Study on the Pyrolysis Kinetics of Waste Mobile Phones 汪敬祐、吳照雄
E-mail: 387129@mail.dyu.edu.tw
ABSTRACT
As information technology industry developed prosperously, waste mobile phones increased day by day, which carried out the problem of how to deal with the waste mobile phones urgently. There are a variety of mobile phones. Some contain high cost materials and some even contain toxic materials which cause serious pollution to the environment. Therefore, it must can reduce the environment pollution problems and recycle the useful materials if we dispose appropriately. The study is based on discussing the effect of metal Cu on the pyrolysis of waste mobile phones main component (plastic housing, circuit board, and screen). By thermogravimetric analyzer (TGA), we discuss the kinetics of waste mobile phones pyrolysis in nitrogen environment with different heating rate (each one is 2, 5,10 K/min). By the TGA curves of individual components under different reaction conditions, the kinetic parameters (activation energy (E), frequency factor (A) and reaction order (n)) were obtained and the kinetic equations were obtained. The TGA curves of waste mobile pyrolysis can be calculated according to the weighting sum of individual components.
The study shows that the coefficient of determination between experiment and calculation in nitrogen environment without metal Cu and heating rate are 2, 5 and 10 K/min, plastic housing are 0.99, 0.99 and 0.99, circuit board are 0.97, 0.95 and 0.81, screen are 0.97, 0.99 and 0.99, mixed plastic are 0.95, 0.96 and 0.94 and mixed plastic with metal Cu are 0.98, 0.98 and 0.97. It shows that one stage’s reaction is applicable to the pyrolysis reaction of mobile phones’ plastic housing and screen; then, two stage’s reaction is applicable to the pyrolysis reaction of mobile phones’ circuit board, mixed plastic and mixed plastic with metal Cu.
Keywords : waste mobile phones、pyrolysis、recycling、kinetics
Table of Contents
封面內頁 頁次 簽名頁 中文摘要 iii 英文摘要 iv 誌謝 v 目錄 vi 圖目錄 x 表目錄 xiv 符號說明 xv 第一章 緒論 1 1.1 研究緣起 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究內容與流程 2 第二章 文獻回顧與基本理論 5 2.1 廢手機回收相關資訊 5 2.1.1國內回收量 5 2.1.2國內 回收政策 7 2.1.3回收再利用情形 7 2.2 廢手機基本性質及定義 10 2.2.1熱裂解 10 2.2.2廢手機基本組成構造 11 2.2.3塑膠熱裂 解相關文獻 12 2.2.4印刷電路板熱裂解相關文獻 16 2.2.5螢幕裂解、回收相關文獻 19 2.3 動力學基本理論分析 20 第三章 實 驗設備與分析方法 26 3.1 樣品成分分析 26 3.1.1 廢手機拆解質量平衡 26 3.1.2 三成分分析 27 3.1.3 元素分析 29 3.1.4 熱值分 析 31 3.1.5 熱重量分析 34 3.2 熱裂解實驗 40 3.3 產物分析 45 3.3.1 固體產物 46 3.3.1.1採樣方法 46 3.3.1.2 元素分析 46 3.3.1.3 金屬及無機元素分析 46 3.3.1.4 熱值分析 48 3.3.2 液體產物 49 3.3.2.1 採樣方法 49 3.3.2.2熱值分析 49 3.3.2.3液體成分 分析 50 3.3.3 氣體產物 52 第四章 結果與討論 54 4.1 廢手機拆解質量平衡及樣品性質分析 54 4.1.1 建立廢手機質量平衡各部 分之比例 54 4.1.2 三成分分析 57 4.1.3 元素分析 57 4.1.4 熱值分析 58 4.2 廢手機之熱裂解動力學 60 4.2.1 塑膠殼反應動力模 式建立 60 4.2.2 印刷電路板反應動力模式建立 67 4.2.3 螢幕反應動力模式建立 75 4.2.4 混合塑膠反應動力模式建立 82 4.3 金 屬Cu對廢手機熱裂解的影響 90 4.3.1 廢手機添加金屬Cu熱裂解重量殘餘率之比較 90 4.3.2 廢手機混合塑膠添加金屬Cu反應 動力模式建立 94 4.4 固體殘餘物分析 103 4.4.1 固、液、氣百分比組成分析 .103 4.4.2 固體殘餘物元素分析 103 4.4.3 固體殘 餘物熱值分析 103 4.4.4 固體殘餘物金屬及無機元素分析 104 4.5 液體產物分析 107 4.4.1 液體產物熱值分析 107 4.4.2 液體產 物成分分析 107 4.6 氣體產物成分分析 110 第五章 結論與建議 111 5.1 結論 111 5.2 建議 113 參考文獻 114
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