随着电子产品更新速度的加快，印刷线路板（PCB）作为电子产品的重要组成部件，其废弃量与日俱增，因此，有关废弃印刷线路板资源化处理的研究也越来越受到学术界的重视。热解处理法具有金属和非金属回收率及回收纯度高、回收过程二次污染风险小等优点，已成为回收处理的主要途经之一。但该技术的推广和应用仍面临许多“瓶颈”，如何实现热解过程的高效传热和传质、提高热利用效率和热解速率、优化热解设备的设计和运行，对废弃印刷线路板实现批量化处理具有重要的研究价值和实际意义。
本文重点研究废弃FR4型印刷线路板在固定床中高温热气体渗流作用下热解过程的传热特性，利用自行设计的热解实验装置，对不同尺寸颗粒料层热解过程中的温度分布进行了对比实验。从能量平衡的角度对实验中系统的能耗情况进行了分析，为热气体渗流热解印刷线路板实验设备的优化设计和运行、提高热解系统的有效热利用率等提供科学依据。此外，对热解生成物进行收集，并对固体、液体、气体生成物的质量占比和化学成分进行了分析，为生成物的资源化利用提供基础数据。
研究结果表明：大尺寸颗粒料层热解区域纵向迁移速度快于小尺寸颗粒料层，对于边长分别为1.5cm、2.5cm和3.5cm的颗粒料层，热解区域沿炉膛高度的迁移速度分别为0.57m/h、0.61m/h和0.68m/h。高温热气体渗流能够使整个料层充分热解，同一高度径向炉膛中心和半径1/2处的温差较小，同一水平面中部物料颗粒都均匀地处于同一热解状态。由于炉子外表面的散热作用，靠近炉膛壁面处物料的升温和热解速度要低于靠近中部的物料。料层热解区域呈现出先中部后周边的渗透趋势，并随着实验的进行沿着料层高度不断上移，直至整个料层热解完成。
通过热平衡分析，发现本实验系统的有效热利用率较低，最高为37.13%。主要热损失为热解装置本体的蓄热和溢出热载气体所带走的热量。线路板颗粒尺寸对热解固体、液体、气体生成物的质量构成几乎没有影响。固体生成物主要是含有硅、氧、钙、碳等元素的玻璃纤维和铜箔；热解油的主要成分为相对分子量在94～308之间的C6～21有机物的混合物，以酚类和酯类物质为主；而不凝性热解气体中主要由具有可燃性的溴甲烷，环氧乙烷、2-甲基-1-丙烯和丙酮等物质组成。 |