電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系統和裝置的製作方法

2023-05-19 08:52:21

專利名稱：電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系統和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢舊電機線的分離技術。特別是涉及一種能夠最大程度降低汙染排 放，清潔環保地回收電機線資源，實現電機線無害化熱態分離的電機線熱態分離技術加 工工藝及中溫氣體循環系統和裝置。
背景技術：
從我國資源現狀來看，目前有色金屬資源的緊缺狀況已經到了非常嚴重的地步，在 全國113座大型有色礦山中，探明資源已經枯竭的礦山佔56.5%，資源危機的佔28.9%， 後備資源有保證的只有40%左右，國家每年要耗費大量外匯來進口銅、鋁、鉛、鋅等有色 金屬。因此以再生資源加工為產業的循環經濟模式對解決國內資源短缺、減少原生資源 開發、開發資源綜合利用，具有重大的戰略意義。再生資源的回收利用已經成為我國的 一項長遠而重大的發展戰略。廢舊電機由於富含有價金屬資源，平均每臺電機可拆出8%—10%的廢銅、6%的廢 鋁、70%的廢鋼。僅浙江台州一個地區，年拆解量已經達到200萬噸以上，按此計算， 每年能產生廢雜銅16萬一20萬噸、廢鋁12萬噸、廢鋼140萬噸左右。小型電機人工可直接進行拆分，然而大、中型電機在拆解過程中有一無法解決的難 題，即繞組(一般為銅漆包線)的分離。由於在電機線圈製造和繞組嵌裝工藝中絕緣材 料的使用，繞組被固化在線槽內，僅依靠機械過程無法使之分離得到銅導線。目前多採 取噴油焚燒技術使絕緣材料燃燒變性，再利用機械方式將繞組從槽心中分離開來。此種 工藝不僅耗費了石油能源，而且絕緣材料燃燒時排放出黑煙滾滾，造成了嚴重的汙染排 放，引起土地、水源以及空氣汙染、造成嚴重環境惡化，尤其產生的二噁英對環境汙染 極為嚴重。再者，在礦產資源緊缺的情況下，廢雜金屬再生利用的優點十分明顯，然而， 只有在環保措施完備、工藝先進的條件下，拆解業才能同時獲得良好的社會效益，成為 名副其實的循環經濟。因此開發無害化、資源化的廢舊電機拆解工藝與裝置顯得尤為迫 切。發明內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠最大程度降低汙染排放，清潔環保地 回收電機線資源，實現電機線無害化熱態分離的電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣 體循環系統和裝置。本發明所採用的技術方案是 一種電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系
統和裝置。其中，電機線熱態分離技術的加工工藝，包括有如下工序1)廢舊電機通過 進料裝置送入熱態處理主爐；2)在密閉的熱態處理主爐中通過來自燃燒室並與回氣混合 後的中溫氣體介質對廢舊電機進行加熱30 35分鐘；3)加熱後的廢舊電機被輸送到拆 解裝置；4)人工對廢舊電機進行機械拆分。一種用於電機線熱態分離技術的中溫氣體循環系統，包括有對冷空氣進行預熱的 熱換器；與熱換器相連接接收從熱換器中流出的熱空氣並對其繼續加熱的燃燒裝置；進 氣口與燃燒裝置的排氣口相連接、接收從燃燒裝置中排出的熱氣體並利用此熱氣體對爐 內的物體進行加熱的熱態處理主爐；熱態處理主爐的熱氣排出口還連接熱換器的進氣口， 以及還與燃燒裝置的排氣口 一起連接到熱態處理主爐的進氣口 。所述的熱換器還設置有 排放口。一種用於中溫氣體循環系統中的中溫氣體介質形成裝置，包括有儲油罐；與儲油 罐相連接並接收其提供燃燒用油的燃燒機；與燃燒機的排出口以及管殼式換熱器的出氣 口相連接的燃燒室，燃燒室的高溫氣體排出口連接用於給物體加熱的熱態處理主爐。所 述的管殼式換熱器7所用的空氣來自外部的冷空氣和來自熱態處連主爐的回氣。一種用於中溫氣體循環系統中的熱態處理主爐，包括有爐膛和爐壁，在爐壁的一側 設置有進料口倉門，在進料口倉門對面的爐壁上設置有出料口倉門；在爐膛內設置有用 於放置被加熱和被傳送的加熱物體的爐排；在爐排的下側設置有高溫氣體流通管路，所 述的高溫氣體流通管路的一端為高溫氣體介質入口貫穿到爐壁的外側，高溫氣體流通管 路的側邊形成有向被加熱物體送入熱風的高溫氣體送風口；在爐壁的頂端還設置有高溫 氣體介質排出口。本發明的電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系統和裝置，使電機線絕緣 材料產生變性進而分離；利用中溫熱態技術，可節省高質能源；中溫條件和絕氧環境使 銅繞組不存在氧化問題，既提高了金屬純度，又可形成無煙霧處理過程，且絕氧熱態環 境可從機理上抑制二噁英的產生，最大程度降低汙染排放，實現電機線無害化熱態分離。 本發明具有以下顯著特點(l)可形成無煙霧處理過程及二噁英抑制過程，無汙染排放， 實現無害化處理；(2)使電機線固化材料變性實現分離，而不損壞金屬成分，保有金屬 價值；(3)中溫熱態技術可節省能源；(4)工藝機械化程度高，易於操作，減少勞動 強度，節省人力資源；(5)設備價格低廉。


圖1是本發明的廢舊電機線熱態分離機的系統工藝流程；圖2是本發明的中溫氣體循環系統流程示意圖；圖3是本發明的中溫氣體介質形成裝置的結構示意圖；圖4是本發明的的熱態處理主爐的結構示意圖；圖5是圖4中傳送裝置以下部分的俯視圖。
其中1:熱換器3:熱態處理主爐5:燃燒機7:管殼式換熱器12-爐壁14:進料口倉門16:高溫氣體介質入口18:高溫氣體介質排出口2:燃燒裝置4:儲—油罐6:燃燒室11:爐膛13:傳送裝置15:出料口倉門17:高溫氣體送風口19:加熱物體20:高溫氣體流通管路具體實施方式
下面結合實施例對本發明的電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系統和 裝置做出詳細說明。'如圖1所示，本發明的電機線熱態分離技術的加工工藝，包括有如下工序1) 廢舊電機通過進料裝置送入熱態處理主爐；2) 在密閉的熱態處理主爐中通過來自燃燒室並與回氣混合後的中溫氣體介質對廢舊 電機進行加熱30 35分鐘；3) 加熱後的廢舊電機被輸送到拆解裝置；4) 人工對廢舊電機進行機械拆分。如圖2所示，本發明的用於電機線熱態分離技術的中溫氣體循環系統，包括有對 冷空氣進行預熱的熱換器l;與熱換器1相連接接收從熱換器1中流出的熱空氣並對其繼 續加熱的燃燒裝置2;進氣口與燃燒裝置2的排氣口相連接、接收從燃燒裝置2中排出的 熱氣體並利用此熱氣體對爐內的物體進行加熱的熱態處理主爐3;熱態處理主爐3的熱氣排出口還連接熱換器1的進氣口，以及還與燃燒裝置2的排氣口一起連接到主爐3的進氣口。所述的熱換器l還設置有排放口。如上所述，整體來看中溫氣體循環系統僅需要燃燒少量的新空氣來給主爐提供熱量， 不僅節省耗油量，而且極大降低系統排放量。在圖2中，2為熱態處理主爐內消耗的熱量，,為設定溫度，均可認為已知值。嘗試合理估計中溫氣體進口溫度。.和出口溫度^，則可對其他值進行聯合計算。在中溫氣體系統的設計中需要考慮以下因素 質量平衡《3-A-《4-^二《2原則上若無洩露的話，新風一冷空氣品質流量A應等於氣體介質的排放量95，然而 不可忽視的事實是，主爐中電機受熱後，其絕緣材料發生分解，不可避免的會產生少量
的揮發氣體，導致新風流量與氣體排放量存在微小差距，可視具體情況進行忽略或記入。 熱量平衡《4 '~ 13 .~ =仏=2其中，^與5點，溫度近似相等水力平衡不予贅述。最後予以校合計算，得到各點參數。參數確定後，開始進行設備選型。特別的是， 風機選用特殊種類超高溫類型，換熱器採用管殼式換熱器，管內走氣體介質，殼內走空 氣。如圖3所示，本發明的用於中溫氣體循環系統中的中溫氣體介質形成裝置，包括有: 儲油罐4;與儲油罐4相連接並接收其提供燃燒用油的燃燒機5;與燃燒機5的排出口以及管殼式換熱器7的出氣口相連接的燃燒窒6，燃燒室6的高溫氣體排出口連接用於給物 體加熱的熱態處理主爐。所述的管殼式換熱器7所用的空氣來自外部的冷空氣和來自熱 態處理主爐的回氣。所述的儲油罐4、燃燒機5、燃燒室6共同構成圖2中的燃燒裝置2。 經過預熱後的空氣與燃料油經燃燒機噴嘴在燃燒室內完全燃燒，溫度達1000多度， 遠高於電機絕緣材料變性所需溫度，倘若直接送入熱態處理主爐內，不僅會造成浪費， 而且對處理流程可能產生負作用。因此，將熱態處理主爐中換熱後的大部分回氣經過與 在燃燒室燃燒後的氣體混合，使溫度降低到所需值，再通入熱態處理主爐，既可以達到 工藝要求，又可重複利用熱量，達到節約能源的目的。剩餘的回氣送入管殼式換熱器， 預熱進入燃燒室的新空氣後即可排放，由於是高溫燃油完全燃燒，達到潔淨要求，因此 可直接排入大氣。如圖4所示，本發明的用於中溫氣體循環系統中的熱態處理主爐，包括有爐膛ll和 爐壁12，在爐壁12的一側設置有進料口倉門14，在進料口倉門14對面的爐壁12上設 置有出料口倉門15;在爐膛11內設置有用於放置被加熱和被傳送的加熱物體19的傳送 裝置13;在傳送裝置13的下側設置有高溫氣體流通管路20，所述的高溫氣體流通管路 20的一端為高溫氣體介質入口 16貫穿到爐壁12的外側，高溫氣體流通管路20的側邊形 成有向被加熱物體送入熱風的高溫氣體送風口 17;在爐壁12的頂端還設置有高溫氣體介 質排出口 18。在上述的系統中，與熱態處理主爐的進料口倉門14銜接的進料裝置、熱態 處理主爐內部、出料和與出料口倉門銜接的拆解裝置均設有傳送機構，便於廢舊電機的 輸送，從而節省大量人力。進料口倉門14打開後，傳送裝置13啟動，廢舊電機19由送料裝置傳至傳送裝置13 向右輸送，達到額定重量時，進料口倉門4關閉，爐膛ll內密閉。此時，中溫氣體介質 系統開始運行，由下部均勻分布的高溫氣體送風口 17送出，經過傳送裝置13的空隙， 在上升過程中加熱電機19，最後由高溫氣體介質排出口 18排出，此過程持續直至電機的 絕緣材料充分變性，達到可以機械分離的程度。過程結束時，中溫氣體介質形成裝置首
先停止運行，既而出料口倉門15打開，傳送裝置13向右傳送，將物料輸送到後續的拆 解區域。出料口倉門15關閉，進料口倉門14打開，開始新一輪運行過程。在本發明的系統中，進料裝置、熱態處理主爐內部、出料和拆解裝置均設有傳送機 構，便於廢舊電機的輸送，拆解裝置也設置為傳送帶形式，在其兩側設有若干人工操作 臺，操作區域配置人力輔助機械切割與分離設備，操作人員只需將電機固定則可。操作 臺數目根據日處理量、機械切割與分離速度選擇確定。
權利要求
1.用於電機線熱態分離技術的加工工藝，其特徵在於，包括有如下工序1)廢舊電機通過進料裝置送入熱態處理主爐；2)在密閉的熱態處理主爐中通過來自燃燒室並與回氣混合後的中溫氣體介質對廢舊電機進行加熱30～35分鐘；3)加熱後的廢舊電機被輸送到拆解裝置；4)人工對廢舊電機進行機械拆分。
2. —種用於電機線熱態分離技術的中溫氣體循環系統，其特徵在於，包括有對冷 空氣進行預熱的熱換器(1);與熱換器(1)相連接接收從熱換器(1)中流出的熱空氣 並對其繼續加熱的燃燒裝置(2);進氣口與燃燒裝置(2)的排氣口相連接、接收從燃 燒裝置(2)中排出的熱氣體並利用此熱氣體對爐內的物體進行加熱的熱態處理主爐(3); 熱態處理主爐(3)的熱氣排出口還連接熱換器(1)的進氣口，以及還與燃燒裝置(2) 的排氣口一起連接到熱態處理主爐(3)的進氣口。
3. 根據權利要求2所述的用於電機線熱態分離技術的中溫氣體循環系統，其特徵在 於，所述的熱換器(1)還設置有排放口。
4. 一種用於中溫氣體循環系統中的中溫氣體介質形成裝置，其特徵在於，包括有 儲油罐(4);與儲油罐(4)相連接並接收其提供燃燒用油的燃燒機(5);與燃燒機(5) 的排出口以及管殼式換熱器(7)的出氣口相連接的燃燒室(6)，燃燒室(6)的高溫氣 體排出口連接用於給物體加熱的熱態處理主爐。
5. 根據權利要求4所述的用於中溫氣體循環系統中的中溫氣體形成裝置，其特徵在 於，所述的管殼式換熱器(7)所用的空氣來自外部的冷空氣和來自熱態處理主爐的回氣。
6. —種用於中溫氣體循環系統中的熱態處理主爐，包括有爐膛(11)和爐壁(12), 其特徵在於，在爐壁(12)的一側設置有進料口倉門(14)，在進料口倉門(14)對面 的爐壁(12)上設置有出料口倉門(15);在爐膛(11)內設置有用於放置被加熱和被 傳送的加熱物體(19)的傳送裝置(13);在傳送裝置(13)的下側設置有高溫氣體流 通管路(20)，所述的高溫氣體流通管路(20)的一端為高溫氣體介質入口 (16)貫穿 到爐壁(12)的外側，高溫氣體流通管路(20)的側邊形成有向被加熱物體送入熱風的 高溫氣體送風口 (17);在爐壁(12)的頂端還設置有高溫氣體介質排出口 (18)。
全文摘要
一種電機線熱態分離技術加工工藝及中溫氣體循環系統和裝置。其中，加工工藝有廢舊電機送入熱態處理主爐；在密閉的熱態處理主爐中利用中溫氣體介質進行加熱；加熱後的廢舊電機被輸送到拆解裝置；對其進行機械拆分。中溫氣體循環系統有熱換器；與熱換器相連接的燃燒裝置；與燃燒裝置的排氣口相連接的熱態處理主爐；熱態處理主爐的熱氣排出口還連接熱換器的進氣口，以及還與燃燒裝置的排氣口一起連接到熱態處理主爐的進氣口。本發明利用中溫熱態技術使電機線絕緣材料產生變性進而分離，可節省高質能源，中溫條件和絕氧環境使銅繞組不存在氧化問題，提高了金屬純度，形成無煙霧處理過程，可從機理上抑制二噁英的產生，最大程度降低汙染排放，實現電機線無害化熱態分離。
文檔編號H01B15/00GK101119051SQ20071005800
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月11日 優先權日2007年7月11日
發明者張於峰, 娜 鄧, 郭曉娟, 馬洪亭, 魏莉莉 申請人:天津大學