微波誘導熱解廢舊印刷電路板(WPCB)的實驗和機理研究.pdf

1、山東大學博士學位論文微波誘導熱解廢舊印刷電路板（WPCB）的實驗和機理研究姓名：孫靜申請學位級別：博士專業(yè)：熱能工程指導教師：馬春元2012-10-20山東大學博士學位論文收作用，發(fā)揮廢棄物中金屬部分的放電特性，通過二者的有機耦合，實現(xiàn)W P C B以內(nèi)部加熱為特征的直接熱解?；谠撍枷氡疚拈_展了以下研究：在工業(yè)微波熱解實驗裝置上，對兩種廢舊印刷電路板( 電路板基板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘次品，未安裝任何電子元器件，記為W P C B ．A

2、；廢電腦主板，拆除電阻、電容元件，記為W P C B ．B ) 微波熱解的升溫特性和失重特性進行了系統(tǒng)的研究，并對廢舊印刷電路板在微波加熱和常規(guī)加熱體系下的熱分解動力學進行了系統(tǒng)的研究，得到以下結(jié)論：微波功率是影響物料升溫特性和熱解失重特性的重要因素，微波功率較低，只能實現(xiàn)物料的部分熱解，總失重較低，物料所能達到的最高溫度也相對較低，微波功率超過一定限值后，物料能夠?qū)崿F(xiàn)快速完全熱解，熱解反應為一階反應；在相同微波功率下，W P C B

3、．B 熱解過程伴有頻繁的電火花現(xiàn)象，致使升溫速率和失重速率都要優(yōu)于鮮能觀察到電火花現(xiàn)象的W P C B ．A 的熱解過程，暗示金屬放電對微波加熱過程和熱解反應的促進作用；對W P C B ．A 而言，添加合適的微波吸收劑，特別是熱解殘?zhí)亢突钚蕴?，能夠顯著加快熱解反應的進程；對W P C B —B 而言，微波吸收劑的添加需謹慎，可能會導致介質(zhì)吸波與微波．金屬放電產(chǎn)生競爭作用機制，以致吸波介質(zhì)的加入削弱了微波．金屬放電的激發(fā)及其熱效應，產(chǎn)生

4、不利于熱解反應進行的影響；W P C B ．B 微波熱解和常規(guī)熱解的動力學過程存在明顯的不同：相同升溫速率下，微波加熱條件下的活化能顯著低于常規(guī)加熱條件下，表明在微波加熱和金屬放電的耦合作用下可能存在某種特殊效應( 如，非熱效應) 。熱解產(chǎn)物的有效分離回收和分析表征是本文的另一重要內(nèi)容。通過對熱解產(chǎn)物的有效分離回收，獲得W P C B 在微波加熱條件下熱解的產(chǎn)物分布規(guī)律；通過采用先進的分析儀器和科學的分析方法對W P C B 熱解產(chǎn)物的

5、元素組成、分子結(jié)構(gòu)、化學組成、物理性質(zhì)等進行了全面的分析，對不同產(chǎn)物的資源化利用途徑進行全方面、多角度的探討。此外，針對熱解產(chǎn)物中因普遍含有有毒的溴化物而影響產(chǎn)物品質(zhì)的弊端，本文對微波熱解W P C B 過程中溴的遷移規(guī)律及固化脫除途徑進行研究，并針對溴元素在W P C B 及熱解產(chǎn)物中的存在形式建立了一套完整的、系統(tǒng)的溴元素含量的測試方法。研究結(jié)果表明：升溫速率和熱解終溫是影響產(chǎn)物分布的重要因素，升溫速率和熱解終溫的提高在一定范圍內(nèi)有

6、助于縮短揮發(fā)分的停留時間，降低了揮發(fā)分的二次分解反應，致使液體產(chǎn)物產(chǎn)率升高，同時有助于氣體產(chǎn)物中H 2 含量的提升。熱解殘?zhí)炕蚧钚蕴孔鳛樾阅軆?yōu)良的微波吸收劑，其添加比例的增加，在一定范圍內(nèi)，能促進熱分解反應的進行，縮短揮發(fā)分的停留時間，致使液體產(chǎn)物產(chǎn)率提高，然而，當添加量達到一定程度致使熱解物料床層溫度顯著提高時，熱解釋放的揮發(fā)分經(jīng)過炙熱的物料床層時便被二次分解為小分子的氣體，致使液體產(chǎn)率降低，氣體產(chǎn)率升高。由此可見，添加劑的選用一方面