴同轴转动，所述螺旋轴在所述物料进口一侧伸出所述螺旋壳体，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋壳体相同。3.根据权利要求1所述的螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统，其特征在于，所述蓄热式燃烧装置包括空气管线、燃气管线、烟气管线、换向阀、蓄热室和燃烧室，所述空气管线和所述烟气管线分别与所述换向阀连接，所述换向阀与所述蓄热室相连，所述蓄热室与所述燃烧室相连。4.根据权利要求3所述的螺旋蓄热式燃气电子垃圾热解系统，其特征在于，所述蓄热式燃烧装置包括2个燃烧室、2个蓄热室以及2个换向阀，所述燃烧室、蓄热室、换向阀分别布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，郭科宏，王志军，石为华，王东方，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11