废弃印刷线路板热解表观动力学模型研究

化工进展

废弃印刷线路板热解表观动力学模型研究

郭晓娟1，张于峰2，秦贯丰1

1东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室，广东东莞 523808；2天津大学环境科学与工程学院，天津 300072

出版日期:2012-11-05 发布日期:2012-11-07

Kinetic model study on pyrolysis of waste printed circuit board

GUO Xiaojuan 1，Zhang Yufeng 2，QIN Guanfeng1

1 Key Laboratory of Distributed Energy Systems of Guangdong Province, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, Guangdong, China; 2 School of Environmental Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Online:2012-11-05 Published:2012-11-07

摘要/Abstract

摘要： 在探讨废弃印刷线路板热解表观动力学模型时，提出采用蔡式温度积分式实现温度积分的解析解求解，避免了传统FWO温度积分近似式对温度积分展开式高阶项的省略，提高计算精度。采用Levenberg-Marqurdt优化非线性回归方法，运用1stOpt通用全局优化数值计算软件实现热解动力学三因子表观活化能、指前因子、反应级数等参数的求解。研究结果表明：①FR4型印刷线路板表观动力学三因子活化能为250.0 kJ/mol，指前因子为9.495×1019 min－1，反应级数约为7.0；Teflon型印刷线路板表观动力学三因子活化能为183.42 kJ/mol，指前因子8.250×1010 min－1，反应级数约为零。②Teflon型印刷线路板求解的热解模型与实验结果近乎完美性一致，FR4型线路板在主要热解温区内获得很好的预测结果。在失重率小于0.2之后的温度区域存在一定的偏差。

关键词: 印刷线路板, 热解, 动力学模型, 通用全局优化数值计算

Abstract: Based on CAI-temperature integral approximation, more accurate than traditional FWO temperature integral approximation, and Levenberg-Marquardt nonlinear regression, the kinetic parameters of two kinds of PCB respectively were simulated with 1st Opt universal global optimization mathematic software. Pyrolysis experiment was implemented in thermogravimetric analyser (TGA) and the results were compared with kinetic model study. The results showed that：①The apparent activation energy , the pre-exponential factor , and reaction order were 250.0 kJ/mol, 9.495×1019 min?1, 7.0 for FR4-type PCB; 183.42 kJ/molkJ/mol, 8.250×1010 min?1, 0 for Telfon-type PCB. ② The models for Telfon-type PCB were in good agreement with the experimental results. The models for FR4-type PCB agreed quite well with the experimental data in the main pyrolysis temperature zone, but showed some differentiation after thermogravimetric loss rate was less than 0.2.

Key words: printed circuit board, pyrolysis, kinetic model, universal global optimization

郭晓娟1，张于峰2，秦贯丰1. 废弃印刷线路板热解表观动力学模型研究[J]. 化工进展.

GUO Xiaojuan 1，Zhang Yufeng 2，QIN Guanfeng1. Kinetic model study on pyrolysis of waste printed circuit board[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

[1]	金正浩, 封立杰, 李舒宏. 氨水溶液交叉型再吸收式热泵的能量及分析[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 53-63.
[2]	吴雷, 刘姣, 李长聪, 周军, 叶干, 刘田田, 朱瑞玉, 张秋利, 宋永辉. 低阶粉煤催化微波热解制备含碳纳米管的高附加值改性兰炭末[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3956-3967.
[3]	李锦潼, 邱顺, 孙文寿. 煤浆法烟气脱硫中草酸和紫外线强化煤砷浸出过程[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3522-3532.
[4]	杨峥豪, 何臻, 常玉龙, 靳紫恒, 江霞. 生物质快速热解下行式流化床反应器研究进展[J]. 化工学报, 2023, 74(6): 2249-2263.
[5]	李艳辉, 丁邵明, 白周央, 张一楠, 于智红, 邢利梅, 高鹏飞, 王永贞. 非常规服役超临界锅炉的微纳尺度腐蚀动力学模型建立及应用[J]. 化工学报, 2023, 74(6): 2436-2446.
[6]	王承泽, 顾凯丽, 张晋华, 石建轩, 刘艺娓, 李锦祥. 硫化协同老化零价铁增效去除水中Cr（Ⅵ）的作用机制[J]. 化工学报, 2023, 74(5): 2197-2206.
[7]	衣思敏, 马亚丽, 刘伟强, 张金帅, 岳岩, 郑强, 贾松岩, 李雪. 微晶菱镁矿蒸氨及水化动力学研究[J]. 化工学报, 2023, 74(4): 1578-1586.
[8]	陈瑞哲, 程磊磊, 顾菁, 袁浩然, 陈勇. 纤维增强树脂复合材料化学回收技术研究进展[J]. 化工学报, 2023, 74(3): 981-994.
[9]	郑杰元, 张先伟, 万金涛, 范宏. 丁香酚环氧有机硅树脂的制备及其固化动力学研究[J]. 化工学报, 2023, 74(2): 924-932.
[10]	张娜, 潘鹤林, 牛波, 张亚运, 龙东辉. 酚醛树脂热裂解反应机理的密度泛函理论研究[J]. 化工学报, 2023, 74(2): 843-860.
[11]	周桓, 张梦丽, 郝晴, 吴思, 李杰, 徐存兵. 硫酸镁型光卤石转化钾盐镁矾的过程机制与动态规律[J]. 化工学报, 2022, 73(9): 3841-3850.
[12]	马语峻, 刘向军. 多孔陶瓷膜烟气水分回收理论与模型研究[J]. 化工学报, 2022, 73(9): 4103-4112.
[13]	郝泽光, 张乾, 高增林, 张宏文, 彭泽宇, 杨凯, 梁丽彤, 黄伟. 生物质与催化裂化油浆共热解协同作用研究[J]. 化工学报, 2022, 73(9): 4070-4078.
[14]	邵健, 冯军宗, 柳凤琦, 姜勇刚, 李良军, 冯坚. 酚醛树脂基炭微球结构调控与功能化制备研究进展[J]. 化工学报, 2022, 73(9): 3787-3801.
[15]	陈晨, 杨倩, 陈云, 张睿, 刘冬. 不同氧浓度下煤挥发分燃烧的化学动力学研究[J]. 化工学报, 2022, 73(9): 4133-4146.