余良平
(东江环保股份有限公司 广东深圳 518057)
废旧家电及电子产品(以下简称:废旧家电)的回收处理,可促进资源循环利用,保护环境,保障人民健康,为国家环保政策管控行为[1-4]。
随着社会的发展,废旧家电报废量不断增加,国内目前每年至少有2000万台以上的旧家电报废,而且每年的报废量在递增。国内已有相关厂家从事资源化处置回收工作。通过调研,目前的破碎技术工艺大体相近;但采用的设备各有不同,生产效率也各不相同。
冰箱破碎回收基本工艺是,对经初步拆除压缩机及可移除件的壳体,转入破碎机破碎,转入重力风选机,除去轻质泡沫类,余下物料再经过转料皮带转入磁力分选,除去铁材金属,再经振动分选后转料到涡电流分选机,分选出塑料和有色金属,最后,在一条出料皮带上,对有色金属铜和铝进行人工分捡,最终得到铁、塑料、铜、铝及泡沫产品。为配合环保处置的要求,分别对处置的尾气进行回收处理,泡沫减容处理。(附简图)
经过对国内主要生产线的详细研究,作者分别从破碎、重力分选、破碎出料输送、分散布料等设备/工艺的选择与选型进行分析与探讨。
现有破碎技术中,有采用双轴或四轴撕碎机进行破碎的,有采用高速敲击破碎的,还有采用撕碎+敲击破碎组合的工艺。
冰箱经过初步拆解后,压缩机、主要的内件及易拆的铁件被去除,剩下冰箱主体,因其个体较大,进入破碎机破碎时,若采用高速破碎,刀头冲击、刀轴阻力大,刀具不耐用,整机载荷高,容易出现卡死,另外温升也较高,不利于机器的运行。但因为有高速运行,对于不同质的组分,能有效地实现剥离及离心分离。
采用撕碎时,无论是双轴还是四轴,因为是低速撕碎,对于冰箱外壳这类不硬的物料,可轻松处理,而且对刀具冲击小,可有效保护刀具和刀轴;载荷也相对均匀,磨损量小,发热也小。但对于破碎后的泡沫和铁皮,不易分离,有些容易粘连,造成夹料,造成后段分离困难。
结合撕碎和敲击破碎的原理,对其进行组合应用,即可有效保护刀具和机器,同时,可获得良好的物料剥离,为后续物料分离创造条件,产能也将显著提升。
现在对经破碎后物料的转运提升多采用槽形橡胶皮带。但在实际生产中,物料经高速敲击后,会有一定温升,若采用橡胶皮带会出现皮带老化的问题。采用铁质的排屑链板式输送机取代槽形橡胶皮带,不仅可提高输送带的运行寿命,而且可以起到对物料的快速降温作用,特别用于线路板破碎,意义重大。
传统重力风选的重力通道是直管式,不利于对重质物料的截留,同时有些轻质的塑料也会随泡沫一起带走,影响分选的效果。最近,考察一装置时,发现该重力分选落管为波折形的,原理十分合理,因为波折形能有效阻挡重质、块状物料的通过;当顶部风力一定时,大块的物料和金属类物料会被留下来,轻质泡沫则被吸走,分选效果十分理想。
目前用于分散物料的设备主要是振动分布机,用于振动给料。有些是把该振动分布机设置在磁力分选之后,有些设置在磁力分选之前,理论上可实现物料均匀分散。但此设备存在处理量小的问题,当来料较多,且是一大堆堆到振动分布机上时,振动分布效率下降,布料不均,影响后续工序。为此振动分布机就会制约生产线的处理能力和效率。
此处,建议采用高速皮带,通过高速移运的工作面,对物料进行分散。以解决布料均匀的问题,同时使后续的磁力分捡质量可控,显著提高系统的处理能力。理论上,相同宽度的皮带,其输送能力越大,带面上的物料会更稀薄,有利于后续物料的分拣;反之则物料层厚,后续物料分捡困难。高速皮带的实际运行参数可按具体情况设计,根据前一步给料的情况,振动分布机可以保留或取消。
因为磁力分选,采用辊筒式分选机为主,它需要在一条送料皮带上垂直设置,为此,此高速皮带,可以与磁力分选机合并设计,减少设备投入,也可满足处理要求。
对于冰箱破碎回收生产线,破碎产能及产物分离纯度较为重要,通过分析总结,破碎部分采用低速撕碎+高速敲击破碎最为合理;排屑链板输送机可有效降低破碎物料温升,此工艺借用于线路板破碎意义重大;重力分选采用波折形风道有利于重质物料与泡沫的分离;振动分布机后增设高速皮带,可有效提高生产效率和保证分离纯度,而且可节省设备投资。
此工艺处理线,经过国内某家电拆解企业试运行,在冰箱破碎处理产能上有较大提升,而且分离物的纯度提高,贵金属有效提出,系统运行的稳定性也很好。
[1]中华人民共和国固体废物污染环境防治法
[2]电子废物污染环境防治管理办法 国家环境保护总局令第40号
[3]废旧家电及电子产品回收处理管理条例
[4]《废弃电器电子产品处理污染控制技术规范》(HJ527-2010)