【化工装备十年大发展】2556-2025含元器件废电路板汽馏热解技术国际先进

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含元器件废电路板汽馏热解技术国际先进



7月19日，江西省科学院科技成果评价中心在南昌组织专家对江西鑫德新科技有限公司、新余学院联合研发完成的含元器件废电路板汽馏热解系统研究项目进行了成果评价。以南昌航空大学环境与化学工程学院二级教授、博士生导师谢宇领衔的评价专家委员会认为，该项目整体技术达到国际先进水平，建议加快产业化推广。






专家组指出，该项目针对当前含元器件废电路板资源化回收处置过程中存在的问题，研发了无氧干法汽馏热解工艺及关键设备。该项目具有三大特征。一是应用无氧汽馏热解原理，研发了汽馏热解工艺，解决了含元器件废电路板中的金属损失大、环保压力大、难于彻底分解等问题，实现了有机物的减量化、废旧物质的资源化和能源化。二是研发了基于出口温度调控的余热利用技术，实现了能量自持;采取协同减排技术体系，变“末端治理”为“过程控制”，达到了无害化排放的目的，较好地实现了绿色环保生产，具有广阔的市场前景。三是项目通过与相关高校和企业联合攻关，部分技术获得了自主知识产权，经浙江省科技信息研究院进行国内外查新，该项目具有新颖性。

据项目负责人袁文彬介绍，鑫德新科技是一家专业从事以热解技术为核心的高新技术环保企业。含元器件废电路板汽馏热解系统技术研究项目，是一项以废旧电子物料再生为主体的废旧物资循环利用产业化项目。项目聚焦于PCBA、SMT等多种类型含元器件废电路板的汽馏热解工艺研究（其中元器件占比通常在15%~35%之间），在绿色发展的前提下，提高其回收利用率，以及高纯稀贵金属产出率。采用先进的“无氧干法汽馏热解技术”，利用电子废料中有机物的热不稳定性，将废旧的电路板（含元器件）等密封在容器内，在高温缺氧条件下，进行微负压（-50~-10Pa）汽馏热解，以使电子废料中的有机物进行气化，与无机物形成气-固彻底分离，实现贵稀金属高品质回收。同时系统搭配有热能循环技术及烟气无害化处理技术，能较好地实现含元器件废电路板的减量化、能源化、资源化、无害化的处置要求。有效地解决了传统物理、化学及焚烧工艺环境污染大，高纯度贵稀金属难于回收利用的“卡脖子”技术难题。

该项目蒸汽热解炉主要是为处理高热能废电路板等而开发的设备，整个工艺的核心设备之一，是一个密闭的夹套式长筒形回转体，用氮气对回转缝隙进行密封（隔绝空气），用高温蒸汽作为筒内热源之一，夹套加热（回收烟气余热）补充筒内热源。在蒸汽热解炉中采用了称为HAS（Hydro-Oxygen-Activation-System）的最新技术。HAS的最大特点是使用过热水蒸气（临界水）分解树脂、塑料，使其为小分子有机气体，使电路板中的有机物(树脂、塑料）及卤素（F、Cl、Br）为小分子有机可燃气体（主要是氢气、甲烷和其他碳氢化合物）和HF、HCl、HBr进入气相，与无机物（金属、非金属）形成气——固彻底分离，过程不产生油。

据介绍，蒸汽热解炉具有过热水蒸汽的水分子与高分子相比较小，在气体状态下可将热量传入废电路板内部，因此，汽馏比其他加热炉更易于促进树脂（裂解）气化；由于是热辐射性气体，其过热效果好（在空气中热大部分是通过对流传热来完成，在过热水蒸汽中不仅有对流传热，还有辐射传热，其加热效果更好）；在热解炉内充满过热水蒸汽，能形成低（缺）氧气流，因此能有效防止氧化，无需担心气体燃烧，金属不会氧化成金属氧化物；热解后，金属铜箔与玻璃纤维呈现自然分离状态，多层电子基板可较为容易地剥离；过热水蒸汽是活性分子，易于与离子性物质反应产生其它化合物，比如，可将二噁英附着在苯环上的Cl原子和水蒸气中的H原子置换变为无害物质等五项优点。

系统在负压环境下运行，没有无组织废气排放；利用高温蒸汽使物料中的有机物得到彻底离解气化，由于无氧，金属不会氧化，有机物气体种类少；与火法熔炼项目相比，无氧不需鼓入空气、温度低，因此烟气量小，SO₂、NOX、烟尘浓度很低，有利于后续烟气处理和减少烟气处理设施的投资。为控制气体污染物排放，设计采用了先进的烟气净化工艺和设备。将燃烧后废气温度在800℃氛围中停留一定时间（2秒钟）后再对汽馏热解炉夹套加热，并控制出夹套废气温度不低于550℃，然后采用水喷雾骤冷，迅速降低到160℃，防止二噁英污染物的逆向形成(二噁英通常在260～300℃左右开始微量形成)。其次，采用在覆膜高效袋式除尘器入口处喷入消石灰和活性炭，以达到彻底地脱除烟气中的酸性气体、痕量的二噁英及重金属等物质的目的。


通过热解源头控制、急冷抑制二噁英再生技术、活性炭喷射三技术协同作用使得二噁英的有效控制，实现二噁英排放实测数据＜0.1 ng TEQ/Nm³ 的优异环保效果。

据项目研发团队成员新余学院新能源科学与工程学院博士、副教授李水根介绍，无氧干法汽馏热解工艺及关键设备不仅可用于含元器件废电路板处置，还可广泛应用于新能源及电子信息产业领域的电子废料、石油化工行业化工废料、废渣、污泥、废橡胶废塑料、边角废料等物料进行无害化处置，并可得到相应的产品原料，或者可以变成化工生产的热源，实现变废为宝，资源循环利用，是一个一举多得的技术装备。

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