一种废线路板树脂粉末裂解焦炭制备气化型焦的方法

摘要

一种废线路板树脂粉末裂解渣焦炭制备气化型焦的方法，属于废线路板裂解产物高值化利用领域，特别涉及废线路板树脂粉末裂解焦炭部分替代精煤粉生产气化型焦的方法。主要步骤如下：定量配料、冷压成型、强化氧化和梯级升温炭化。与现有技术相比，本发明采用废线路板树脂粉末裂解渣中的焦炭部分替代精煤粉得到高热值气化型焦的全新方法，实现了废弃物的资源高值化利用。本发明具有工艺简单易行、制造成本低、适应性广的特点，有利于提高企业生产的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及废线路板树脂粉末热裂解残余物高值化利用的回收技术，特别是涉及利用废线路板树脂粉末热裂解渣中的焦炭为基体材料制备气化型焦的全新方法。

背景技术

自工业革命以来，化石能源被人类大规模的使用，导致我们的生态环境遭到了不可逆转的巨大破坏。特别是进入新世纪以来，全球温室效应日益严峻，极端天气层出不穷，环境污染问题持续加剧。在这种大背景下，积极调整能源政策是世界各国的当务之急，发展环境友好型的能源是一种有效的解决途径。我国当前能源政策调整的重点在于对煤炭及其附加产品的清洁生产及高效利用。

作为洁净煤生产技术的一种，型焦是由煤粉、废弃焦粉、半焦粉、石油焦及木炭等为主体原料，配和粘接剂经加压成型煤，然后经氧化、炭化等工序制成的一种形状均一的焦炭，一般呈块状或球状，广泛应用于冶炼、铸造、化工、锅炉燃烧等行业，也可作为民用的块状燃料和气化原料。型焦技术是合理利用煤炭资源或扩大煤焦资源高值化利用的有效方法，也是新型能源开发的一种有效途径。型焦原料适应性广泛，无烟精煤粉、焦炭、废焦粉、废弃石油焦及木炭粉等都可作为其生产原料，他们共同的特点就是碳含量高、灰分含量少。型焦生产技术具有操作简单、技术成熟、成本低廉、节能增效明显、废气排放量减少等优点，值得我们大力发展。

废线路板树脂粉末热裂解过程产生的固体废弃物经分离提取得到一种裂解焦炭，其一般组成成分如表1所示，具有碳含量高，灰分及其他杂质成分含量少的特点，完全可以部分替代精煤粉生产气化型焦用于水煤气、半水煤气以及固态燃料的原料。目前，利用废线路板树脂粉末裂解焦炭制备气化型焦的技术未见报道。

表1废线路板树脂粉末裂解焦炭的主要成分分析

发明内容

本发明的目的主要解决废线路板树脂粉末裂解渣残余物高值化利用的问题，创造性地提出一种利用废线路板树脂粉末裂解渣中的焦炭为基体材料制备气化型焦的全新方法，实现了废线路板树脂粉末裂解渣高值化利用，具有工艺简单易行、制造成本低、资源利用率高、原料适应性广及环境友好等特点，有利于提高企业生产的经济效益和社会效益。

本发明所述的一种废线路板树脂粉末裂解焦炭制备气化型焦的方法如下步骤进行：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的裂解焦炭添加一定比例的淀粉粘接剂和水，混合均匀后得到混合物料，其中裂解焦炭粒度为5～15mm，淀粉添加量为裂解焦炭质量的1～10％，水添加量为裂解焦炭质量的5～10％，混合球磨反应时间为30～90min，得到的混和物料的粒度为1～5mm。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径3～5cm大小的球状，成型压力为10～35MPa，挤压成型时间为15～30s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，自然晾干或者80～110℃鼓风烘干得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦进行强化氧化，实施过程中通入空气，其中按5～10℃/min升温至强化温度200～300℃，强化时间为3～6h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，冷却后可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料，其中在梯级升温炭化过程，首先3～5h升温至450～550℃，保温1～2h，然后20～40min快速升温至750～950℃，保温3～8h。

与现有技术相比，由于本发明采用废线路板回收过程产生的一种树脂粉末裂解焦炭作为基体材料，可部分替代精煤粉生产气化型焦，节约了资源，实施过程中采用日常淀粉为粘接剂，具有价格低廉环境友好的特点并且不会引入其他杂质，同时采用梯级升温炭化，增加了气化型焦产品的机械强度和热稳定性，充分实现了废线路板树脂粉末裂解残渣有价组分的高值化利用，具有工艺简单易行、原料适应性广、资源利用率高、环境友好等特点。

附图说明

图1表示废线路板树脂粉末裂解焦炭制备气化型焦的工艺流程图

图2表示废线路板树脂粉末裂解渣分离裂解焦炭的工艺流程图

具体实施方式

以下结合实例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为5mm的裂解焦炭，添加玉米淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的1％，自来水添加量为裂解焦炭质量的5％，混合球磨30min后得到粒度为5mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径3cm大小的球状，成型压力为10MPa，挤压成型时间为15s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，自然晾干得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按5℃/min升温至强化温度300℃，强化时间为3h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经3h升温至450℃，保温1h，然后20min快速升温至750℃，保温8h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为14MPa，落下强度(SS)为18次/(2米)，反应性(CRI)为33％，反应后强度(CSR)为55％。

实施例2

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为15mm的裂解焦炭，添加玉米淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的10％，自来水添加量为裂解焦炭质量的10％，混合球磨90min后得到粒度为1mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径5cm大小的球状，成型压力为35MPa，挤压成型时间为30s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，110℃鼓风干燥得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按10℃/min升温至强化温度200℃，强化时间为6h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经5h缓慢升温至550℃，保温2h，然后40min快速升温至950℃，保温3h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为20MPa，落下强度(SS)为30次/(2米)，反应性(CRI)为42％，反应后强度(CSR)为63％。

实施例3

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为7mm的裂解焦炭，添加马铃薯淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的8％，自来水添加量为裂解焦炭质量的6％，混合球磨35min后得到粒度为4mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径3.5cm大小的球状，成型压力为15MPa，挤压成型时间为20s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，80℃鼓风干燥得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按6℃/min升温至强化温度280℃，强化时间为4h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经3.5h缓慢升温至500℃，保温1.5h，然后25min快速升温至900℃，保温4h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为15MPa，落下强度(SS)为20次/(2米)，反应性(CRI)为35％，反应后强度(CSR)为56％。

实施例4

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为13mm的裂解焦炭，添加马铃薯淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的8％，自来水添加量为裂解焦炭质量的7％，混合球磨80min后得到粒度为2mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径4.5cm大小的球状，成型压力为30MPa，挤压成型时间为18s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，105℃鼓风干燥得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按8℃/min升温至强化温度250℃，强化时间为5h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经4.5h缓慢升温至520℃，保温1.6h，然后435min快速升温至800℃，保温6h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为18MPa，落下强度(SS)为25次/(2米)，反应性(CRI)为40％，反应后强度(CSR)为60％。

实施例5

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为9mm的裂解焦炭，添加玉米淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的5％，自来水添加量为裂解焦炭质量的10％，混合球磨45min后得到粒度为3mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径4cm大小的球状，成型压力为25MPa，挤压成型时间为22s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，90℃鼓风干燥得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按9℃/min升温至强化温度260℃，强化时间为5.5h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经3.5h缓慢升温至510℃，保温1h，然后35min快速升温至850℃，保温7h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为16MPa，落下强度(SS)为24次/(2米)，反应性(CRI)为37％，反应后强度(CSR)为58％。

实施例6

按照如下步骤进行实施：

(1)定量配料：将从废线路板树脂粉末裂解渣中分离得到的粒度为11mm的裂解焦炭，添加玉米淀粉粘接剂为裂解焦炭质量的6％，自来水添加量为裂解焦炭质量的9％，混合球磨60min后得到粒度为3mm的混合物料。

(2)冷压成型：将步骤(1)得到的混和物料放置在成型机中挤压成直径4cm大小的球状，成型压力为20MPa，挤压成型时间为28s以保证得到的型焦具有最佳的密度和成型率，100℃鼓风干燥得到干型焦。

(3)强化氧化：将步骤(2)得到的干型焦通入空气进行强化氧化，其中按7℃/min升温至强化温度230℃，强化时间为4.5h。

(4)梯级升温炭化：在步骤(3)强化氧化后，将物料直接送至炭化炉采用梯级升温的方式进行炭化，首先经4.5h缓慢升温至520℃，保温1.6h，然后435min快速升温至800℃，保温5h，炭化结束后自然冷却可得到气化型焦，送入料仓，用以制备水煤气、半水煤气或固体燃料。

得到的气化型焦的抗压强度(N)为16MPa，落下强度(SS)为27次/(2米)，反应性(CRI)为38％，反应后强度(CSR)为59％。

以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域技术人员所具备的知识范围，在不违背科学及本发明思想情况下，在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。