基于回转窑分级冷凝系统的废电路板热解高值化利用中试研究

针对废印刷电路板(WPCBs)传统处理方式存在资源浪费与二次污染等问题，研究人员设计分级冷凝回转窑热解系统，通过控温、控湿及冷凝流速实验，揭示600-700℃和5%含水率为工业最优参数，获得22.4wt%液态产物产率，为WPCBs热解工业化提供关键数据支撑。

　　

随着电子产品迭代加速，全球电子废弃物(WEEE)年产量已突破5360万吨，其中印刷电路板(WPCB)占比达4-7%。这类含30%有机聚合物(如环氧树脂)、30%耐火氧化物(SiO₂等)及40%金属(含Au、Cu等贵金属)的复杂组分，传统机械处理易造成资源浪费，湿法冶金对非金属回收效率低下，而焚烧会产生二噁英等剧毒物质。尽管实验室尺度研究已证实热解技术在300-600℃可实现WPCB减量化与资源化，但工业级应用数据严重匮乏。

中国某研究团队在《Fuel》发表的中试研究，创新设计具备三级冷凝功能的回转窑热解炉，系统考察温度(380-700℃)、原料含水率(0-10wt%)及冷凝流速(0.3-0.5m/s)对三相产物分布的影响。关键技术包括：(1)采用分级冷凝分离重油与轻组分；(2)通过热重-红外联用(TG-FTIR)分析产物组分；(3)基于控制变量法优化工艺参数。

【材料】选用河北某企业FR-4型废电路板，经破碎-水洗-离心预处理，其工业分析显示固定碳9wt%、挥发分40wt%，元素分析含C(37.89wt%)等组分。

【结果与讨论】温度实验表明：气相产物产率随温度升高持续增加，500℃时液态产物达峰值22.4wt%；含水率超过5wt%会降低可燃组分含量；冷凝流速0.3m/s时重油产量提升70%。固态产物含丰富玻璃纤维及官能团，液态产物有机质热值显著，气相含H₂/CO等可燃组分。

【结论】该研究首次建立回转窑系统中WPCB热解三相产物分布模型，明确600-700℃和5%含水率的工业最优参数，证实分级冷凝可提升重油回收率。其意义在于：(1)突破实验室到工业化的技术壁垒；(2)为热解系统能量效率优化提供理论依据；(3)推动电子废弃物处理向"高值化-低碳化"转型。作者团队(Yifei Zhu等)特别指出，该成果对解决WPCB处理中的溴化阻燃剂(BFRs)污染控制具有重要工程参考价值。