阅读说明：本技术 一种基于微波热脱水的pcb膜渣减量化处理系统和方法 (A kind of PCB film slag reduction treatment system and method based on microwave heat dehydration ) 是由 陆严宏 宋传京 叶自洁 杨江丽 谈珏 胡剑波 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理系统和方法,该系统包括：进料系统：用于输送PCB膜渣,微波处理系统：与所述进料系统的出料端连接,用于对PCB膜渣进行微波处理,水汽回收系统：与所述微波处理系统的水汽输出端连接,用于回收所述微波处理系统中产生的水汽,膜渣回收系统：与所述微波处理系统的膜渣输出端连接,用于回收所述微波处理系统中产生的膜渣,控制系统：用于控制所述所述进料系统、微波处理系统、水汽回收系统及膜渣回收系统工作。本发明技术方案提高PCB膜渣的脱水效率和脱水效果,降低处理成本。(The invention discloses a kind of PCB film slag reduction treatment system and method based on microwave heat dehydration, the system includes: feed system: for conveying PCB film slag, microwave processing system: it is connect with the discharge end of the feed system, for carrying out microwave treatment to PCB film slag, steam recovery system: it is connect with the steam output end of the microwave processing system, for recycling the steam generated in the microwave processing system, film slag recovery system: it is connect with the film slag output end of the microwave processing system, for recycling the film slag generated in the microwave processing system, control system: for controlling the feed system, microwave processing system, steam recovery system and the work of film slag recovery system.Technical solution of the present invention improves the dehydration efficiency and dehydrating effect of PCB film slag, reduces processing cost.)

一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理系统和方法

技术领域

本发明涉及PCB膜渣处理技术领域，特别涉及一种基于微波热脱水的PCB减量化处理系统和方法。

背景技术

印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)制作过程的退膜工序产生固态废渣即为PCB膜渣。PCB膜渣整体呈粘胶状、粘性较高、透水性较差，其含水率大于60％，表面容易结壳，内部水份无法挥发。PCB膜渣列入《国家危险废物名录》，企业无法自行处理。若不加以脱水处理而直接委托有资质处理厂商进行焚烧处理，将严重影响委外处理费用，增加企业运营成本，同时也无法满足政府环保部门对企业危险废弃物总量控制。

现有的膜渣减量化处理系统和方法普遍采用离心脱水、螺旋挤压脱水、酸化-压滤脱水，这种脱水方式脱除的水量有限，脱水后得到的膜渣中还是含有一小部分水，脱水效率低，脱水效果差，最终膜渣委外处理的费用还是较高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于微波热脱水的PCB减量化处理系统和方法，旨在提高PCB膜渣的脱水效率和脱水效果，降低处理成本。

为实现上述目的，本发明提出的一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理系统，包括：

进料系统：用于输送PCB膜渣，

微波处理系统：与所述进料系统的出料端连接，用于对PCB膜渣进行微波处理，所述微波处理系统包括一反应腔体，所述反应腔体内安装一用于输送PCB膜渣的输送装置，所述反应腔体内还安装有至少一个对PCB膜渣进行微波处理的微波发生装置、至少一个用于检测反应腔体内温度的温度变送器，水汽回收系统：与所述微波处理系统的水汽输出端连接，用于回收所述微波处理系统中产生的水汽，

膜渣回收系统：与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，用于回收所述微波处理系统中产生的膜渣，

控制系统：与所述进料系统、微波处理系统、水汽回收系统及膜渣回收系统控制连接，用于控制所述所述进料系统、微波处理系统、水汽回收系统及膜渣回收系统工作。

优选地，所述进料系统包括依次连接斗式提升机、称重皮带给料机及进料斗，所述进料斗内安装一双螺旋推进器；所述称重皮带给料机与所述进料斗通过第一气动插板阀连接，所述进料斗通过第二气动插板阀与所述微波处理系统连接。

优选地，所述膜渣输送装置包括一沿所述反应腔体长度方向安装的螺旋推进器，所述反应腔体上方沿所述螺旋推进器的推进方向安装有若干微波发生装置，且若干所述微波发生装置之间安装有温度变送器。

优选地，所述水汽回收系统包括依次连接的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的排气口通过一真空泵与所述第二冷凝器连通，所述第二冷凝器的排气口与外界废气回收系统连接；所述第一冷凝器和第二冷凝器的排水口通过一冷凝水泵与一冷凝水箱连通。

优选地，所述膜渣回收系统包括一出料斗，所述出料斗的进料端通过一第三气动插板阀与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，所述出料斗的出料端依次通过一手动插板阀、旋转卸料阀及失重称与一刮板输送机的进料端连接，所述刮板输送机的出料端连接一自动打包机；所述出料斗顶部还安装有雷达料位计和真空释放阀，所述出料斗侧壁安装有阻旋料位计和氮气保护装置，所述出料斗底部安装有空气炮和振动器，所述出料斗内还安装一用于称重的计量称。

本发明还提出一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理方法，包括如下步骤：

步骤S1：将PCB膜渣通过进料系统输送至微波处理系统；

步骤S2：通过所述微波处理系统对PCB膜渣进行微波加热处理和输送，调节微波处理系统的加热温度为50℃～180℃，调节PCB膜渣微波加热时间为3min～5min；

步骤S3：通过水汽回收系统对步骤S2中产生的水汽和膜渣分别进行回收；

步骤S3具体包括：通过水汽回收系统对水汽进行回收，通过膜渣回收系统对膜渣进行回收。

优选地，所述进料系统包括依次连接斗式提升机、称重皮带给料机及进料斗，所述进料斗内安装一双螺旋推进器；所述称重皮带给料机与所述进料斗通过第一气动插板阀连接，所述进料斗通过第二气动插板阀与所述微波处理系统连接。

优选地，所述微波处理系统包括一反应腔体，所述反应腔体内安装一用于输送PCB膜渣的输送装置，所述反应腔体内还安装有至少一个对PCB膜渣进行微波处理的微波发生装置、至少一个用于检测反应腔体内温度的温度变送器。

优选地，所述水汽回收系统包括依次连接的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的排气口通过一真空泵与所述第二冷凝器连通，所述第二冷凝器的排气口与外界废气回收系统连接；所述第一冷凝器和第二冷凝器的排水口通过一冷凝水泵与一冷凝水箱连通。

优选地，所述膜渣回收系统包括一出料斗，所述出料斗的进料端通过一第三气动插板阀与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，所述出料斗的出料端依次通过一手动插板阀、旋转卸料阀及失重称与一刮板输送机的进料端连接，所述刮板输送机的出料端连接一自动打包机；所述出料斗顶部还安装有雷达料位计和真空释放阀，所述出料斗侧壁安装有阻旋料位计和氮气保护装置，所述出料斗底部安装有空气炮和振动器，所述出料斗内还安装一用于称重的计量称。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：对PCB膜渣粘胶状、透水性较差、表面容易结壳、内部水份无法挥发的特性，采用微波加热原理及主要特点对PCB膜渣脱水，脱水效率高，脱水效果好，无需酸化，无二次污染。PCB膜渣减量化处理后，更加便于焚烧，也可节省委外处理费，对环境的污染也得到很大程度的减少，达到了经济效益和环境保护共赢的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明PCB膜渣减量化处理系统结构图；

图2为本发明PCB膜渣减量化处理方法流程图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

参考图1和图2，图1为本发明PCB膜渣减量化处理系统结构图；图2为本发明PCB膜渣减量化处理方法流程图；

本实施例提出的一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理系统，包括：

进料系统：用于输送PCB膜渣，

微波处理系统：与所述进料系统的出料端连接，用于对PCB膜渣进行微波处理，所述微波处理系统包括一反应腔体21，所述反应腔体21内安装一用于输送PCB膜渣的输送装置22，所述反应腔体21内还安装有至少一个对PCB膜渣进行微波处理的微波发生装置23、至少一个用于检测反应腔体21内温度的温度变送器24，

水汽回收系统：与所述微波处理系统的水汽输出端连接，用于回收所述微波处理系统中产生的水汽，

膜渣回收系统：与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，用于回收所述微波处理系统中产生的膜渣，

控制系统：与所述进料系统、微波处理系统、水汽回收系统及膜渣回收系统控制连接，用于控制所述所述进料系统、微波处理系统、水汽回收系统及膜渣回收系统工作。应当说明的是，所述控制系统设置为现有技术中常用的PLC控制系统，通过输入程序，控制整个处理系统正常作业。

进一步地，所述进料系统包括依次连接斗式提升机11、称重皮带给料机12及进料斗13，所述进料斗13内安装一双螺旋推进器14；所述称重皮带给料机12与所述进料斗13通过第一气动插板阀15连接，所述进料斗13通过第二气动插板阀16与所述微波处理系统连接。

进一步地，所述膜渣输送装置22包括一沿所述反应腔体21长度方向安装的螺旋推进器，所述反应腔体21上方沿所述螺旋推进器的推进方向安装有若干微波发生装置23，且若干所述微波发生装置23之间安装有温度变送器24。所述微波发生装置23设置为现有技术中常用的微波发生器，双螺旋推进器14和螺旋推进器均连接在驱动装置驱动端，驱动装置设置为驱动马达。应当说明的是，微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部，加热达到生产所需求的一种技术。常用的微波频率有915MHz和2450MHz。物质中的极性分子在电磁场中从原来的随机排列转变成按照电场的极性方向排列，在微波作用下，这些排列运动以每秒十几亿次的频率不断变化，分子间产生剧烈运动并碰撞摩擦，从而产生热量，将电能转化成物质内的热能，使物质的温度不断地升高。

进一步地，所述水汽回收系统包括依次连接的第一冷凝器31和第二冷凝器32，所述第一冷凝器31的排气口通过一真空泵33与所述第二冷凝器32连通，所述第二冷凝器32的排气口与外界废气回收系统连接；所述第一冷凝器31和第二冷凝器32的排水口通过一冷凝水泵34与一冷凝水箱35连通。

进一步地，所述膜渣回收系统包括一出料斗41，所述出料斗41的进料端通过一第三气动插板阀42与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，所述出料斗41的出料端依次通过一手动插板阀43、旋转卸料阀44及失重称45与一刮板输送机46的进料端连接，所述刮板输送机46的出料端连接一自动打包机47；所述出料斗41顶部还安装有雷达料位计48和真空释放阀49，所述出料斗41侧壁安装有阻旋料位计410和氮气保护装置411，所述出料斗41底部安装有空气炮412和振动器413，所述出料斗41内还安装一用于称重的计量称414。

具体地，PCB膜渣通过斗式提升机11输送至称重皮带给料机12精确测量后，开启第一气动插板阀15，将PCB膜渣送入进料斗13。通过称重皮带给料机12的精确测量，可以有效控制加入进料斗13的PCB膜渣，防止进料斗13内的PCB膜渣超过额定容量。关闭第一气动插板阀15，开启第二气动插板阀16，启动驱动装置，双螺旋推进器14将进料斗13中的PCB膜渣推送至反应腔体21内，螺旋推进器将PCB膜渣沿其反应腔体21的长度方向推送。此时，启动微波发生装置23，把PCB膜渣内的水分变为水汽，并通过温度变送器24检测反应腔体21内的温度远传至PLC系统，自动控制微波发生装置23的功率，调节微波加热的温度。应当说明的是，反应腔体21内的温度通过PLC控制系统控制调节微波发生装置23的功率及驱动装置的转速，从而控制反应腔体21内区域温度在50℃-180℃范围，PCB膜渣在反应腔体21内的停留时间保持3min-15min。

微波处理系统中产生的水汽通过水汽输出端进入水汽回收系统，水汽首先进入第一冷凝器31内进行冷凝，冷凝后的冷凝水经冷凝水泵34回收至冷凝水箱35。第一冷凝器31内剩余的气体通过真空泵33进入第二冷凝器32进行二次冷凝，二次冷凝后的冷凝水经冷凝水泵34回收至冷凝水箱35，二次冷凝剩下的气体排出至外接的废气处理系统进行处理。

反应腔体21的内螺旋推进器将PCB膜渣向前推送过程中，第三气动插板阀42常开，PCB膜渣进入出料斗41内，出料斗41顶部设有雷达料位计48不间断监控料位、真空释放阀49在气压不正常时时保护出料斗41内不受过量的正压和负压影响。当出料斗41内料位过高或过低时，侧壁的阻旋料位计410自动报警远传至PLC控制系统。出料斗41底部的空气炮412与振动器413可以有效防止PCB膜渣的粘壁与板结堵塞出料口。当出料斗41内温度过高时可以开启氮气保护装置411。

当出料斗41的存储空间不足时，开启计量称414，一次计量本次卸出PCB膜渣的重量，打开手动插板阀43，开启旋转卸料阀44，PCB膜渣进入失重称45二次计量，二次计量后PCB膜渣通过刮板输送机46进入自动打包机47，对PCB膜渣进行打包。

以下，结合具体实施例对本发明进行进一步说明：

对含水率为60％的PCB膜渣进行处理，微波发生装置23的输出功率为1000W，频率为2.45GHz，对PCB膜渣进行加热脱水，控制反应腔体21内区域温度在50℃-180℃范围，PCB膜渣在反应腔体21内的停留时间保持3min-5min；具体地，本实施例中，微波发生装置23的数量设置为三个，依次沿螺旋推进器的推进方向安装，温度变送器24的数量设置为两个，分别安装在第一个微波发生装置23和第二个微波发生装置23之间，以及第三个微波发生装置23后方，反应腔体21划分为两个区域，第一区域内设有第一个微波发生装置23，第二区域内设有第二个微波发生装置23和第三个微波发生装置23，其中，第一区域温度控制在50-100℃，保持PCB膜渣在第一区域内停留时间3min，第二区域温度控制在100-180℃，保持PCB膜渣在第一区域内停留时间2min；最后，取脱水后的PCB膜渣样分析PCB膜渣的含水量为5％。

本发明还提出一种基于微波热脱水的PCB膜渣减量化处理方法，包括如下步骤：

步骤S1：将PCB膜渣通过进料系统输送至微波处理系统；

步骤S2：通过所述微波处理系统对PCB膜渣进行微波加热处理和输送，调节微波处理系统的加热温度为50℃～180℃，调节PCB膜渣微波加热时间为3min～5min；

步骤S3：通过水汽回收系统对步骤S2中产生的水汽和膜渣分别进行回收；

步骤S3具体包括：通过水汽回收系统对水汽进行回收，通过膜渣回收系统对膜渣进行回收。

应当说明的是，上述步骤通过现有技术中常用的PLC控制系统控制。

进一步地，所述进料系统包括依次连接斗式提升机11、称重皮带给料机12及进料斗13，所述进料斗13内安装一双螺旋推进器14；所述称重皮带给料机12与所述进料斗13通过第一气动插板阀15连接，所述进料斗13通过第二气动插板阀16与所述微波处理系统连接。

进一步地，所述微波处理系统包括一反应腔体21，所述反应腔体21内安装一用于输送PCB膜渣的输送装置22，所述反应腔体21内还安装有至少一个对PCB膜渣进行微波处理的微波发生装置23、至少一个用于检测反应腔体21内温度的温度变送器24。具体地，所述膜渣输送装置22包括一沿所述反应腔体21长度方向安装的螺旋推进器，所述反应腔体21上方沿所述螺旋推进器的推进方向安装有若干微波发生装置23，且若干所述微波发生装置23之间安装有温度变送器24。所述微波发生装置23设置为现有技术中常用的微波发生器，双螺旋推进器14和螺旋推进器均连接在驱动装置驱动端，驱动装置设置为驱动马达。应当说明的是，微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部，加热达到生产所需求的一种技术。常用的微波频率有915MHz和2450MHz。物质中的极性分子在电磁场中从原来的随机排列转变成按照电场的极性方向排列，在微波作用下，这些排列运动以每秒十几亿次的频率不断变化，分子间产生剧烈运动并碰撞摩擦，从而产生热量，将电能转化成物质内的热能，使物质的温度不断地升高。

进一步地，所述水汽回收系统包括依次连接的第一冷凝器31和第二冷凝器32，所述第一冷凝器31的排气口通过一真空泵33与所述第二冷凝器32连通，所述第二冷凝器32的排气口与外界废气回收系统连接；所述第一冷凝器31和第二冷凝器32的排水口通过一冷凝水泵34与一冷凝水箱35连通。

进一步地，所述膜渣回收系统包括一出料斗41，所述出料斗41的进料端通过一第三气动插板阀42与所述微波处理系统的膜渣输出端连接，所述出料斗41的出料端依次通过一手动插板阀43、旋转卸料阀44及失重称45与一刮板输送机46的进料端连接，所述刮板输送机46的出料端连接一自动打包机47；所述出料斗41顶部还安装有雷达料位计48和真空释放阀49，所述出料斗41侧壁安装有阻旋料位计410和氮气保护装置411，所述出料斗41底部安装有空气炮412和振动器413，所述出料斗41内还安装一用于称重的计量称414。

具体地，PCB膜渣通过斗式提升机11输送至称重皮带给料机12精确测量后，开启第一气动插板阀15，将PCB膜渣送入进料斗13。通过称重皮带给料机12的精确测量，可以有效控制加入进料斗13的PCB膜渣，防止进料斗13内的PCB膜渣超过额定容量。关闭第一气动插板阀15，开启第二气动插板阀16，启动驱动装置，双螺旋推进器14将进料斗13中的PCB膜渣推送至反应腔体21内，螺旋推进器将PCB膜渣沿其反应腔体21的长度方向推送。此时，启动微波发生装置23，把PCB膜渣内的水分变为水汽，并通过温度变送器24检测反应腔体21内的温度远传至PLC系统，自动控制微波发生装置23的功率，调节微波加热的温度。应当说明的是，反应腔体21内的温度通过PLC控制系统控制调节微波发生装置23的功率及驱动装置的转速，从而控制反应腔体21内区域温度在50℃-180℃范围，PCB膜渣在反应腔体21内的停留时间保持3min-15min。

微波处理系统中产生的水汽通过水汽输出端进入水汽回收系统，水汽首先进入第一冷凝器31内进行冷凝，冷凝后的冷凝水经冷凝水泵34回收至冷凝水箱35。第一冷凝器31内剩余的气体通过真空泵33进入第二冷凝器32进行二次冷凝，二次冷凝后的冷凝水经冷凝水泵34回收至冷凝水箱35，二次冷凝剩下的气体排出至外接的废气处理系统进行处理。

反应腔体21的内螺旋推进器将PCB膜渣向前推送过程中，第三气动插板阀42常开，PCB膜渣进入出料斗41内，出料斗41顶部设有雷达料位计48不间断监控料位、真空释放阀49在气压不正常时时保护出料斗41内不受过量的正压和负压影响。当出料斗41内料位过高或过低时，侧壁的阻旋料位计410自动报警远传至PLC控制系统。出料斗41底部的空气炮412与振动器413可以有效防止PCB膜渣的粘壁与板结堵塞出料口。当出料斗41内温度过高时可以开启氮气保护装置411。

当出料斗41的存储空间不足时，开启计量称414，一次计量本次卸出PCB膜渣的重量，打开手动插板阀43，开启旋转卸料阀44，PCB膜渣进入失重称45二次计量，二次计量后PCB膜渣通过刮板输送机46进入自动打包机47，对PCB膜渣进行打包。

以下，结合具体实施例对本发明进行进一步说明：

对含水率为60％的PCB膜渣进行处理，微波发生装置23的输出功率为1000W，频率为2.45GHz，对PCB膜渣进行加热脱水，控制反应腔体21内区域温度在50℃-180℃范围，PCB膜渣在反应腔体21内的停留时间保持3min-5min；具体地，本实施例中，微波发生装置23的数量设置为三个，依次沿螺旋推进器的推进方向安装，温度变送器24的数量设置为两个，分别安装在第一个微波发生装置23和第二个微波发生装置23之间，以及第三个微波发生装置23后方，反应腔体21划分为两个区域，第一区域内设有第一个微波发生装置23，第二区域内设有第二个微波发生装置23和第三个微波发生装置23，其中，第一区域温度控制在50-100℃，保持PCB膜渣在第一区域内停留时间3min，第二区域温度控制在100-180℃，保持PCB膜渣在第一区域内停留时间2min；最后，取脱水后的PCB膜渣样分析PCB膜渣的含水量为5％。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。