一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢物處理技術，特別是涉及一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置。
【背景技術】
[0002]我國已進入家電報廢高峰期，每年至少有1500萬臺左右電冰箱等大電子產品報廢。廢舊電子產品中廢電路版作為電子廢物的一種，對人體健康及生活環境可能構成的危害常常被忽略。事實上，廢電路版含有重金屬、鹵族化學物質等有毒有害物質，這些廢電路版不經處理直接進入環境，其中的有毒有害物質將可能污染土壤、地下水等，或者通過植物、動物進入人們的生活。因此，面對廢電路版問題，已不再是單純的“何處處理”，而是要作到“如何處理”，才能避免其所造成的環境危害，并實現資源化。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本發明提出一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置。非熱電弧等離子體裂解廢電路板，可將廢電路板中各種有毒有害成分分解轉換成固體碳渣和合成氣。
[0004]本發明為達到以上目的，是通過以下的技術方案來實現的:提供提出一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置，包括非熱電弧等離子體反應器及給等離子體反應器供電的高壓電源；非熱電弧等離子體反應器包括石英容器、上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭、不銹鋼支架、尖端石墨電極、平底石墨電極、上銅密封圈、下銅密封圈、陶瓷坩禍、進氣通道、出氣通道；尖端石墨電極和平底石墨電極通過高壓電線與高壓電源相連接，尖端石墨電極和平底石墨電極同軸置于石英容器內，石英容器通過上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭和不銹鋼支架聯合固定，平底石墨電極分別通過固定在上聚四氟乙烯法蘭上的上銅密封圈固定，尖端石墨電極通過固定在下聚四氟乙烯法蘭上的下銅密封圈固定；進氣通道與上聚四氟乙烯法蘭連接，出氣通道與下聚四氟乙烯法蘭相連接；底部開口的陶瓷坩禍放置在尖端石墨電極和平底石墨電極之間，用于裝載廢電路，在裝置工作時，陶瓷坩禍內的廢電路將完全暴露在非熱電弧等離子體區域中。
[0005]本發明所述的一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置的工作原理是:將廢電路板破碎后裝入非熱電弧等離子體反應器的陶瓷坩禍中，通過進氣通道通入氮氣或氬氣載氣，啟動與尖端石墨電極和平底石墨電極相連的高壓電源，等離子體反應器開始工作；施加的高電壓將電極之間的載氣擊穿電離，形成非熱電弧等離子體，處于等離子體區域中的廢電路板，在高能電子、自由基等活性物質以及電場的作用下，會發生裂解反應，生成固體碳渣和富氫合成氣，富氫合成氣由出氣通道排出；經數分鐘的操作之后，陶瓷坩禍內的廢電路板被處理完全，斷開電源，停止通入載氣，待等離子體反應器冷卻后取出陶瓷坩禍，收集固體碳渣，固體碳渣經磁選后分離出焦碳和金屬部分。
[0006]尖端石墨電極和平底石墨電極間隔要合理選擇，過大的電極間隔會導致電壓不足以擊穿電極間的載氣，從而無法形成非熱電弧等離子體。另外，由于施加在兩極上的電壓很高，因此反應器在工作時，要特別注意不要碰觸電極，以免觸電危險。此外，放入陶瓷坩禍內的廢電路板不應壓實，要保持良好的氣體通路，否則電極無法直接與載氣接觸，通電時無法形成非熱電弧等離子體。還需要注意的是，反應器停止工作后不要立刻拆卸反應器、拿取陶瓷坩禍，因為反應器工作時放出大量的熱，剛停止工作時，石墨電極、石英容器、陶瓷坩禍等部分溫度很高，直接碰觸易造成燙傷。
[0007]本發明可以根據實際要求完成廢電路板裂解過程，簡單、低成本、高效的回收貴金屬。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的結構示意圖。
[0009]圖1中:1非熱電弧等離子體反應器，2高壓電源，3石英容器，4上聚四氟乙烯法蘭，5下聚四氟乙烯法蘭，6不銹鋼支架，7尖端石墨電極，8平底石墨電極，9上銅密封圈，10下銅密封圈，11陶瓷坩禍，12非熱電弧等離子體，13生活垃圾，14進氣通道，15出氣通道。
【具體實施方式】
[0010]實施例
[0011]如附圖1所示，本發明包括非熱電弧等離子體反應器I及給等離子體反應器供電的高壓電源2 ;非熱電弧等離子體反應器包括石英容器3、上聚四氟乙烯法蘭4、下聚四氟乙‘烯法蘭5、不銹鋼支架6、尖端石墨電極7、平底石墨電極8、上銅密封圈9、下銅密封圈10、陶瓷坩禍11、非熱電弧等離子體12、生活垃圾13、進氣通道14、出氣通道15 ;尖端石墨電極(Φ 15mm)和平底石墨電極(Φ15ι?πι)通過高壓電線與高壓電源(10kV/200mA)相連接，尖端石墨電極和平底石墨電極同軸置于石英容器(采用石英玻璃管，長450mm，內徑30mm)內，電極間隔固定保持在15mm，石英容器通過上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭和不銹鋼支架聯合固定，平底石墨電極分別通過固定在上聚四氟乙烯法蘭上的上銅密封圈固定，尖端石墨電極通過固定在下聚四氟乙烯法蘭上的下銅密封圈固定；進氣通道與上聚四氟乙烯法蘭連接，出氣通道與下聚四氟乙烯法蘭相連接；底部開口孔徑9_的陶瓷坩禍放置在尖端石墨電極和平底石墨電極之間。
[0012]選取廢電腦主板為廢電路板代表物，將廢電腦主板破碎成2-5_顆粒后裝入非熱電弧等離子體反應器的陶瓷坩禍中，通過進氣通道通入3-8L/min氬氣載氣，啟動與尖端石墨電極和平底石墨電極相連的高壓電源，等離子體反應器開始工作；施加的高電壓將電極之間的載氣擊穿電離，形成非熱電弧等離子體，處于等離子體區域中的廢電路板顆粒，在高能電子、自由基等活性物質以及電場的作用下，會發生熱解反應，生成固體碳渣和富氫合成氣，富氫合成氣由出氣通道排出；經數10分鐘的操作之后，陶瓷坩禍內的褐廢電路板被處理完全，斷開電源，停止通入載氣，待等離子體反應器冷卻后取出陶瓷坩禍，收集固體碳渣。實驗結果:焦碳得率5 %左右，合成氣得率30 %以上，金屬得率20 %左右。
【主權項】
1.一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置，其特征是包括:非熱電弧等離子體反應器及給等離子體反應器供電的高壓電源；非熱電弧等離子體反應器包括石英容器、上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭、不銹鋼支架、尖端石墨電極、平底石墨電極、上銅密封圈、下銅密封圈、陶瓷坩禍、進氣通道、出氣通道；尖端石墨電極和平底石墨電極通過高壓電線與高壓電源相連接，尖端石墨電極和平底石墨電極同軸置于石英容器內，石英容器通過上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭和不銹鋼支架聯合固定，平底石墨電極分別通過固定在上聚四氟乙烯法蘭上的上銅密封圈固定，尖端石墨電極通過固定在下聚四氟乙烯法蘭上的下銅密封圈固定；進氣通道與上聚四氟乙烯法蘭連接，出氣通道與下聚四氟乙烯法蘭相連接；底部開口的陶瓷坩禍放置在尖端石墨電極和平底石墨電極之間，用于裝載廢電路板，在裝置工作時，陶瓷坩禍內的廢電路板將完全暴露在非熱電弧等離子體區域中。
【專利摘要】本發明公開了一種非熱電弧等離子體裂解廢電路板裝置，包括非熱電弧等離子體反應器及給等離子體反應器供電的高壓電源；非熱電弧等離子體反應器主要包括石英容器、上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭、尖端石墨電極、平底石墨電極、陶瓷坩堝；將煤破碎后裝入等離子體反應器中，通入載氣，啟動高壓電源，等離子體反應器開始工作；高電壓將電極之間的載氣擊穿電離，形成非熱電弧等離子體，處于等離子體區域中的廢電路板，在高能電子、自由基活性物質以及電場的作用下，會發生裂解反應，生成固體碳渣和富氫合成氣，固體碳渣經磁選后分離出焦碳和金屬部分。本發明可以根據實際要求完成廢電路板裂解過程，簡單、低成本、高效的回收貴金屬。
【IPC分類】B09B3-00
【公開號】CN104607438
【申請號】CN201410785107
【發明人】杜長明
【申請人】中山大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月12日