RU2479363C1

RU2479363C1 - Luminous tube disposal plant

Info

Publication number: RU2479363C1
Application number: RU2011140762/13A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2013-04-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to luminous tube disposal system. Proposed system consists of two units. First unit comprises tube disintegrator including loader, pneumatic vibration separator with crusher and cyclone, bin for collection of tube ground glass, container for tube bases and phosphor collection. Second unit comprises multistage offgas cleaning system composed of combined air filter including casing, first and second cleaning stages, regeneration system and dist separation bit. Filter casing consists of three box-like sections. Note here that first section represents the first cleaning stage, second section makes second cleaning stage with web arranged there between, while third section is system of filter regeneration of compressed air with nozzles arranged inside filtration elements. Said system is divided by web into two chambers, one for dirt air and another one for clean air, to make intermediate channel to communicate first cleaning stage composed of bag filter with second stage composed of cartridge filter. Bins of bag filter and cartridge filter are arranged at bottom of every stage while dust level pickup is located in bag filter bin.

EFFECT: higher efficiency.

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. Every year, 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 dangerous 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 №2415721, C02B 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. 2415721, C02B 1/10, containing two blocks: the first lamp separation unit; the second block of a multi-stage 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 энерго- ресурсосбережения переработки лома и очистки газов.EFFECT: increased efficiency and energy and resource saving of scrap processing and gas purification.

Это достигается тем, что в установке для утилизации люминисцентных 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 разряжение 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 block separation of lamps; the second block of a multi-stage exhaust gas purification system, the first block includes a lamp separation device including a loading unit, a pneumatic vibration 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 discharge 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 at the same time, the installation is equipped with a sequential dust and gas emission cleaning system, including a cyclone, bag filters, a working adsorber operating on activated carbon, which reduces the mercury content in exhaust gases to a level of less than 0.0001 mg / m ³ .

На фиг.1 представлена схема установки для утилизации люминесцентных ламп, на фиг.2 схема комбинированного рукавного фильтра.Figure 1 presents the installation diagram for the disposal of fluorescent lamps, figure 2 is a diagram of a combined bag filter.

Установка для утилизации люминесцентных ламп (фиг.1) 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 (фиг.2), адсорберы (на чертеже не показано), газодувку с компрессором (на чертеже не показано). Компрессор создает в установке разряжение (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 (на чертеже не показано) (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.Installation for the disposal of fluorescent lamps (figure 1) consists of two main blocks: the first block is a device for separating lamps, including a loading unit, a pneumatic vibration separator 1 with a crusher and a cyclone, a hopper 2 for collecting crushed glass lamps, a container 3 for receiving lamp caps, phosphor container 4; the second block is a multi-stage exhaust gas purification system 5, including a bag filter (FIG. 2), adsorbers (not shown in the drawing), a gas blower with a compressor (not shown in the drawing). 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 system for cleaning dust and gas emissions, including a cyclone (not shown in the drawing) (cleaning efficiency 95 ... 97%). bag filters (99.96%), a working adsorber (with activated carbon), which makes it possible to almost completely capture phosphor dust and reduce the mercury content in the exhaust gases to less than 0.0001 mg / m ³ .

Установка для утилизации люминисцентных ламп работает следующим образом.Installation for the disposal of fluorescent lamps works 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/разряженный 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 / discharged 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.

Лом из ламп поступает на предприятие в специальных оборотных транспортных контейнерах и направляется в узел загрузки и через ускорительную трубу за счет высокого разряжения 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 of 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.

Многоступенчатая система 5 очистки отходящих газов выполнена двухступенчатой в виде комбинированного фильтра, корпус которого состоит из трех объемных частей, выполненных, например, коробчатой формы, в виде прямоугольных параллелепипедов или цилиндрических обечаек. Первая часть 7 - первая ступень очистки, вторая часть 8 - вторая ступень очистки, между которыми расположена глухая (сплошная) перегородка 9, третья часть 6 - система регенерации 20 фильтров сжатым воздухом с соплами 21, расположенными внутри фильтрующих элементов, которая разделена перегородкой 10 на две камеры 12 и 13, соответственно загрязненного и чистого воздуха с образованием промежуточного канала 11, соединяющего первую ступень очистки, например в виде рукавного фильтра 16 со второй ступенью очистки, например в виде картриджного фильтра 17. Для входа загрязненного воздуха служит патрубок 15, расположенный в верхней части первой ступени очистки, а для выхода чистого воздуха - патрубок 14, расположенный в камере чистого воздуха 13, соединенной с выходом картриджного фильтра 17. В нижней части каждой из ступеней расположены бункеры 18 и 19 соответственно рукавного фильтра 16 и картриджного фильтра 17, а в бункере 18 рукавного фильтра 16 расположен датчик 22 уровня пыли.The multi-stage exhaust gas purification system 5 is made of a two-stage in the form of a combined filter, the housing of which consists of three volumetric parts, made, for example, box-shaped, in the form of rectangular parallelepipeds or cylindrical shells. The first part 7 is the first stage of cleaning, the second part 8 is the second stage of cleaning, between which there is a blank (solid) partition 9, the third part 6 is a system of regeneration of 20 filters with compressed air with nozzles 21 located inside the filter elements, which is divided by a partition 10 into two chambers 12 and 13, respectively, of polluted and clean air with the formation of an intermediate channel 11 connecting the first cleaning stage, for example in the form of a bag filter 16 with the second cleaning stage, for example in the form of a cartridge filter 17. For the inlet of polluted air is a pipe 15 located in the upper part of the first stage of cleaning, and for the exit of clean air is a pipe 14 located in the clean air chamber 13 connected to the outlet of the cartridge filter 17. In the lower part of each of the stages are bins 18 and 19, respectively bag filter 16 and cartridge filter 17, and in the hopper 18 of the bag filter 16 is a dust level sensor 22.

Принцип работы первой ступени очистки основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха.The principle of operation of the first stage of cleaning is based on the collection of dust with a filter cloth when dusty air passes through it.

Запыленный воздух по воздуховоду 15, выполненному в корпусе комбинированного фильтра, поступает в первую ступень 16 очистки, представляющую собой рукавный фильтр, при этом газопылевая смесь проходит через рукава из фильтровальной ткани, и частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный до 10÷20 мг/м³ воздух поступает по промежуточному каналу 11 в рабочую камеру второй ступени 17 очистки (картриджный фильтр тонкой очистки). Далее, проходя через высокоэффективные фильтровальные картриджи, воздух дочищается до 2 мг/м, поступает в камеру чистого воздуха 13 и выбрасывается через патрубок 14 из фильтра в помещение. По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности фильтрующих рукавов и картриджей тонкой очистки возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра. Затем включается система регенерации 20 фильтров сжатым воздухом с соплами 21, включающая ресивер сжатого воздуха с электромагнитными клапанами (на чертеже не показано). Сжатый воздух из ресивера через электромагнитные клапаны поступает в продувочные трубы. Электромагнитный клапан генерирует короткий импульс сжатого воздуха, сбивающий пыль с поверхности фильтрующих элементов. Пыль, сбиваемая с фильтровальных элементов, осыпается в бункера и через устройства выгрузки (на чертеже не показано) удаляется из фильтра.Dusty air through the duct 15, made in the housing of the combined filter, enters the first stage 16 of cleaning, which is a bag filter, while the gas-dust mixture passes through the sleeves from the filter cloth, and dust particles are trapped on their outer surface, and cleaned up to 10 ÷ 20 mg / m ³ air enters through the intermediate channel 11 into the working chamber of the second cleaning stage 17 (fine filter cartridge). Further, passing through high-performance filter cartridges, the air is cleaned up to 2 mg / m, enters the clean air chamber 13 and is discharged through the pipe 14 from the filter into the room. As the thickness of the dust layer on the surface of the filter bags and fine cartridges increases, the resistance to air movement increases and the filter capacity decreases. Then the system of regeneration of 20 filters with compressed air with nozzles 21 is turned on, including a receiver of compressed air with electromagnetic valves (not shown in the drawing). Compressed air from the receiver through the solenoid valves enters the purge pipes. The electromagnetic valve generates a short pulse of compressed air, knocking dust off the surface of the filter elements. Dust which is collected from the filter elements is scattered in the hopper and is removed from the filter through the discharge devices (not shown in the drawing).

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

Installation for the disposal of fluorescent lamps, containing two blocks: the first block separation of lamps; a second block of a multi-stage exhaust gas purification system, the first block comprising a lamp separation device including a loading unit, a pneumo-vibration separator with a crusher and a cyclone, a hopper for collecting shredded 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, characterized in that the multi-stage exhaust gas purification system is made in the form of a combined filter for purifying polluted air, comprising a housing, first and second cleaning stages, a regeneration system and a dust bin, while the housing the filter consists of three volumetric parts made in a box shape, with the first part being the first stage of cleaning, the second part being the second stage of cleaning, between which there is a partition, the other part is a compressed air filter regeneration system with nozzles located inside the filter elements, which is divided by a partition into two chambers of polluted and clean air, respectively, with the formation of an intermediate channel connecting the first cleaning stage, in the form of a bag filter, with the second cleaning stage, in the form cartridge filter, and for the input of polluted air there is a pipe located in the upper part of the first stage of cleaning, and for the output of clean air a pipe located in the clean zduha connected to the output of the filter cartridge, wherein the bottom of each of the stages of hoppers are arranged respectively bag filter and a cartridge filter, filter bag in the hopper is located the dust level sensor.