Установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов

Установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов.
Полезная модель отаосится к устройствам для обезвреживания отходов, преимущественно ртутьсодержащих люминесцентных отработанных ламп и может быть использована для проведения природоохранных мероприятий в различных отраслях промышленности непосредственно на предприятиях или в процессе транспортирования.
Загрузка отработанных люминесцентных ламп в установке для обезвреживания связана с необходимостью предотвращения утечки паров ртути, выделяющейся при нарушении их герметичности, а особенно в случае, когда эти лампы в силу разных причин находятся в поврежденном состоянии или полностью разбиты.
Известно устройство для измельчения отработанных люминесцентных ламп, содержащее механизм для измельчения, бак для сбора измельченного материала и загрузочный патрубок, выполненный с заслонкой со стороны входного отверстия и с заслонкой со стороны механизма измельчения, задерживающей поступление ламп к механизму, причем выходная заслонка выполнена с возможностью открытия только при закрытой выходной заслонке (1),
Это устройство является мобильным и предназначено для использования непосредственно в помещениях, где используют люминесцентные лампы, и имеет малую производительность, не снабжен системой улавливания паров ртути.
Известно устройство для дробления люминесцентных ламп, содержащее цилиндрический корпус, смонтированный на тележке, в верхней части которого размещена крышка с наклонным патрубком для загрузки ламп и отсасывающим патрубком, а в нижней части которого размещена выпускная воронка, сообщенная со съемным резервуаром, при
В09В5/00
этом цилиндрический корпус выполнен с измельчающим элементами, приводимые во вращение электродвигателем, а отсасывающий патрубок соединен с фильтрующим патроном, съемно смонтированным снаружи корпуса перед вытяжным вентилятором (2).
Это устройство предназначено для работы непосредственно на предприятии, имеет небольшую производительность и может при работе в помещении вызвать загрязнение его продуктами переработки, например при случайном разбивании люминесцентных ламп вне устройства.
Известна установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, предполагающая применение ее в качестве автобетоносмесителя (3).
Такая установка не содержит средств для достаточной герметизации загрузочной горловины, что может привести к загрязнению окружающей среды.
Известна ступпоотбивочная мащина, взятая за прототип, содержащая вращающуюся от электродвигателя ванну со сферическим дном, снабженную лопастью, загрузочной горловиной, герметически закрываемой крыщкой и присоединенной к системе вытяжной вентиляции, патрубком для выпуска отбитой ртути, при этом ванна выполнена с возможностью поворота около горизонтальной оси (4). Машина смонтирована на станине и может быть установлена на колесах.
Эта машина используется для реализации способа извлечения ртути из ступы.
Применение известной ступпоотбивочной мащины для утилизации отработанных люминесцентных ламп не представляется возможным из-за ее недостатков, к числу основных из которых можно отнести: отсутствие возможности загрузки ламп, ненадежность системы разгрузки при использовании в мобильных условиях (при транспортировке перерабатываемого материала).
обеспечением экологической безопасности в мобильном режиме, то есть с возможностью проведения этого процесса непосредственно на предприятиях или во время транспортирования за счет исключения возможности попадания пыли и паров ртути в атмосферу.
Эта задача решается тем, что в установке для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, содержащей смеситель барабанного типа, снабженный перемешивающим устройством, крышкой с загрузочным цилиндрическим патрубком, и выполненной с возможностью вращения в рабочем положении под углом к горизонту, перемещения его на транспортном шасси и подключенной к системе вытяжной вентиляции, загрузочный патрубок разделен крышкой снаружи на загрузочную и разгрузочную части, причем последняя размещена консольно внутри смесителя, а длина ее превышает длину загрузочной части, по меньшей мере, в 1,5-3 раза, при этом торцы загрузочного патрубка снабжены затворами, выполненными с возможностью обеспечения поочередной и независимой друг от друга работы при загрузке смесителя, причем затвор на загрузочной части выполнен управляемым, а затвор на разгрузочной части самодействующим.
Установка может быть выполнена с длиной цилиндрического патрубка, превышающей, по меньшей мере, длину люминесцентной лампы; крышка - откидной и/или съемной; затвор загрузочной части - в виде поворотной заслонки или в виде съемной крышки, а затвор разгрузочной части - в виде обратного клапана с поворотными подпружиненными створками.
Перемешивающее устройство может быть выполнено в виде двух винтовых лопастей, а сам смеситель - с возможностью реверса вращения.
Установка может содержать дополнительно систему очистки воздуха от паров ртути, выполненную с возможностью подключения в систему вытяжной вентиляции, при этом разгрузочная часть загрузочного патрубка
может быть снабжена снаружи кольцевым отсосом, выполненным с возможностью подключения к системе вытяжной вентиляции и к системе очистки воздуха, причем кольцевой отсос может быть выполнен с кольцевой отсасывающей щелью, которая, в свою очередь, может быть выполнена с возможностью перекрытия ее створками обратного клапана.
Кольцевой отсос также может быть выполнен с возможностью сообщения с полостью загрузочного патрубка через отверстия в последнем.
Разделение загрузочного патрубка крышкой снаружи на загрузочную и разгрузочную части с размещением последней консольно внутри смесителя и превышением ее длины над длиной загрузочной части, по меньшей мере, в 1,5-3 раза способствует при загрузке люминесцентных ламп удлинению траектории их движения вглубь смесителя.
Снабжение торцов загрузочного патрубка затворами, выполненными с возможностью обеспечения поочередной и независимой друг от друга работы при загрузке вращающегося смесителя, позволяет осуществлять работу загрузочного патрубка в режиме шлюзовой камеры, обеспечиваюшей условия полной герметизации смесителя от атмосферы в процессе загрузки, причем при его вращении.
Вьшолнение затвора на загрузочной части управляемым обеспечивает принудительное воздействие на него со стороны оператора (или исполнительных элементов, приводимых в работу также оператором), при этом затвор может бьпъ или полностью открытым, или полностью закрытым (без промежуточных положений).
Выполнение затвора на разгрузочной части самодействующим обеспечивает его работу в режиме контактного (гравитационного) взаимодействия его элементов с лампами, при этом эти элементы срабатывают на открытие обычно после запирания входного отверстия загрузочного патрубка.
Превышение длины загрузочного патрубка над длиной люминесцентной лампы обеспечивает условие оптимальной его работы в режиме шлюзовой камеры.
Выполнение крышки съемной и/или откидной дает возможность осушествлять загрузку смесителя измельчаюп ;ей средой без повреждения крышки и патрубка и с высокой производительностью.
Выполнение затвора загрузочной части в виде поворотной заслонки обеспечивает при ее открытии уход ее плоскости из плоскости загрузочного отверстия, тем самым, не препятствует (не мешая) загрузке люминесцентных ламп.
Выполнение затвора загрузочной части в виде съемной крышки обеспечивает открытие загрузочного отверстия без всяких помех для загрузки люминесцентных ламп.
Выполнение затвора разгрузочной части в виде обратного клапана с поворотными подпружиненными створками обеспечивает условие для беспрепятственного попадания через него люминесцентных ламп вовнутрь барабана смесителя.
Выполнение перемешивающего устройства в виде двух винтовых лопастей позволяет интенсифицировать процесс измельчения люминесцентных ламп и смешение продуктов измельчения с реагентами.
Выполнение смесителя с возможностью реверса вращения позволяет обеспечить при вращении, например, по часовой стрелке перемешивание, а при вращении в обратном направлении - выгрузку.
Наличие дополнительно системы очистки воздуха от паров ртути и выполнение ее с возможностью подключения в систему вытяжной вентиляции исключает вероятность загрязнения окружающей среды при работе смесителя, особенно в безреагентном режиме.
Снабжение разгрузочной части загрузочного патрубка снаружи кольцевым отсосом, выполненным с возможностью подключения к системам вытяжной вентиляции и очистки воздуха позволяет создать
перепад давления на этом патрубке, исключающий обратный выброс паров ртути из него.
Выполнение кольцевого отсоса с кольцевой отсасывающей щелью обеспечивает оптимальное условие для сбора паров ртути по всему периметру торца разгрузочной части загрузочного патрубка.
Выполнение кольцевой отсасывающей щели с возможностью перекрытия ее створками обратного клапана позволяет использовать эти створки в качестве элемента автоматического включения отсоса.
Выполнение кольцевого отсоса с возможностью сообщения с полостью загрузочного патрубка через отверстия в последнем обеспечивает отсос паров ртути непосредственно из загрузочного патрубка.
Установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов проиллюстрирована чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - установка, общий вид, с кинематической схемой привода смесителя;
на фиг. 2 - фрагмент загрузочного патрубка на фиг.1, с откидной крыщкой, вид сбоку;
на фиг. 3 - то же, со съемной крыщкой, вид сбоку;
на фиг.4 - фрагмент загрузочного патрубка на фиг.1 с затвором загрузочной части в виде поворотной заслонки (вариант), вид сбоку;
на фиг. 5 - то же, с затвором загрузочной части в виде поворотной
заслонки (вариант2), вид сбоку;
на фиг. 6 - то же, с затвором загрузочной части в виде съемной крыщки, вид сбоку;
на фиг. 7 - то же, с затвором разгрузочной части в виде обратного клапана, вид сбоку;
на фиг.8 - фрагмент смесителя на фиг.1 с перемешивающим устройством, вид сбоку;
на фиг.9 - загрузочный патрубок с кольцевым отсосом на его разгрузочной части, вид сбоку;
на фиг. 10 - то же, с кольцевым отсосом с кольцевой отсасывающей щелью, вид сбоку;
на фиг. И - то же, с кольцевым отсосом и отсасывающими отверстиями.
Установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов содержит (фиг.1) транспортное шасси 1 со смонтированным на нее смесителем в виде барабана 2, связанным с приводом 3 вращения через передачу (например цепную) 4, реверсивный редуктор 5, карданный вал 6 и муфту 7. Смеситель снабжен зубчатым венцом 8, бандажем 9, установлен над углом к горизонту (например 15) с опорой на три точки: подщипникового узла на переднюю опору и бандажа 9 на два опорных ролика 10.
Загрузочная горловина смесителя снабжена герметически закрывающейся крьппкой 11, в которой установлен цилиндрический загрузочный патрубок 12, загрузочная часть которого размещена снаружи смесителя и снабжена затвором 13, а разгрузочная часть которого больщей длины консольно размещена внутри смесителя и, соответственно, снабжена затвором 14.
Для обеспечения удобных условий работы для оператора, осуществляющего загрузку люминесцентных ламп в барабан 2, транспортное щасси 1 с его загрузочной стороны может быть снабжено загрузочной площадкой 15, которая для удобства проведения работ по загрузке может быть выполнена с возможностью перемещения ее по вертикали, сборно-разборной, а в последнем случае и откидной.
Загрузочный патрубок 12 может быть выполнен с длиной, превыщающей, по меньщей мере, длину люминесцентной лампы.
Крыщка 11 может быть выполнена съемной (фиг.2) - для случаев, когда необходима загрузка измельчающей среды, и/или откидной (фигЗ), то есть с поворотом относительно одной точки закрепления, обычно
выполненной в виде шарнира. Во всех этих случаях манипуляций с крышкой 11 не требуется снятия с нее патрубка 12.
Загрузочный патрубок 12 может быть снабжен затворами 13 и 14 на загрузочной и разгрузочной частях, выполненными соответственно в виде поворотной заслонки (фиг.4 и 5) или съемной крышки (фиг.6) в виде обратного клапана (фиг.7) с поворотными створками 16, снабженных упругими элементами 17.
Смеситель может быть снабжен перемешиваюшим устройством (фиг.8), выполненным в виде двух винтовых лопастей 18, а сам может быть выполнен с возможностью реверса вращения, обеспечиваемого за счет использования редуктора 5.
Смеситель может содержать систему очистки воздуха от паров ртути, выполненную с возможностью подключения в систему вытяжной вентиляции (фиг.9), и может включать устройства, размешенные снаружи на разгрузочной части загрузочного патрубка, включающие кольцевой отсос 19, который может быть выполнен с кольцевой отсасывающей щелью 20, которая, в свою очередь, может быть вьшолнена с возможностью перекрытия створками 16 обратного клапана (фиг. 10).
По другому варианту (фиг.И) кольцевой отсос 19 может быть выполнен с возможностью сообщения с полостью загрузочного патрубка 12 через отверстие 21.
Установка может быть выполнена с различными габаритными размерами. В миниисполнении она может быть размещена на ручной тележке и с возможностью перемещения ее внутри помещений (преимущественно в больших по площади); в более крупном исполнении она может быть снабжена транспортным шасси (на основе, например погрузчика с питанием от аккумулятора; подъемник погрузчика в этом случае можно приспособить под размещение на нем оператора и подъем его непосредственно под снимаемую люминесцентную лампу); а в самом
крупном исполнении может быть размещена на прицепе или непосредственно на транспортном шасси автомобиля.
Установка работает следующим образом.
От индивидуального привода 3 крутящий момент передается через муфту 7 и карданный вал 6 на редуктор 5, затем через цепную передачу 4 на зубчатый венец 8 смесительного барабана 2, который получает вращение, например, по часовой стрелке.
Полный цикл работы включает загрузку смесительного барабана; перемещивание смеси в пути следования или по прибытии на объект; выгрузку готовой смеси и промывку смесительного барабана и загрузочного патрубка.
Работа установки может осуществляться по любому из трех нижеприведенных вариантов, каждый из которых имеет отличие с точки зрения режима работы.
Вариант 1. Без использования измельчающей среды и без химических реагентов (режим самоизмельчения).
Этот вариант удобнее использовать тогда, когда имеется несколько сдатчиков мелких партий люминесцентных ламп или установку в малогабаритном исполнении применяют в помещении.
В этом случае загрузку, обработку и транспортирование люминесцентных ламп осуществляют при включенной системе отсоса паров ртути из загрузочного патрубка.
Загрузку отработанных люминесцентных ламп производят при вращающемся барабане 2 смесителя с загрузочной площадки 15 пучками по 20-25ЩТ. (можно и раздельно от одной лампы до 20-25щт.).
Продукт в виде смеси измельченного стекла и деформированных элементов люминесцентных ламп выгружается при снятой крыщке 11 в пункте стационарного приема этого продукта. Здесь он может быть подвергнут дальнейщей обработке с разделением компонентов и их
раздельной утилизацией, или с чисто химической обработкой и также с их раздельной утилизацией.
Вариант 2. С использованием измельчающей среды (режим измельчения).
Вариант аналогичен 1-ому, за исключением того, что предварительно производят при снятой крышке 11 загрузку оптимального количества измельчающей среды (металлических или керамических элементов, шлака, гравия, гальки и т.п.) для интенсификации процесса измельчения, после чего крышку устанавливают на горловине барабана2.
Вариант 3. С использованием химических реагентов и измельчающей среды (режим измельчения с химической реакцией демеркуризации).
При работе по этому варианту через загрузочную горловину 4 вводят измельчающую среду (металлические или керамические элементы, шлак, гравий, гальку и т.д.), а затем после закрепления на ней крышки 11 - воду, реагенты и т.д. в необходимых пропорциях, при включенном приводе 3 вращения. Затем вводят ртутьсодержащие отходы, подлежащие обезвреживанию, например отработанные люминесцентные лампы. В момент механического разрущения ламп происходит небольшой подсос воздуха в барабан2, так как лампы вакуумированы и при разрушении создают небольшое разрежение в полости барабана. В этом случае системы улавливания паров ртути и вытяжной вентиляции можно не включать.
В результате процессов, происходящих в барабане 2 - смещивания, измельчения и химической реакции (причем последняя осуществляется в результате взаимодействия реагентов с ртутью) получают массу, представляющую собой смесь измельченной загрузкипродуктов
содержит безопасные нерастворимые нелетучие соединения ртути и относится к IV классу опасности.
Таким образом, установка выполняет, кроме своей основной функции - смешивания, еще и функции мельницы для размола ламп и одновременно реактора полного смешения периодического действия процесса демеркуризации.
При завершении обработки полученную смесь при снятой крышке 11 из барабана 2 выгружают на место обработки или в месте захоронения.
В случае применения в качестве измельчающей среды металлических или керамических элементов их выделяют из смеси с помощью реверсирования вращения барабана 2 в процессе выгрузки. Эти элементы затем используют повторно.
Загрузку и переработку ламп осуществляют непосредственно на территории предприятия-заказчика на открытой площадке, а загрузка измельчающей среды предварительно может быть выполнена в другом месте: на карьере, складе, отвале и т.д.
Работу установки по этому варианту удобно производить в автобетоносмесителе на базе шасси автомобиля, например КамАЗ-5511, то есть с использованием серийно выпускаемой машины, что позволяет применять эти автобетоносмесители на правах аренды. При этом не требуется их специальной обработки (демеркуризации), так как накопления ртути в смесительном барабане не происходит, но в процессе эксплуатации установки для исключения возможности отравлений и травм, а также для обеспечения нормальных санитарно-гигиеническихусловий труда работающих, необходимо строго выполнять требования безопасности работы со ртутью в соответствии с ГОСТ 12.3-031-83.
Установка подобного типа уже используется в г.Тольятти и других городах для сбора и утилизации люминесцентных ламп как на малых предприятиях, так и на крупных (например АО «АвтоВАЗ) под названием «Передвижная установка по демеркуризации (обезвреживанию)
,
люминесцентных ламп (Гигиеническое заключение на продукцию, товар №63.СЦ. 06.451.П.00721.04.00 от 07.04.2000г., выданное Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Самарской области).
Преимуществами данной установки является ее мобильность, возможность переработки ртутьсодержащих ламп и приборов непосредственно на территории предприятия-заказчика, эффективность, простота эксплуатации, экологическая безопасность.
источники информации.
1.Заявка Японии .№61-32068 В, кл. ВО2С19/14, ВОЮ 53/34, 1986.
2.Заявка РСТ №83/01396, кл. ВО2С 19/12, BOID 59/50, 1983.
3.Заявка РФ .№99102403/02 (002390), кл. С22В43/00, С22В7/00, 2000.
4.Авторское свидетельство СССР Х 17003, кл. НКИ 40а,45бо, 1959.