廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析

胡菁菁，時章明，，艾元方

（1.中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410083；2.湖南節(jié)能評價技術(shù)研究中心,湖南長沙410083）

廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析

胡菁菁1，時章明1，2，艾元方1

（1.中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410083；2.湖南節(jié)能評價技術(shù)研究中心,湖南長沙410083）

對廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，分析結(jié)果表明，該技術(shù)具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，各項目的財務(wù)指標(biāo)良好，抗風(fēng)險能力較強，為項目產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

廢線路板；資源化；U形爐；經(jīng)濟(jì)分析

印刷電路板是整個電子工業(yè)的基礎(chǔ)，幾乎所有的電子電器產(chǎn)品中都會使用電路板[1]。近年來，世界印刷電路板業(yè)平均增長率為8%～9%，中國內(nèi)地的增長率更是達(dá)到了14.4%[2]。廢線路板中的金屬品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾至上百倍，并且與傳統(tǒng)的金屬礦山開采、加工得到的價值相比，從廢棄線路板中提煉各種稀貴金屬要比開礦容易得多，所以稱之為“金礦”是當(dāng)之無愧的[3]。同時，印刷電路板中高分子材料主要是塑料或樹脂[4，5]，屬危險廢棄物，又含有鉛、汞、六價鉻、聚氯乙烯塑料等多種有害物質(zhì)[6-9]，它們是線路板中阻燃劑的主要成分，也是致畸、致突變、致癌物質(zhì)，會對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。廢線路板的高資源化價值和高環(huán)境風(fēng)險，使其成為當(dāng)今國內(nèi)外電子廢棄物資源化技術(shù)研究領(lǐng)域的重點。目前，中國廢線路板處理主要以家庭式作坊為主，采用酸洗、焚燒等原始落后工藝方法，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和居民健康造成嚴(yán)重的威脅[10,11]。本項目的廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)為廢線路板資源化處置提供了一種綠色和高效的新途徑。為了盡快將新工藝加以推廣和應(yīng)用，對廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，為項目產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)的技術(shù)分析

1.1工藝流程

如圖1所示，本項目的廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)包括U形閃速熔煉爐和煙氣凈化系統(tǒng)，其中U形爐包括燃燒塔、熔煉池和消毒塔3部分。

廢線路板粉末通過旋流燃燒器進(jìn)入燃燒塔中，邊下落邊干餾熱解燃燒，燃燒放熱作用下金屬被迅速加熱到熔融狀態(tài)，落入熔煉池的高溫熔液中并沉積于熔煉池底部，高溫溶液向下游游動并能理想分離，最后排渣口排出高溫熔渣，從放銅口放出高純度銅液。從燃燒塔流出的未燃燼有毒害氣體在熔煉池氣相空間繼續(xù)燃燒后進(jìn)入消毒塔。在消毒塔里進(jìn)行旋流燃燒，然后在消毒塔排煙口負(fù)壓、消毒塔高度形成的抽吸力和消毒塔底部補進(jìn)助燃空氣旋流抽吸力作用下螺旋上升排出消毒塔。從消毒塔排出來的煙氣進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)，首先流經(jīng)U形冷卻器和W形重力沉降室脫除煙氣中的大部分粗顆粒（粉塵），而且W形重力沉降室中會噴吹石灰石粉末堿性吸收劑吸收煙氣中的酸性氣體（主要是HCl、HBr鹵化氫），然后煙氣進(jìn)入陶瓷球蓄熱室實現(xiàn)煙氣急冷，避免煙氣凈化管道中二惡英低溫再合成，陶瓷蓄熱器還去除了煙氣中剩下的粗顆粒，煙氣接著來到活性炭粉混合器里，活性炭吸附煙氣中的重金屬，然后煙氣進(jìn)入布袋除塵器，前面吸收了酸性氣體的石灰粉和吸附了重金屬的活性炭及煙氣中細(xì)塵、微塵都將在此脫除，剩余的煙氣來到煙氣預(yù)熱室，預(yù)熱室中噴吹氨氣中和煙氣中剩余的酸性氣體，然后煙氣接著流經(jīng)二惡英催化去除器，用催化氧化法脫除二惡英類等污染物，流經(jīng)NOx催化去除器，用氨選擇性催化還原法脫除氮氧化物，最后煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，從環(huán)保煙囪排出。

1.2技術(shù)特點

U形廢棄物高溫資源化處置爐具有燃燒熔煉及尾氣充分氧化3個功能區(qū)獨立設(shè)置，燃燒塔旋流燃燒有機廢料和熔化金屬、熔煉池快速造渣貧化、熔煉池和消毒塔高溫旋流燃燒有毒害尾氣，自熱處置等多重特征，詳見圖2。而煙氣凈化系統(tǒng)采用了多級二段除塵，高比表面積陶瓷蓄熱實現(xiàn)煙氣急冷及中低溫催化法凈化煙氣的新技術(shù)，能夠從源頭上抑制二惡英的產(chǎn)生。

圖1 廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)

圖2 U形廢棄物高溫資源化處置爐

1.3生產(chǎn)規(guī)模

廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模為1 t/h，每天生產(chǎn)16 h，連續(xù)運行，年生產(chǎn)220 d，每年可處置廢線路板3 520 t；主要產(chǎn)品為陽極銅（再生銅），廢線路板中銅的含量20%，銅回收率100%，因此陽極銅的年產(chǎn)量為704 t。

2 廢線路板高溫資源化處置系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析

2.1投資估算

2.1.1總投資估算

總投資包括建設(shè)投資、流動資金和建設(shè)期利息，其中建設(shè)投資又包括固定資產(chǎn)投資、無形資產(chǎn)投資、其他資產(chǎn)投資和預(yù)備費。假設(shè)項目建設(shè)期為1年，第2年投產(chǎn)后生產(chǎn)負(fù)荷就達(dá)到生產(chǎn)能力的100%，經(jīng)濟(jì)壽命期為10年，且總投資建設(shè)單位全部自籌?？偼顿Y估算結(jié)果見表1。

2.1.2總成本費用估算

總成本費用由可變成本和固定成本組成，其中可變成本包括外購原料費和外購燃料及動力費，固定成本包括工資及福利費、維修費、其他費用、折舊費、攤銷費和利息支出。估算說明：廢線路板價格為6 500元/t，產(chǎn)品陽極銅價格為48 290元/t；項目固定資產(chǎn)折舊采用平均年限折舊法計算，土建房屋按照25年折舊，機械設(shè)備按照10年折舊，固定資產(chǎn)殘值率取5%；無形資產(chǎn)及其他資產(chǎn)攤銷采用直線法計算，取攤銷年限為10年，凈值為零；工作人員為20人，平均工資標(biāo)準(zhǔn)為2 500元/人·月，福利費按14%提取；項目修理費用按固定資產(chǎn)原值的2%計提；其他管理費用人均20 000元計提，其他營業(yè)費按銷售收入的5%計提，其他制造費按固定資產(chǎn)原值的2.5%計提。總成本費用估算結(jié)果見表2。

表1 總投資估算表

表2 總成本費用估算表

2.2項目經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)

項目選取利潤率、凈現(xiàn)值、投資回收期和內(nèi)部收益率經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價[12]。計算經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)首先需要編制現(xiàn)金流量表，現(xiàn)金流量計算結(jié)果見表3。評價說明：增值稅率為17%，城市建設(shè)稅為增值稅的5%，教育附加稅為增值稅的3%，地方教育費附加為增值稅的2%，企業(yè)所得稅為25%。項目經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算結(jié)果：項目投資內(nèi)部收益率為38.51%；財務(wù)凈現(xiàn)值為1 256萬元；項目3.18年（含建設(shè)期）能夠收回全部投資；項目總投資收益率為74.59%，資本金凈利潤率為55.94%，上經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均高于行業(yè)基準(zhǔn)水平。

2.3敏感性分析

敏感性分析是分析各種不確定性因素在一定幅度變化時，對項目經(jīng)濟(jì)效果的影響和影響程度。若某參數(shù)的小幅度變化能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)的較大變化，則稱此參數(shù)為敏感性因素[13]。根據(jù)項目特點，這里選取建設(shè)投資、年營業(yè)收入和年經(jīng)營成本作為敏感性因素，選取財務(wù)內(nèi)部收益率、動態(tài)投資回收期作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并作了提高5%和降低5%的單因素變化對財務(wù)內(nèi)部收益率和動態(tài)投資回收期影響的敏感性分析，變化結(jié)果見圖3和圖4。對營業(yè)收入的變化更敏感，即營業(yè)收入是該項目最敏感因素。當(dāng)營業(yè)收入增加5%時，財務(wù)內(nèi)部收益率增加64.52%，動態(tài)投資回收期縮短19.81%。對項目影響最小的因素是建設(shè)投資。

圖3 財務(wù)內(nèi)部收益率敏感性分析

圖4 動態(tài)投資回收期敏感性分析

表3 項目投資現(xiàn)金流量表

總體來看，當(dāng)單個因素向不利方向變化5%（經(jīng)營成本上漲5%，營業(yè)收入下降5%）時，財務(wù)凈現(xiàn)值大于零，內(nèi)部收益率大于行業(yè)投資基準(zhǔn)收益率和銀行年利息，項目主要財務(wù)評價指標(biāo)可以接受，說明項目抗風(fēng)險能力強。

3 結(jié)語

（1）技術(shù)方面：項目采用的U形爐結(jié)構(gòu)和多級二段除塵、高比表面積陶瓷蓄熱及中低溫催化煙氣凈化技術(shù)，都屬于創(chuàng)新技術(shù)且十分先進(jìn)；項目采用的強化燃燒和余熱回收節(jié)能技術(shù)先進(jìn)；項目采用的煙氣凈化環(huán)保技術(shù)先進(jìn)。

（2）經(jīng)濟(jì)方面：項目的建設(shè)總投資估算為1 046.75萬元；項目的財務(wù)內(nèi)部收益率38.51%大于基準(zhǔn)收益率；項目的財務(wù)凈現(xiàn)值1 256萬元大于零；項目的動態(tài)投資回收期3.18年（含建設(shè)期1年）小于基準(zhǔn)投資回收期；項目的總投資收益率74.59%大于基準(zhǔn)收益率；項目的資本金凈利潤率55.94%大于基準(zhǔn)資本金凈利潤率，這些都說明項目盈利能力較強；項目的每年凈現(xiàn)金流量和累計盈余資金計算都大于零，項目的財務(wù)生存能力較好；項目的敏感性分析當(dāng)單個因素向不利方向變化5%（經(jīng)營成本上漲5%，營業(yè)收入下降5%）時，項目財務(wù)內(nèi)部收益率大于行業(yè)投資基準(zhǔn)收益率和銀行年利息，項目抗風(fēng)險能力強。

以上都為項目產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

[1]王龍基.中國印制電路行業(yè)展望[J].世界電子元器件，2002(2)：18-20.

[2]吳峰.淺論廢棄電路板綜合利用的意義[J].環(huán)境保護(hù)，2000(12)：43-44．

[3]Bleiwas D，Kelly T.Obsolete Computers，"Gold Mine，"or High-Tech Trash?[J]Resource Recovery from Recycling，2001(5)：13-17.

[4]N Menad，Bjorkman Bo，Allain.Eric G.Combustion of Plastics Contained Electric and Electronic Scrap[J].Conservation and Recycling，1998，24(1)：65-85.

[5]SubramanialLP M.Plastics recyclingandwastemanagement in the US[J].Conservation and Recycling，2000，28(34)：253-263.

[6]任彥斌，夏志東，雷永平，等.廢棄電子線路板回收處理技術(shù)簡析[J].有色金屬再生與利用，2004(08)：10-12.

[7]吳峰.電子廢棄物的環(huán)境管理與處理技術(shù)初探——國外現(xiàn)狀綜述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2001(03)：38-39.

[8]Cui J.Mechanical recycling of waste electric and electronic equipment：a rivew[J].Journal of Hazardous Materials，2003，B99：243-263.

[9]Shin-ichi Sakai，Jun Watanabe，Yoshiharu konda，et al. Combustion of brominated flame retardants and behavior of its byproducts[J].Chemosphere，2001(42)：519-531.

[10]陳多宏，高博，畢新慧，等.典型電子垃圾拆解區(qū)大氣顆粒物中元素污染的季節(jié)變化特征[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2010，22(4)：19-22.

[11]LEUNG A，DUZGOREN AYDIN N.CHEUNG K C，et al. Heavy metals concentration of surface dust from e-waste recycling and its human health implications in southeast ChinaJ].Environmental Science&Technology，2008，42(7)：2 674-2 680．

[12]CARESANA F，BRABDONI C，F(xiàn)ELICIOTTI P，et al.Energy and economic analysis of an ICE-based variable speedoperated micro-cogenerator[J].Applied Energy，2011，88 (3)：659-671.

[13]薛面強，楊義晨，許振明.廢棄電路板破碎-風(fēng)選-高壓靜電分選生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)分析[J].環(huán)境污染與防治，2011，33(9): 87-90.

Economic analysis of high-temperature reutilization treatment system of waste circuit boards

HU Jingjing1,SHI Zhangming1,2,AI Yuanfang1
（1.School of Energy Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China; 2.Hunan Research Center of Energy-saving Evaluation Technology,Changsha 410083,China）

The technical and economic analysis was made on the high-temperature reutilization treatment system of waste circuit boards.The results showed that the technologies adopted were of good quality and with sound financial indicators and anti-risk capability,which provided a foundation for the industrialization.

waste circuit board(PCB);reutilization;the U shape furnace;economic analysis

X796

A

1674-0912（2015）05-0029-05

2015-03-27）

浙江省2009年重大科技專項和優(yōu)先主題（2009C13SA170002）

胡菁菁（1991-），女，湖南郴州人，碩士研究生，從事能源利用與評價方面的研究。