废弃PCB印刷电路板的热解回收处理原理
热解法,其本质是通过不同方式加热废弃PCB印刷电路板,使其中的有机物达到热分解温度而发生热裂解反应,从而得到固体残渣、热解油和热解气体产物。是目前处理回收废弃PCB印刷电路板的最终方式。
热解法,在工业上也成为干馏法,是将废弃PCB在无氧或者缺氧的环境下加热,利用有机物的热不稳定性,使其中的有机物发生热裂解过程而分解为小分子物质的过程,可以得到各种热解气体、热解油和固体残渣。热解反应过程是存在多种反应并且非常复杂的反应过程,包含一系列的物理转化与化学反应。简单可以概括为以下五个部分组成:外界热量的热传递以及废弃PCB内部温度的升高;随着PCB内部温度的不断升高,内部低分子有机物热解反应开始,产生挥发成分;热解产生的挥发成分不断产生向外传递,高温挥发分和低温未热解PCB发生热传递;能够冷凝的挥发分温度降低而冷凝成热解焦油;热解残渣中焦炭、PCB中有机物和热解焦油相互发生的二次反应。有机物的热解反应过程可以用下列通式简单表示:
有机物——G(气体)+L(液体)+S(固体)
热解反应的产物主要由以下三部分组成:碳氢化合物、一氧化碳、氢气等可燃性气体;焦油、甲醇、溴代烃等有机物的液体混合物;焦炭、玻璃纤维与金属等固体残渣。上述反应产物的组分及产量根据原料的种类、加热速度、加热温度、停留时间和反应器类型等因素而有所区别。在低温加热条件下,热解产生的的小分子有机物有足够的时间进行重新组合并发生二次反应生成较大组分的液体或固体。而在高温加热情况下,有机物充分吸收热量发生剧烈充分发热分解,生成大量低分子有机物,因而产物中气体组分和产率较大。
由于热解过程是在无氧或者缺氧的密闭氛围中进行,因而能够有效抑制氧气环境下燃烧产生的有毒有害物质,同时热解固体残渣中存在的还原性焦炭能够有效抑制金属氧化物和有毒有害物质的形成,有利于减少对生态环境的二次污染。
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