废旧空调回收处理技术报告书

学校：北京建筑大学

院系：环境能源与工程

班级：环科121

组员：徐若水、段其昌

指导老师：***

完成日期：2015年10月26日

引言

进入 21 世纪，高科技产业迅猛发展，电子技术及其载体更新换代越来越快，电子电器产品的报废淘汰速度也越来越快，由此导致了废旧电子产品的数量也逐年递增。

废旧空调是废旧家用电器的重要组成部分，而废旧家用电器是废旧电子电器设备的重要组成部分。废旧电子电器设备指废弃或淘汰的电子电器设备及其零部件，是城市固体废弃物中一个新兴的类别，也称作“废旧电子电器产品”、“电子垃圾”、“电子废弃物”等。以下均称之为“电子垃圾”。

废旧空调作为电子垃圾的重要组成部分，其材料组成如表1-1所示[1]。从表中不难看出废旧空调中主要的金属材料是铜、铁、铝及其合金，非金属材料中塑料占绝大部分。废旧空调中含有多种有价值的材料，如果不经任何处理直接将其废弃，不仅造成严重的资源浪费，而且会污染环境。如果对其进行有效的回收，不仅可以获得丰富的资源，取得一定的经济利益，而且可以节省原材料开发的费用，减少环境污染。

表1-1 家用空调材料组成及含量

	材料	比例%
金属	铁、铁合金	45.9
	铜、铜合金	18.5
	铝、铝合金	8.6
	其他合金	1.5
塑料	聚丙烯	3.7
	聚乙烯	1.9
	聚苯乙烯	5.6
	ABS	1.9
	AS	0.3
	ASA	0.4
	聚酯	0.6
	加入玻璃纤维的塑料	1.5
	其他塑料	1.6
气体		2
印刷线路板		3.2
气体成分		2.8
合计		100

1. 废旧空调的回收处理工艺

目前我国废旧家电产品处理一般是将其主要零部件，通过自动或手动的方式进行分离，然后将其余部分进行整体粉碎后，再进行材料分离。过程是：废旧家电分类→拆卸等前期预处理→破碎处理→材料分选→各种可再利用的材料和不可回收物。对废旧空调而言，前期预处理的重点是压缩机、电动机、换热器(冷凝器和蒸发器)等零部件的拆卸和制冷剂、机油等的回收[2 ，1]。拆卸完后再分别对压缩机、电动机、换热器进行破碎分选等处理回收。

发达国家废旧空调回收工作开展得较早，并且已经实现网络化、机械化和产业化，发展成利润丰厚的新兴产业。各国的回收企业根据自己的国情，制定出相应的回收方案。日本、欧盟国家在回收管理制度的实施和执行方面走在世界的前列，他们主要采取“生产者联合体”模式，在销售环节对进入市场的电器制造商按市场份额收取处理费，并且成立生产者联合组织，将单个企业的生产者延伸责任转化为企业联合体的共同责任，以提高回收效率，降低运行成本[3]。

日本在家电回收处理方面采用了以减少废弃物排放量（Reduce）、重新使用（Reuse）和废品再生利用（Recycle）为主的 3R 循环体系。该体系规定了零售商、生产厂家和消费者等相关人员的责任和义务，并且形成了自主回收和再资源化的结构路线，取得了良好的社会效益，并得到迅速发展[4]。如松下、东芝开利、美尔可、日立、三洋、大金等都已建立了合资的再利用工厂，并已开始运行。

以东滨废品再利用中心图示为例来具体说明其回收流程。①将拆卸后的空调壳体经剪切破碎，用风力分选机分选出金属和塑料，使轻的塑料破碎成细小的颗粒，然后用活性碳吸附破碎过程中可能产生的有害气体和粉尘。②利用破碎机对风力分选出的金属和板状塑料进行破碎。破碎颗粒通过磁力分选机分离出铁金属，再利用比重分选机、涡电流分选机等分选出铜铁铝等金属、塑料、弱磁性物和粉尘等。③回收的塑料混合物进一步粉碎成小颗粒，再用比重分选和静电分选进一步分选，最后回收的塑料用作高炉还原剂，金属用作铜原料。

图2-1 日本三菱东滨废品再生利用中心的破碎分选工艺

该回收流程工艺的特点是[5]：① 重视制冷剂的回收；② 在预处理过程中拆除压缩机、换

热器、电机等关键部件；③ 对手工拆卸后的剩余部分进行破碎，采用涡流分选、风力分选、磁力分选及静电分选等技术对固体颗粒进行材料分离；④破碎物混合在一起，分选工序多，回收工艺复杂；⑤设备自动化程度高，资金投入大，易造成企业亏损。

2. 废旧空调关键部件的处理技术

废旧空调的关键部件主要包括制冷剂、换热器（冷凝器、蒸发器）、压缩机、印刷电路板、电动机，对于这些关键部件的回收，国内外都发明了相关的处理技术。

制冷剂的回收技术国内主要有，南平师范高等专科学校的吴泽球[6]提出了一种全封闭系统内流体的回收技术方案（如图 3-1 所示），并申请中国专利（专利号 ZL96103097.6），主要用于回收冰箱等全封闭系统的冷媒。天津科技大学机械工程学院的陈东、谢继红等[7]人提出了一种基于低温方法的制冷剂回收装置。用低温方法回收制冷剂就是基于制冷剂相变压力随温度变化的这一特性，其原理如图 3-2 所示。

图3-1冷媒回收原理图

图3-2 低温方法回收制冷剂

压缩机的回收技术关键是开盖技术。对于压缩机开盖，目前国内主要采用手工或手工同机械相结合的拆卸方式。典型的开盖技术有：手提剧切割、等离子切割、氧-乙炔气割、砂轮片切割、车床车削、铣刀开盖等[8]。开盖完后，对压缩机内部电机、轴承、垫片等分别进行回收。

换热器的回收通常采用热熔法、化学法和机械物理法。热熔法主要是利用换热器中铝金属和铜金属的熔点相差较大这一物理特性进行的。铝的熔点是 660℃，铜的熔点是 1083℃，二者相差 423℃。热熔法处理换热器的基本步骤是：①先对换热器进行预处理。用手工工具去除铁安装支架，但保持铜管的完整性；②将预处理过的换热器挂在铁钩上，由传送带送至铝炉，并在长方形的铝炉内停滞一段时间，进行熔铝操作；③熔铝后的铜管由传送带送出铝炉。铝炉在起始时间内应该有一定量的铝液；铝炉采用坩埚式电阻炉；铝炉的加热温度控制在 665℃~675℃之间。换热器在铝炉内的时间可以通过编程程序或者通过 PLC 进行控制；时间可以通过实际生产过程进行确定；由于铁的熔点是 1535℃，因此换热器可以通过铁钩在传送带上进行传送。如图 3-3 所示为“热熔法”处理换热器的简单示意图。

图3-3 “热熔法”处理换热器原理图

采用机械物理法对换热器材料进行回收，主要工序有：预处理、切割、挤压、辊轧、破碎、振动分选和风力分选。机械物理法处理换热器的特点是处理程序较多，处理步骤较繁琐，使用设备较多，但是该处理方法中使用的设备除了破碎机结构较特殊外，其他设备均属常规回收处理设备，可以同其他处理程序共同使用。该方法虽然复杂，但是对换热器铜铝材料的分离相对较好，对环境污染较热熔法及化学方法相比要小很多，且该处理方法形成流水线，对换热器的回收处理速度较快。因此，该方法适用于大批量回收处理。

废弃印刷线路板的回收处理技术主要采用激光加热、红外线加热、及热液体加热进行SMD

元件脱焊。THD原件的脱出主要通过加热法将焊锡融化，如图3-4所示，该装置主要包括进料装置、加热翻转装置和冲击振动装置。该装置利用熔锡快速加热废旧印刷电路板，使其电子元器件脱焊后，通过振动装置快速拆除 THD 元件。对废弃电路板常采用填埋、焚烧和机械处理的方法，机械处理主要有破碎、颗粒筛选、静电分选技术。

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