УСТАНОВКА УТИЛИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП, СОДЕРЖАЩИХ РТУТЬ

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, преимущественно к способам утилизации ртутьсодержащих ламп, способам демеркуризации и может быть использовано для утилизации токсичных и ртутьсодержащих отходов.
Известна установка, реализующая способ утилизации ртутьсодержащих люминесцентных ламп (Пат. РФ 2281311 МПК, С09К 11/01, С22и 43/00, H01J 9/50, опубл. 27.01.2004), заключающийся в механическом разрушении и разделении сырья на стеклобой, цоколи и ртутьсодержащий люминофор в потоке воздуха с разрежением 10-100000 Па с использованием вибрации в диапазоне 1-10000 Гц. Измельченный до размеров не более 1 мм. ртутьсодержащий люминофор нагревается в герметизированной камере до 600-900°С и выдерживается при 600-700°С в течение 30 минут. Далее пары ртути конденсируются в охлаждаемой ловушке. Недостатком этого способа являются повышенные энергозатраты на демеркуризацию, связанные с необходимостью нагрева сырья до высокой температуры и большой длительностью его обработки в потоке воздуха.
Известна установка утилизации люминесцентных ламп и способ их утилизации (Пат. РФ 2365432, МПК 2365432, В07В 9/00, В09В 3/00, С09К 11/01, H01J 9/50, ВО3В 9/06, С22В 43/00, опубл.27.08.2009), содержащая систему вытяжной вентиляции, подключенную к камере очистки лампового боя от люминофора, выполненную в виде двойного циклона, состоящего из верхнего и нижнего циклонов, а также загрузочного узла с клапанным затвором и измельчителем, и узла выгрузки очищенных компонентов. Утилизируемые лампы поштучно разрушаются и из стеклобоя формируется центральный вихревой поток аэросмесей фракций, из которого при помощи устройства сепарирования в виде легкой фракции выделяется люминофор. Недостатком устройства является низкая производительность, обусловленная необходимостью поштучного разрушения и обработки утилизируемых ламп и невысокая степень очистки стеклобоя от люминофора.
Наиболее близкими к заявляемой полезной модели являются способ переработки отработанных люминесцентных ламп и вибрационная установка для ее осуществления (Пат. РФ 2185256, МПК В07В 9/00, В02С 23/00, В09В 3/00, ВО3В 9/06, опубл.20.07.2002). Установка содержит смонтированные на виброопорах загрузочный узел, узел разрушения и виброочистки, систему вытяжной вентиляции и вибрационное устройство. Камера виброочистки разделена сепарационной решеткой на секции очистки стеклобоя и цоколей. Очистка компонентов лампового боя от люминофора осуществляется в подвижных вихревых вибропотоках цоколей и стеклобоя с последующей сепарацией очищенных материалов при помощи двух установленных последовательно секций. Недостатками устройства является низкая производительность, обусловленная последовательной поштучной обработкой утилизируемых ламп в узле загрузки и разрушения а также невысокая степень очистки, осуществляемой без нагрева компонентов стеклобоя.
Технической задачей, решаемой полезной моделью является создание устройства, обеспечивающего высокую производительность и степень очистки утилизируемого сырья, содержащего ртуть.
Решение указанной задачи обеспечено выполнением установки в виде узла разрушения и утилизации и узла сепарации очищенных отходов. В узле разрушения и утилизации загруженная через люк партия утилизируемых ламп прогревается, разрушается стальными шарами посредством вращения и на первом этапе утилизации в разреженном пространстве камеры освобождается от ртутьсодержащих компонентов люминофора, которые откачиваются и конденсируются в охлаждаемой ловушке. На втором этапе осуществляется очистка промывочной жидкостью, вместе с которой удаляются остатки ртути. Очищенные остатки сырья выгружаются в узел сепарации отходов, где под воздействием вибрации на расположенных друг над другом решетках отделяются стальные шары и металлические цоколи, а измельченный очищенный стеклобой проваливается сквозь обе решетки и попадает в разгрузочную транспортную тележку.
Техническим результатом от использования полезной модели является повышение производительности и экологичности процесса очистки от ртути утилизируемых ламп.
На фиг.1 - схематично изображен общий вид установки;
На фиг.2 - схематично показана проекция корпуса узла разгрузки и утилизации.
Установка утилизации люминесцентных ламп, содержащих ртуть (фиг.1) состоит из узла разрушения и утилизации и узла сепарации очищенных отходов.
Узел разрушения и утилизации содержит корпус 1 выполненный в виде цилиндра большого диаметра, и двух заглушенных с торцов цилиндров меньшего диаметра, опирающихся на четыре катка 2, приводимых во вращение электроприводом катков 3. Внутри корпуса 1 соосно с ним расположена рубашка-термостат 4, а внешняя поверхность корпуса 1 покрыта слоем теплоизолятора 5. В боковой части корпуса 1 имеется люк 6, причем все соединения корпуса 1, рубашки-термостата 4 и люка 6 герметизированы.
В цилиндрической части большого диаметра корпуса 1 имеется отверстие и к нему присоединена выходная трубка 7, которая через выходной вентиль 8, выходной штуцер 9 и выходной гибкий трубопровод 10 соединена со входным патрубком 11 байпасной емкости 12, которая, в свою очередь, через входной патрубок 13 подключена ко входу теплогенератора 14. В диаметрально противоположной части кожуха 1 также имеется отверстие и к нему присоединен входной патрубок 17, который через входной вентиль 18, входной штуцер 19 и входной гибкий трубопровод 20 подсоединен к выходному патрубку 21 циркуляционного насоса 16, подключенного посредством выходного патрубка теплогенератора 15 к выходу теплогенератора 14. Таким образом, при открытом входном вентиле 18 и открытом выходном вентиле 8, образуется контур циркуляции нагретого теплогенератором 14 теплоносителя через пространство, образованное корпусом 1 и рубашкой-термостатом 4.
К отверстию в цилиндрической части рубашки-термостата 4 через трубку 22, вентиль 23, штуцер 24 и гибкий трубопровод 25 подключаются вакуумный насос или промывочное устройство (на рисунке не показаны).
Узел сепарации очищенных отходов содержит бункер 26, выполненный с расширением в верхней его части, сопряженный нижней частью с шахтой 27, установленной на виброподвесах 28. Внутри шахты 27 установлена крупная решетка 29 (на фиг.1 показана в горизонтальном положении) с поворотным механизмом крупной решетки 30 и мелкая решетка 31 (на фиг.1 показана в вертикальном положении) с поворотным механизмом мелкой решетки 32, а в средней части шахты, на внешней ее стороне, расположен вибратор 33. Под выходной частью шахты 34 расположена разгрузочная транспортная тележка 35.
Предложенная установка работает следующим образом.
Перед началом рабочего цикла узла разрушения и утилизации при помощи входного штуцера 19 и выходного штуцера 9 подсоединяются соответственно входной гибкий трубопровод 20 и выходной гибкий трубопровод 10, открываются входной вентиль 18 и выходной вентиль 8, включаются теплогенератор 14 и циркуляционный насос 16, под действием которого нагретый теплоноситель циркулирует по контуру и прогревает камеру узла разрушения и утилизации. Вентиль 23 закрывается и гибкий трубопровод 25, соединенный со штуцером 24, подключается к вакуумному насосу.
Через открытый люк 6 производится загрузка стальных шаров и подлежащих утилизации ламп, после чего люк 6 герметично закрывается, открывается вентиль 23 и при температуре в камере 150-200°С при помощи вакуумного насоса через охлаждаемую ловушку создается разрежение порядка 1-10 Па, которое поддерживается в течение 10-20 минут. После прогрева сырья в разреженной атмосфере перекрываются вентиль 23, входной вентиль 18, выходной вентиль 8 и отсоединяются гибкий трубопровод 25, входной гибкий трубопровод 20 и выходной гибкий трубопровод 10 соответственно от штуцера 24, входного штуцера 19 и выходного штуцера 9. Включением электропривода 3 подвижная часть узла разрушения и утилизации приводится во вращение со скоростью 1-10 об/сек. Под воздействием падающих шаров в течение 5-10 минут происходит разрушение и измельчение ламп, а предварительный их прогрев способствует активному образованию паров ртути и извлечению ее из стеклобоя. После отключения электропривода 3 вращение подвижной части узла разрушения и утилизации прекращается, она позиционируется люком 6 вверх, и посредством входного штуцера 19, выходного штуцера 9 и штуцера 24 производится подсоединение входного гибкого трубопровода 20, выходного гибкого трубопровода 10 и гибкого трубопровода 25.
Для возобновления циркуляции теплоносителя открываются входной вентиль 18, выходной вентиль 10, после чего включаются теплогенератор 14 и циркуляционный насос 16. Далее производится откачивание из камеры паров ртути. Для этого гибкий трубопровод 25 подсоединяется к вакуумному насосу, открывается вентиль 23 и пары ртути поступают в охлаждаемую ловушку и конденсируются в ней. Цикл откачивания паров ртути длится от 5 до 30 минут и может повторяться несколько раз при статическом состоянии подвижной части узла разрушения и утилизации.
Для более полного извлечения ртути из стеклобоя, прошедшего очистку путем вакуумирования, предусматривается цикл обработки промывочной жидкостью, для чего вентиль 23 закрывается, гибкий трубопровод 25 отсоединяется от вакуумного насоса и подсоединяется к промывочному устройству, открывается вентиль 23, промывочная жидкость поступает в камеру и после заполнения ее до половины закрываются входной вентиль 18, выходной вентиль 8 и вентиль 23, отсоединяются соответственно входной гибкий трубопровод 20, выходной гибкий трубопровод 10, гибкий трубопровод 25 и включается электропривод 3. При вращении подвижной части узла разрушения и утилизации остатки люминофора растворяются в промывочной жидкости и в статическом состоянии при подсоединенном к промывочному узлу гибком трубопроводе 25 и открытом вентиле 23 производится откачивание промывочной жидкости, вместе с которой удаляются остатки ртути.
Рабочий цикл узла разрушения и утилизации заканчивается перекрытием вентиля 23 и отсоединением гибкого трубопровода 25 от штуцера 24.
Рабочий цикл узла сепарации начинается установкой крупной решетки 29 и мелкой решетки 31 в горизонтальное положение при помощи поворотного механизма крупной решетки 30 и поворотного механизма мелкой решетки 32, запуском вибратора 33, последующим поворотом подвижной части узла разрушения и утилизации и фиксацией люка 6 над бункером 26. Далее крышка люка 6 открывается и прошедшие вакуумную очистку и обработку промывочным раствором очищенные отходы и стальные шары загружаются в бункер 26, где под воздействием вибрации происходит их сепарация, в результате которой на крупной решетке 29 задерживаются стальные шары, на мелкой решетке 31 сосредотачиваются цоколи ламп, а разгрузочная транспортная тележка 35 заполняется прошедшим двойную очистку от ртути стеклобоем. После замены транспортной тележки 35 включается привод мелкой решетки 32, мелкая решетка 31 устанавливается в вертикальное положение и металлические цоколи высыпаются в разгрузочную транспортную тележку 35. Подобным образом, путем установки крупной решетки 29 в вертикальное положение при помощи поворотного механизма крупной решетки 30 производится разгрузка стальных шаров.
Использование предложенной полезной модели позволяет обеспечить высокую производительность, достаточную для утилизации ртутных ламп в больших объемах и снизить содержание ртути в очищенных отходах до уровня санитарных норм.