典型危险电子废弃物热解焚烧特性及处理工艺研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qjw335471690
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随着现代科学技术的飞速发展,电子产品的数量急剧增加且使用周期大大缩短,随之产生了大量电子废弃物。如此数量庞大的电子废弃物如不加以无害化、减量化和资源化处理,将对环境造成严重的污染和生态的破坏。本文将热解和高温焚烧技术优化组合,针对典型废弃印刷线路板进行热解特性及连续热解焚烧工艺的研究,具有前瞻性。  首先利用热失重方法进行微尺度实验,选取典型电子废弃物FR1酚醛树脂线路板和FR4环氧树脂线路板进行热解特性表征及动力学参数的计算。TG(TG,Thermo Gravimetric)实验探讨了两种线路板粉末在N2气氛中不同升温速率(10、20、30K/min)下的热失重特性,通过Kissinger和FWO热解动力学分析模型对其平均表观活化能和指前因子等热解动力学参数进行求解,分析其热解难易程度。实验结果表明,废弃FR4印刷线路板热解反应表观活化能低于FR1酚醛树脂和聚四氟乙烯线路板且指前因子远大于聚四氟乙烯线路板,更易于利用连续热解焚烧技术来处理。  随后,运用自制管式炉实验台架进行小尺度实验,研究了热解温度(350/400/450/480/500/530/550/580/600/700/800℃)和保温时间(1/3/5/10/15/20/25/30min)对FR4环氧树脂印刷线路板热解固、液、气三相产物质量变化的影响,为三相产物回收再利用作理论基础;利用SEM(SEM,Scanning electronmicroscope)分别对两种热解终温(450℃、550℃)残余物微观形貌进行表征。实验结果表明,当热解温度为550℃且保温时间保持10分钟时,废弃FR4环氧树脂印刷线路板表面残余焦炭质可充分热解,热解残余率可达最低值71%~72%,玻璃纤维布自身未见明显变化,可作为建筑填料进行回收。可燃热解气主要包含小分子H2、 CO、CH4等,可为后续挥发分高温焚烧提供物质基础。  在前述实验基础上,利用自主研发设计的50kg/h连续热解焚烧装置进行实际尺度实验,研究了热解焚烧工艺在处理同一物料(电动车充电器线路板)不同配比(木材:线路板=3∶1;3∶2;3∶3)及同一配比(木材:线路板=3∶1)不同物料种类(个人计算机主板、LED字幕线路板)的技术可靠性及环境安全性;从物料预处理、进料量、进料时间、进料方式以及辅助燃料清洁化这几个方面对装置热解焚烧工艺和工况进行优化。  最后可得结论,将热解与焚烧两种技术有机结合,可有效安全地处理废弃印刷线路板。
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