RU2475546C1

RU2475546C1 - Luminescent lamp processing plant

Info

Publication number: RU2475546C1
Application number: RU2011142395/02A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-02-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: plant includes two units, the first one of which is a lamp sorting unit, and the second one is a unit of multistage exit gas cleaning system. The first unit includes a lamp sorting device consisting of a loading assembly, a pneumatic vibrating separator with a crusher and a cyclone, a crushed lamp glass collecting hopper, a lamp base receiving container and a fluorescent dye container. The second unit is made in the form of multistage exit gas cleaning system consisting of a sleeve filter, adsorbers, a gas blower with a compressor, which creates negative pressure in the plant of 5-8 kPa in the lamp loading zone and up to 19-23 kPa before gas blower. The plant is equipped with a series pulverised-coal and gas emission cleaning system consisting of a cyclone, sleeve filters, a working adsorber operating on activated coal, which allows reducing mercury content in exit gases to the level of less than 0.0001 mg/m³.

EFFECT: improving utilisation efficiency owing to excluding the probability of PC-air emissions to a production room and improving energy resource saving of metal scrap processing and gas cleaning.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп.The invention relates to installations for the disposal of fluorescent lamps.

В Москве за год потребляется 6000 тонн изделий только люминесцентных ламп радиоэлектронной, электротехнической и медицинской отраслей промышленности, содержащих ртуть и ее соединения. Ежегодно на свалки только люминесцентных ламп вывозится 7 млн. штук.In Moscow, 6,000 tons of products of only fluorescent lamps of the electronic, electrical and medical industries containing mercury and its compounds are consumed per year. Annually, 7 million units are transported to landfills of fluorescent lamps only.

Ртуть является весьма дорогостоящим элементом и относится к первому классу опасности и является веществом чрезвычайно опасным, причем наличие ртути в воздухе обнаруживается только с помощью специальной аппаратуры. Ртуть легко сорбируется из воздуха отделочными и декоративными материалами. При изменении внешних условий (механические воздействия, температура и т.д.) может попадать в помещение за счет процесса десорбции. Относительно легко ртуть проникает сквозь строительные материалы (бетон, кирпич, лакокрасочные покрытия и т.д.), способна испаряться через слой воды и других жидкостей. По токсическому (вредному) эффекту на организм человека ртуть и ее соединения оказывают общетоксическое и мутагенное воздействие, а также влияют на репродуктивную (детородную) функцию.Mercury is a very expensive element and belongs to the first hazard class and is an extremely hazardous substance, and the presence of mercury in the air is detected only with the help of special equipment. Mercury is readily adsorbed from the air by decoration and decorative materials. When changing external conditions (mechanical stress, temperature, etc.) it can get into the room due to the desorption process. It is relatively easy for mercury to penetrate building materials (concrete, brick, coatings, etc.), and can vaporize through a layer of water and other liquids. According to the toxic (harmful) effect on the human body, mercury and its compounds have a general toxic and mutagenic effect, and also affect the reproductive (reproductive) function.

Именно поэтому особое внимание уделяется созданию специальной системы утилизации ртутьсодержащих отходов, при которой последние изымаются из общего потока отходов и перерабатываются на специальных предприятиях. Раздельный сбор и переработка ртутьсодержащих отходов потребления не только способствует снижению уровня загрязнения среды обитания ртутью, но и увеличивает экологическую безопасность и экономическую эффективность утилизации основной массы отходов, образующихся в городах.That is why special attention is paid to creating a special system for the disposal of mercury-containing waste, in which the latter are removed from the general waste stream and processed at special enterprises. Separate collection and processing of mercury-containing consumption wastes not only helps to reduce the level of environmental pollution by mercury, but also increases the environmental safety and economic efficiency of the disposal of the bulk of waste generated in cities.

Ртуть является составной частью газоразрядных люминесцентных ламп, в которых свечение создается от электрического разряда в парах металла или в смеси газа и пара. Ртутные лампы широко используются для освещения улиц, жилых, общественных и промышленных помещений, местного освещения, в медицинских и оздоровительных целях, в прожекторных установках, светокопировальных аппаратах, сельскохозяйственных объектах. В общем случае можно различить два основных типа ртутных ламп: лампы, в которые входит металлическая (жидкая) ртуть, и амальгамные лампы, в которых жидкая ртуть заменяется амальгамой.Mercury is an integral part of gas-discharge fluorescent lamps, in which the glow is generated from an electric discharge in metal vapors or in a mixture of gas and steam. Mercury lamps are widely used for street lighting, residential, public and industrial premises, local lighting, for medical and recreational purposes, in floodlight installations, photocopiers, and agricultural facilities. In the general case, two main types of mercury lamps can be distinguished: lamps that include metallic (liquid) mercury and amalgam lamps in which liquid mercury is replaced by amalgam.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является утилизатор по патенту РФ №2178214, С02В 1/10, содержащий два блока: первый - блок разделения ламп; второй - блок многоступенчатой системы очистки отходящих газов (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the utilizer according to the patent of the Russian Federation No. 2178214, СОВ 1/10, containing two blocks: the first is a lamp separation unit; the second is a block of a multistage exhaust gas purification system (prototype).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки газов.A disadvantage of the known device is the relatively low degree of resource saving and gas purification.

Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки лома и очистки газов.The technical result is an increase in the efficiency and energy saving of scrap processing and gas purification.

Это достигается тем, что в установке для утилизации люминесцентных ламп, содержащей два блока: первый - блок разделения ламп; второй - блок многоступенчатой системы очистки отходящих газов, первый блок содержит устройство для разделения ламп, включающее узел загрузки, пневмовибрационный сепаратор с дробилкой и циклоном, бункер для сбора измельченного стекла ламп, контейнер для приема цоколей ламп, контейнер для люминофора; а второй блок выполнен в виде многоступенчатой системы очистки отходящих газов, включающей рукавный фильтр, адсорберы, газодувку с компрессором, который создает в установке разрежение от 5…8 кПа в зоне загрузки ламп и до 19…23 кПа - перед газодувкой, что исключает вероятность пылегазовых выбросов в производственное помещение, при этом установка оборудована последовательной системой очистки пылегазовых выбросов, включающей циклон, рукавные фильтры, рабочий адсорбер, работающий на активированном угле, что позволяет снизить содержание ртути в отходящих газах до уровня менее 0,0001 мг/м³.This is achieved by the fact that in the installation for the disposal of fluorescent lamps, containing two blocks: the first is a lamp separation unit; the second is a block of a multi-stage exhaust gas purification system, the first block contains a lamp separation device, including a loading unit, a pneumovibration separator with a crusher and a cyclone, a hopper for collecting crushed glass of lamps, a container for receiving lamp caps, a phosphor container; and the second block is made in the form of a multi-stage exhaust gas purification system, including a bag filter, adsorbers, a gas blower with a compressor, which creates a vacuum in the installation from 5 ... 8 kPa in the lamp loading zone and up to 19 ... 23 kPa before gas blowing, which eliminates the possibility of dust and gas emissions into the production room, while the installation is equipped with a sequential dust and gas emissions cleaning system, including a cyclone, bag filters, a working adsorber operating on activated carbon, which reduces the mercury content and in exhaust gases to a level of less than 0.0001 mg / m ³ .

На фиг.1 представлена схема установки для переработки люминесцентных ламп, на фиг.2 представлена схема адсорбера.Figure 1 presents a diagram of an installation for processing fluorescent lamps, figure 2 presents a diagram of an adsorber.

Установка для переработки люминесцентных ламп состоит из двух основных блоков: первый блок - устройство для разделения ламп, включающее узел загрузки, пневмовибрационный сепаратор 1 с дробилкой и циклоном, бункер 2 для сбора измельченного стекла ламп, контейнер 3 для приема цоколей ламп, контейнер 4 для люминофора; второй блок -многоступенчатая система 5 очистки отходящих газов, включающая рукавный фильтр, адсорберы, газодувку с компрессором. Компрессор создает в установке разрежение (от 5…8 кПа в зоне загрузки ламп и до 19…23 кПа перед газодувкой), что практически исключает вероятность пылегазовых выбросов в производственное помещение. Установка оборудована последовательной системой очистки пылегазовых выбросов, включающей циклон (эффективность очистки 95…97%), рукавные фильтры (99,96%), рабочий адсорбер (с активированным углем), что позволяет практически полностью улавливать пыль люминофора и снизить содержание ртути в отходящих газах до уровня менее 0,0001 мг/м³.The installation for processing fluorescent lamps consists of two main blocks: the first block is a lamp separation device including a loading unit, a pneumatic vibration separator 1 with a crusher and a cyclone, a hopper 2 for collecting crushed glass of lamps, a container 3 for receiving lamp caps, a container 4 for phosphor ; the second block is a multi-stage exhaust gas purification system 5, including a bag filter, adsorbers, a gas blower with a compressor. The compressor creates a vacuum in the installation (from 5 ... 8 kPa in the lamp loading zone and up to 19 ... 23 kPa before gas blowing), which virtually eliminates the possibility of dust and gas emissions in the production room. The installation is equipped with a sequential dust and gas emission cleaning system, including a cyclone (cleaning efficiency 95 ... 97%), bag filters (99.96%), a working adsorber (with activated carbon), which allows the phosphor dust to be trapped almost completely and to reduce the mercury content in the exhaust gases to a level of less than 0.0001 mg / m ³ .

Адсорбер для очистки воздуха от паров ртутьсодержащих веществ содержит корпус 10 и крышку 13, соединенные через уплотнительную прокладку 14 болтами. Внутри корпуса, соосно ему, установлен стакан 12, вокруг которого уложена изоляция из мягкой теплоизоляционной базальтовой плиты. В стакан (в верхней и нижней частях) установлены перфорированные диски 7 и 9. Объем стакана между дисками заполнен адсорбентом 8 - материалом в виде гранул, обладающим высокой адсорбционной способностью и представляющим собой активированный уголь, импрегнированный серой. Чтобы адсорбент не просыпался через отверстия перфорированных дисков, между дисками 7 и 9 и адсорбентом 8 проложены сетки 11. В крышке 13 расположен патрубок 10, подводящий загрязненный воздух, а в корпусе 15 - патрубок 16, отводящий очищенный от паров ртути воздух. Регенерация осуществляется острым паром через штуцер 6, находящийся в нижней части корпуса.The adsorber for purifying air from mercury-containing vapors contains a housing 10 and a cover 13 connected by bolts through the gasket 14. Inside the housing, coaxially to it, a glass 12 is installed, around which insulation from a soft heat-insulating basalt plate is laid. Perforated disks 7 and 9 are installed in the glass (in the upper and lower parts). The volume of the glass between the disks is filled with adsorbent 8, a material in the form of granules, which has high adsorption capacity and is an activated carbon impregnated with sulfur. To prevent the adsorbent from waking up through the openings of the perforated disks, nets 11 are laid between the disks 7 and 9 and the adsorbent 8. A cover 10 is located in the cover 13 for supplying contaminated air, and a sleeve 16 is located in the housing 15 for discharging air cleared of mercury vapor. Regeneration is carried out by sharp steam through the nozzle 6 located in the lower part of the housing.

Установка для переработки люминесцентных ламп работает следующим образом.Installation for processing fluorescent lamps operates as follows.

Исследования, выполненные в последнее время за рубежом и в России, показали, что не менее 95…97% ртути в лампе, бывшей в эксплуатации, связано с люминофором и лишь 3…5% - со стеклом и прочими ее деталями. Установлено, что люминофор в отработанной лампе является своеобразным барьером для ртути и депонирует ее в разнообразных формах, определенная часть из которых достаточно прочно связывается с веществом и удаляется из люминофора лишь при очень высоких температурах (>450°С). Такое поведение ртути объясняется электрохимическими эффектами и наличием плазмы «ртуть/разреженный газ» в колбе работающей лампы. Эти исследования были положены в основу разработки принципиально новых способов обезвреживания люминесцентных ламп, основанных на использовании «сухих» и «холодных» технологических процессов, главной целью которых является максимально полное выделение из лампы люминофора - основного носителя ртути.Recent studies abroad and in Russia have shown that at least 95 ... 97% of the mercury in a used lamp is associated with a phosphor and only 3 ... 5% with glass and its other parts. It has been established that the phosphor in an exhaust lamp is a kind of barrier to mercury and deposits it in various forms, a certain part of which is strongly bonded to the substance and is removed from the phosphor only at very high temperatures (> 450 ° C). This behavior of mercury is explained by electrochemical effects and the presence of a “mercury / rarefied gas” plasma in the bulb of a working lamp. These studies were the basis for the development of fundamentally new methods for the neutralization of fluorescent lamps, based on the use of "dry" and "cold" technological processes, the main purpose of which is the most complete separation of the phosphor from the lamp - the main carrier of mercury.

Адсорбер для очистки воздуха от паров ртутьсодержащих веществ работает следующим образом.An adsorber for purifying air from vapors of mercury-containing substances works as follows.

Загрязненный воздух к адсорберу подводится через патрубок 10, проходит через адсорбент 8 и очищенный отводится через патрубок 16. Для регенерации подводится острый пар через штуцер 6.Polluted air is supplied to the adsorber through the nozzle 10, passes through the adsorbent 8 and the cleaned is discharged through the nozzle 16. For regeneration, sharp steam is supplied through the nozzle 6.

Адсорбер применяется для очистки воздуха от паров ртутьсодержащих веществ, например ртутьсодержащего люминофора при утилизации люминесцентных ламп. Адсорбер позволяет вместе с люминофором извлекать из каждой лампы не менее 95…97% содержащейся в ней ртути, которая аккумулируется на активированном угле, импрегнированном серой.The adsorber is used to purify air from vapors of mercury-containing substances, for example mercury-containing phosphor during the disposal of fluorescent lamps. The adsorber allows, together with the phosphor, to extract from each lamp at least 95 ... 97% of the mercury contained in it, which accumulates on activated carbon impregnated with sulfur.

Лом из ламп поступает на предприятие в специальных оборотных транспортных контейнерах и направляется в узел загрузки и через ускорительную трубу за счет высокого разрежения непрерывно подается в сепаратор 1 с дробилкой, где измельчаются до крупности стекла менее 8 мм. Отделение стекла от люминофора производится за счет выдувания его в противоточно движущейся системе «стеклобой-воздух» в условиях вибрации. Эта технология базируется на холодном и сухом процессе дробления и сепарации изделий в системе с пониженным давлением, которое создается специальным компрессором. Перерабатываемая лампа разделяется на металлические цоколи, которые поступают в контейнер 3 для приема цоколей ламп; измельченное стекло, поступающее в бункер 2 для сбора измельченного стекла; ртутьсодержащий люминофор, также отправляемый в контейнер 4 для люминофора.Scrap from the lamps enters the enterprise in special returnable transport containers and is sent to the loading unit and, through the accelerating pipe, is continuously fed to the separator 1 with a crusher due to high vacuum, where they are crushed to a glass size less than 8 mm. Glass is separated from the phosphor by blowing it in a countercurrent moving cullet-air system under vibration conditions. This technology is based on the cold and dry crushing and separation of products in a system with reduced pressure, which is created by a special compressor. The processed lamp is divided into metal caps, which enter the container 3 for receiving lamp caps; ground glass entering the hopper 2 for collecting ground glass; mercury-containing phosphor, also sent to the container 4 for the phosphor.

Очищенное от люминофора стекло поступает в бункер-накопитель. Цоколи отделяются от стекла на вибрирующей решетке и поступают в специальный сборник (на чертеже не показано), который после заполнения направляется в демеркуризационно-отжиговую электрическую печь (на чертеже не показано), где цоколи демеркуризируются. Отходящие газы указанной печи отводятся в существующую систему очистки.Glass cleared of the phosphor enters the storage hopper. The plinths are separated from the glass on a vibrating grating and fed to a special collector (not shown in the drawing), which after filling is sent to a demercurization-annealing electric furnace (not shown in the drawing), where the plinths are demercurized. The flue gases of said furnace are discharged into an existing treatment system.

Основная масса люминофора (95…97%) улавливается в циклоне и аккумулируется в удобных для транспортировки металлических емкостях-бочках с полиэтиленовым мешком-вкладышем и герметичной крышкой (на чертеже не показано). Не уловленный в циклоне люминофор осаждается в приемнике рукавного фильтра и затем упаковывается в такие же емкости. Ртутьсодержащий люминофор отправляется на переработку на специализированные предприятия (для выделения металлической ртути); а очищенные от ртути измельченное стекло и цоколи используются как вторичное сырье. Установка позволяет вместе с люминофором извлекать из каждой лампы не менее 95…97% содержащейся в ней ртути, при этом подавляющая часть оставшейся ртути аккумулируется в рабочем адсорбере на активированном угле, импрегнированном серой (на чертеже не показано).The bulk of the phosphor (95 ... 97%) is captured in a cyclone and accumulated in metal barrel containers that are convenient for transportation with a plastic bag bag and a sealed lid (not shown in the drawing). The phosphor not captured in the cyclone is deposited in the bag filter receiver and then packed in the same containers. Mercury-containing phosphor is sent for processing to specialized enterprises (for the separation of metallic mercury); and mercury shredded glass and socles are used as secondary raw materials. The installation allows, together with the phosphor, to extract from each lamp at least 95 ... 97% of the mercury contained in it, while the vast majority of the remaining mercury is accumulated in the working adsorber on activated carbon impregnated with sulfur (not shown in the drawing).

Claims

1. Installation for processing fluorescent lamps, comprising two units, the first of which is a lamp separation unit, and the second is a multi-stage exhaust gas purification system unit, characterized in that the first unit contains a lamp separation device including a loading unit, a pneumatic vibration separator with a crusher and a cyclone, a hopper for collecting crushed glass lamps, a container for receiving lamp caps, a container for the phosphor, and the second block is made in the form of a multi-stage system for purifying exhaust gases, including a bag filter p, adsorbers and a gas blower with a compressor for creating a vacuum in the installation from 5-8 kPa in the lamp loading zone and up to 19-23 kPa before gas blowing and eliminating the likelihood of dust and gas emissions in the production room, while the installation is equipped with a sequential dust and gas emission cleaning system, including cyclone, bag filters, active carbon activated adsorber to reduce the mercury content in the exhaust gases to less than 0.0001 mg / m ³ .

2. Installation according to claim 1, characterized in that the adsorber for purifying air from mercury-containing vapors contains a housing with a lid and an adsorbent, while the housing and the lid are connected via bolts to the gasket, and a cup is installed coaxially to the inside of the housing, around which the insulation is laid from a soft heat-insulating basalt plate, and in the glass in the upper and lower parts perforated disks are installed, while the volume of the glass between the disks is filled with adsorbent in the form of granules with high adsorption capacity and which is activated carbon impregnated with sulfur, and nets are laid between the disks and the adsorbent, with a nozzle in the lid supplying polluted air and a nozzle in the casing discharging air cleared of mercury vapor.