一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法與流程
2023-07-04 02:00:16 1
本發明屬於電子垃圾處理領域，特別涉及一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法。
背景技術：
隨著信息化產業發展，大量的電子垃圾對環境帶來了越來越多的危害，電子垃圾治理問題，已成為中國可持續發展面臨的一個重大挑戰。目前世界上對電子垃圾最常用的處理技術主要有熱處理法、溼法冶金處理法等，由於電子垃圾中各種物質成分混雜在一起，熱處理法中的焚燒法將會洩露出大量危害氣體，極具危險性，因此現在熱處理法中更傾向用熱解焚燒法處理電子垃圾，以減少危害物質的產生。然而熱解焚燒產生的熱解氣需在燃燒室內停留足夠的時間進行充分燃燒，導致焚燒系統對自動控制水平要求非常高，所需空間較大，這些成為熱解焚燒法在實際應用中的不便之處。
技術實現要素：
為了克服上述不足，一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，其處理電子垃圾徹底、簡單環保。利用電子垃圾在熱解爐中熱解後的殘碳排入微波爐中作為強吸波介質，使其快速升溫將熱解爐中產生的熱解氣在穿過高溫殘碳層時充分燃燒，從而徹底消除熱解氣中的二惡英等有毒有害氣體，更大程度地減小垃圾焚燒對環境的損害，並且設備無需較高的自動控制系統、佔用空間較小。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
本發明將熱解後的殘炭和熱解氣分別導入微波燃燒裝置內，其中，熱解殘碳作為強吸波介質在反應腔內吸波快速升溫，提供熱量給熱解氣，使其達到著火溫度；熱解氣在與一定量的助燃氣體混合達到著火極限，吸收上述熱解殘炭釋放的熱量而燃燒，最大化消耗熱解廢料的同時，還大幅降低了燃燒能耗。實驗結果表明：本發明的垃圾處理裝置較現有的熱解焚燒爐、廢氣微波燃燒爐相比能耗降低20％～30％。
本發明中所述的「微波燃燒裝置」是指：可對物料進行微波加熱、使氣體在其中燃燒的裝置。
優選的，所述進料裝置為兩級進料倉。以保證熱解爐的密封狀態與內部負壓控制要求。
優選的，所述熱解氣經過止回閥被風機送入微波燃燒爐頂部進風口。
優選的，所述微波燃燒裝置底部設置有用於承接熱解殘炭的高溫板。
優選的，所述高溫板的開孔尺寸滿足防止微波洩露的要求。
優選的，所述微波燃燒裝置底部設置有螺旋出料裝置。為保證整個焚燒爐系統的密封狀態與內部負壓控制要求，固體殘渣在微波燃燒爐內燒成灰渣後，主要經過螺旋裝置排除，滲漏部分經過微波爐底部排渣口排除。
本發明還提供了一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，包括：
將粉碎後的電子垃圾進行熱解處理，得熱解氣和熱解殘炭；
將熱解殘炭作為強吸波介質進行微波加熱至1210～1530℃，並使穿過上述熱解殘炭的熱解氣與空氣的混合氣體充分燃燒，收集尾氣；
將收集的尾氣進行餘熱利用後，淨化、排除。本發明利用碳作為微波燃燒爐內的強吸波介質，其來源主要為熱解爐排入的殘碳與吸附淨化尾氣的活性炭。
本發明研究發現：1kg電子垃圾在750℃的熱解溫度下可產生100l至120l熱解氣，可產生400g至450g熱解殘碳，其中熱解殘碳是作為強吸波介質在反應腔內吸波快速升溫，提供熱量給熱解氣，使其達到著火溫度，其中450g熱解殘碳作為吸波介質大約可持續吸波8min，期間持續產生大量的熱，而使120l的熱解氣完全燃燒大約僅需要2min，經換算可知，1kg殘碳可以處理1000l的熱解氣。因此單位質量的電子垃圾所產生的熱解殘碳足以提供給熱解氣燃燒所需的熱量。
優選的，所述熱解溫度為705℃～810℃。
優選的，所述微波加熱過程中，熱解殘炭和熱解氣用量比為：0.8～1kg：1000～1200l。
優選的，所述混合氣體中，熱解氣與空氣的用量比為1：1。
優選的，所述高溫尾氣先被風機送入熱解爐內利用其餘熱熱解爐內垃圾，然後再進入空氣預熱器內加熱冷空氣，尾氣進行兩級餘熱利用。
本發明還提供了一種較優的基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，包括垃圾進料裝置、熱解爐、微波燃燒爐、尾氣淨化裝置以及爐渣固廢清理裝置，整個熱解焚燒系統密閉且處於負壓狀態。垃圾粉碎後，經過兩級密封進料倉送入熱解爐內熱解，其中熱解爐的形式採用目前技術成熟的迴轉爐。熱解氣被風機抽送至微波爐頂部進風口，在此熱解氣與另一風機送入的預熱後的空氣混合燃燒，並在其穿過高溫殘碳層時充分燃燒，徹底消除二惡英等有毒有害氣體。然後高溫尾氣送入熱解爐進行餘熱利用以熱解爐內垃圾，降溫後的尾氣從熱解爐內出來，接著進入空氣預熱器用以加熱冷空氣，最後尾氣經過活性炭處理裝置達標後排放。
本發明的工作原理為：電子垃圾在落料口處被粉碎後，送入熱解爐內熱解，其中熱解爐的形式採用目前技術成熟的迴轉爐。迴轉爐中產生的熱解氣被風機抽送至微波爐頂部進風口，在此熱解氣與另一風機送入的空氣混合燃燒。熱解殘碳落至微波燃燒爐內的高溫板上作為強吸波介質，加熱殘碳層使其溫度達到1210～1530℃，高溫板的開孔尺寸滿足防止微波洩露的要求。熱解混合氣體在穿過高溫殘碳層時充分燃燒，徹底消除二惡英等有毒有害氣體，然後高溫尾氣送入熱解爐進行餘熱利用以熱解爐內垃圾，降溫後的尾氣從熱解爐內出來，接著進入空氣預熱器用以加熱冷空氣，最後尾氣經過活性炭處理裝置達標後排放。
本發明的有益效果
1、利用微波深度淬滅電子垃圾；實現了電子垃圾處理地減量化、無害化、資源化。
2、利用在微波作用下，殘碳吸熱及c-c放電效應可形成局部熱點溫度，提高燃燒爐內的能量密度，使爐內溫度達到1500℃，徹底消除二惡英等有毒有害氣體；
3、高溫尾氣兩級餘熱利用，更節能環保；
4、熱解爐與微波燃燒爐組合運行，簡化自動控制要求，縮小系統佔地面積。
5、本發明裝置簡單、處理效率高、實用性強，易於推廣。
附圖說明
圖1是基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置的結構圖。
圖2是基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法的流程圖。
其中，1一級進料裝置、2一級進料閥、3二級進料裝置、4二級進料閥、5熱解爐、6.熱解爐出料閥、7熱解爐排氣閥、8提手、9微波爐、10空預器、11尾氣回收裝置、12微波爐排氣閥、13微波爐高溫板、14微波爐出料口。
具體實施方式
以下通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解：
實施例1
基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，包括垃圾進料裝置、熱解爐、微波燃燒爐、尾氣淨化裝置以及爐渣固廢清理裝置，整個熱解焚燒系統密閉且處於負壓狀態。電子垃圾在落料口處被粉碎後，送入熱解爐內熱解，其中熱解爐的形式採用目前技術成熟的迴轉爐。迴轉爐中產生的熱解氣被風機抽送至微波爐頂部進風口，然後熱解氣與另一風機送入的空氣混合燃燒。熱解殘碳落至微波燃燒爐內的高溫板上作為強吸波介質，加熱殘碳層使其溫度達到1210～1530℃，高溫板的開孔尺寸滿足防止微波洩露的要求。熱解混合氣體在穿過高溫殘碳層時充分燃燒，徹底消除二惡英等有毒有害氣體。然後高溫尾氣被風機送入熱解爐內進行餘熱利用以熱解爐內垃圾，降溫後的尾氣從熱解爐內出來，接著進入空氣預熱器用以加熱冷空氣，最後尾氣經過活性炭處理裝置達標後排放，其中活性炭可放入微波加熱腔內再生循環使用，微波燃燒爐內的殘碳充分燃燒成灰渣後可從側面螺旋出渣裝置及底部落灰鬥排除。
實施例2
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
由於在微波作用下殘碳吸波升溫，會達到1000℃的溫度，加上微波作用下炭與炭之間會發生放電現象，並產生局部高溫，殘碳溫度會進一步增加，這些熱量使得熱解氣快速著火，著火產生的熱量又使得爐內溫度再進一步增加，使熱解氣充分燃燒。
實施例3
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
所述進料裝置為兩級進料倉。以保證熱解爐的密封狀態與內部負壓控制要求。
實施例4
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
所述熱解氣經過止回閥被風機送入微波燃燒爐頂部進風口。
從迴轉窯出口的熱解氣溫度為705℃至810℃，熱解氣進入微波爐內經過一些管道，會產生溫降，到達微波爐的溫度，基本維持在600℃到700℃之間。
實施例5
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
所述微波燃燒裝置底部設置有用於承接熱解殘炭的高溫板。
實施例6
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
所述高溫板的開孔尺寸滿足防止微波洩露的要求。
實施例7
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置裝置，包括：進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置、尾氣淨化裝置、爐渣固廢清理裝置、風機、空預器，所述進料裝置、熱解裝置、微波燃燒裝置和爐渣固廢清理裝置依次相連，所述熱解裝置與微波燃燒裝置之間還設置有氣體循環管道；所述熱解裝置還與空預器、尾氣淨化裝置依次相連；使用時，所述熱解裝置產生的熱解氣和熱解殘碳分別通過風機和物料通道輸入到微波燃燒裝置中、充分燃燒後，產生的高溫尾氣依次回流到熱解裝置、空預器、尾氣淨化裝置。所述熱解處置裝置整體密閉且處於負壓狀態。
所述微波燃燒裝置底部設置有螺旋出料裝置。為保證整個焚燒爐系統的密封狀態與內部負壓控制要求，固體殘渣在微波燃燒爐內燒成灰渣後，主要經過螺旋裝置排除，滲漏部分經過微波爐底部排渣口排除。
實施例8
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，包括：
將粉碎後的電子垃圾進行熱解處理，得熱解氣和熱解殘炭；
將熱解殘炭作為強吸波介質進行微波加熱至1210～1530℃，並使穿過上述熱解殘炭的熱解氣與空氣的混合氣體充分燃燒，收集尾氣；
將收集的尾氣進行餘熱利用後，淨化、排除。本發明利用碳作為微波燃燒爐內的強吸波介質，其來源主要為熱解爐排入的殘碳與吸附淨化尾氣的活性炭。
其中，所述熱解溫度為705℃～810℃。
所述微波加熱過程中，熱解殘炭和熱解氣用量比為：0.8～1kg：1000～1200l。
所述混合氣體中，熱解氣與空氣的用量比為1：1。
實施例9
一種基於微波淬滅的電子垃圾熱解處置方法，包括：
將粉碎後的電子垃圾進行熱解處理，得熱解氣和熱解殘炭；
將熱解殘炭作為強吸波介質進行微波加熱至1210～1530℃，並使穿過上述熱解殘炭的熱解氣與空氣的混合氣體充分燃燒，收集尾氣；
將收集的尾氣進行餘熱利用後，淨化、排除。本發明利用碳作為微波燃燒爐內的強吸波介質，其來源主要為熱解爐排入的殘碳與吸附淨化尾氣的活性炭。
其中，所述熱解溫度為705℃～810℃。
所述微波加熱過程中，熱解殘炭和熱解氣用量比為：0.8～1kg：1000～1200l。
所述混合氣體中，熱解氣與空氣的用量比為1：1。
所述高溫尾氣先被風機送入熱解爐內利用其餘熱熱解爐內垃圾，然後再進入空氣預熱器內加熱冷空氣，尾氣進行兩級餘熱利用。
最後應該說明的是，以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。