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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2281311

Verfahren zur Entsorgung von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen

Verfahren zur Entsorgung von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen

Name des Erfinders: Eugene B. Trunin (RU); Rodionov Sergey Viktorowitsch (RU); Mamushkin Alexander A. (RU)
Der Name des Patentinhabers: Mamushkin Alexander A. (RU); Rodionov Sergey Viktorowitsch (RU); Trunin Eugene B. (RU)
Korrespondenzanschrift: 390005, Rjasan, ul. Tatar, 17, kv.169, EB Trunin
Startdatum des Patents: 2004.08.06

Die Erfindung kann auf dem Gebiet des Umweltschutzes verwendet werden. Quecksilberhaltige Leuchtstofflampen zerstören, aufgeteilt in Glas, Kappen und quecksilberhaltige Leuchtstoff in dem Luftstrom aus dem Vakuum 10 ÷ 100000 Pa eine Schwingung im Bereich von 1 ÷ 10000 Hz verwendet wird. Quecksilber enthaltende Phosphor Boden Größen nicht größer als 1 mm, wird in dem abgedichteten Volumen auf 600-900 ° C erhitzt und Einweichen bei 600-700 ° C für mindestens 30 Minuten. Quecksilberdampf wird in der Kühlfalle kondensiert. Bei der Durchführung alle bieten die Prozesse eine doppelte Dichtung. Die Erfindung ermöglicht die vollständige Ausnutzung der Leuchtstofflampen zu metallischem Quecksilber, NE-Metall, Glas Rohstoff und Baustoff, die Produktion zurückgeführt wird. Der Quecksilbergehalt in Abfällen weniger als 3 ppm, was unterhalb der Empfindlichkeit der modernen analytischen Instrumenten ist. Das Verfahren ist einfach, mit hoher Effizienz.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Beseitigung giftiger Abfälle Prozesse, Entsorgung von quecksilberhaltigen Geräten und Abfällen, vor allem auf Verfahren zur Entsorgung von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen, demercurisation Methoden.

Es gibt ein Verfahren (1 Trachtenberg IM, MN Kite Quecksilber und seine Verbindungen in der Umwelt Kiew Vyshcha Schule, 1990 2. Pugachevich PP - Technik mit Quecksilber im Labor M arbeitet..:. Gostekhizdat g. 142 bis 1961. Gamayunov SN 3. RF - Patent №2052527 Verfahren Entquickung Leuchtstofflampen) Demercurierung Quecksilberlampen, umfassend Schreddern, Waschen mit Wasser, Behandlung mit chemischen Reagenzien, die die Quecksilberverbindung in einem niedrigen Dampfdruck umwandeln. Verbindungen selbst sind, in der Regel in der Abfallzusammensetzung. Eine solche Lösung für das Problem ist nicht schlüssig. Darüber hinaus stellt sich das Problem der Reinigung von Wasser Quecksilberverbindungen zum Waschen verwendet. Quecksilberverbindungen sowie Quecksilber, sind Gefahr Substanzen erhöht. Eine solche gibt ein Verfahren Entquickung Quecksilber in die Produktion und Reserven in den Abfall.

Es ist ein Verfahren zur Wärme demercurisation Quecksilber kontaminierten Materialien (4 Alpert VA, AI Pikin RF Patent №1838440 Verfahren thermische demercurisation Quecksilber kontaminierten Materialien und Vorrichtung zu dessen Implementierung), einschließlich der Zerstörung von Leuchtmitteln, Heizmaterial in einer abgedichteten Kammer, Vakuumdestillationsdämpfe Quecksilber capture von Quecksilberdampf in einer Niedertemperaturfalle. Bei diesem Verfahren wird metallisches Quecksilber wird in den Kühlfallen aufgefangen und nach dem Reinigen kann die Produktion zurückgeführt werden. Solche Quecksilber Umsatz Zyklus sieht die am ehesten machbar. Das Verfahren wird in der Installation URL-2M implementiert. Doch bei der Umsetzung dieser Methode Nachteile hat, die volle Nutzung der Vorteile des Verfahrens zu verhindern: 1. Vakuumtechnik ist nicht geeignet für die Verarbeitung von schmutzig, kaputte Lampen auf die Verarbeitung feuchter Abfälle in Kunststoffabfälle, die als das Vakuumsystem nicht in Ordnung ist sowohl das Wasser und durch die Kunststoffheizung und andere Materialien und Bestandteile, die das Vakuumsystem verstopfen. 2. Vakuumtechnik empfiehlt Erhitzen auf eine Temperatur von höchstens 170 ° C, über dem die Komponenten der PCB und Verbindungen mit der Vakuumsystem verunreinigen und die stabilsten Quecksilberverbindungen wie Zinnober, Calomel sublimieren et al., Nicht zersetzen und Quecksilber nicht vollständig verdampft aus demerkurizuemyh Materialien. Außerdem ist die Anwendung dieser Technologie und Ausrüstung beschränkt ist, energieintensive Technik, erfordert die Durchführung einer großen Menge an Strom, die Verwendung von teurem flüssigem Stickstoff. Ein solches Verfahren hat einen signifikanten Einheit Entsorgungskosten.

Die Nähe des beanspruchten Verfahrens ist ein Verfahren zur Entsorgung von quecksilberhaltigen Abfällen (5 N.V.Kosorukova und E.P.Yanin Die Entsorgung von Abfällen quecksilberhaltigen Produkten :. Staat und Probleme in der "Lighting" -Magazin im Jahr 2002, Nummer 3, str.25- 29), hauptsächlich Leuchtstofflampen ist ihre Zerstörung, die Trennung des Luftstroms mit der Erschütterung auf dem Glas, Aluminiumkappen, quecksilberhaltigen Leuchtstoff, die in versiegelten Kunststoffbeuteln angeordnet sind, gegossen Zement demerkuriziruyuschim Lösung (teilweise übersetzt Quecksilberverbindungen) und die transportierten Verarbeitungsort. Diese Art der Entsorgung von produktiven und kostengünstigen, ermöglicht es Ihnen, auf die Herstellung von Aluminiumkappen und Glas zurück, aber in diesem Verfahren wird das Quecksilber nicht aus dem Abfall freigegeben ist gefährlich, wenn eine weitere Lagerung in der Zusammensetzung der Abfälle und Transport.

Verfahren Entsorgung von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen in ihrer Zerstörung umfasst, Aufteilung in cullet, Fußleisten, quecksilberhaltige Leuchtstoff im Luftstrom Schwingung mit, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom abgesaugt schafft 100-10000 Pa, Vibration in einem Bereich von 1 ... 10.000 Hz mit , quecksilberhaltige Mahlgutes Größen nicht größer als 1 mm ist, in das abgedichtete Volumen auf eine Temperatur im Bereich von 600-900 ° C erhitzt wird, für mindestens 30 Minuten bei 600-700 ° C Einweichen wird der Quecksilberdampf in der Kühlfalle und während aller Prozesse kondensierte bieten doppelte Abdichtung.

Das Wesen der Erfindung besteht darin , dass die vorgeschlagene technische Lösung (eine Reihe von Verarbeitungsvorgängen in den empfohlenen Verarbeitungsbedingungen) für die vollständige Nutzung von quecksilberhaltigen Abfällen erlaubt, Geräte hauptsächlich für Leuchtstofflampen Quecksilber Metall, NE - Metall, Glas Rohstoff und einem neutralen Baustoff. Die vorgeschlagene Technologie hat die besten technischen und wirtschaftlichen Parameter.

Durchführung der Trennung von Komponenten in einem Luftstrom mit Druckabfall 100-10000 Pa trennt flüchtige Staubfraktion von den festen Komponenten von Leuchtstofflampen, Glas und Metallkappen. Bei Druckabfall von weniger als 1 mm Hg, nehmen der Luftstrom nicht quecksilberhaltigen Leuchtstoff, und die Schaffung einer Vakuumatmosphäre 1/10 unpraktisch aufgrund der Erhöhung der Kapazität der Lüftung und Entstaubung und Luftreinigung. Im Falle der Verdünnung von mehr als 0,1 bar (10.000 Pa) mit der quecksilberhaltigen Leuchtstoff wird eine große Menge an Glas, die Quecksilber enthält nicht innerhalb weggetragen. Das Ergebnis wird innerhalb des angegebenen Druckabfall und unterschiedlichen Spezifikationen von Staub Entrainment erreicht. Im Prinzip wird die Technologie bei hohen Differenzdrücken arbeiten, aber den Stromverbrauch und die Filter fallen in größeren Zahl stekloothodov erhöhen, die Quecksilber selbst nicht enthalten.

Entrainment-Verhältnis quecksilberhaltigen Leuchtstoff und mitgeführte cullet aus Luft Material.

Verfahren zur Entsorgung von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen

Die Tabelle zeigt, dass es bei niedrigen Drücken von zerbrochenem Glas und Phosphor als Phosphor und Glasscherben und bleiben an Ort und Stelle keine Trennung gibt. Und bei hohen Differenzdrücken und die Trennung nicht auf, wie das zerbrochene Glas und Phosphor und mitgerissenen Luftstrom an einen anderen Ort und nicht trennen. Optimale Luftströmungsverhältnisse innerhalb des Differenzdruckbereich von 100 Pa bis 10000 Pa.

Die Schwingung im Frequenzbereich von 1 ... 10000 Hz gewährleistet die beste Durchmischung und Trennung der Staubfraktion. Erzeugen einer Vibration in dem Schwingungsbereich in Drehung mit der Exzenterwelle durch (für niedrige Frequenzen) und Magnetostriktion Eisenkern (bei hohen Frequenzen). Im angegebenen Frequenzbereich von 1 Hz bis 10000 Staubfraktion Trennung Phosphor recht effizient durchgeführt. Bei Frequenzen von weniger als 1 Hz nicht vermischt cullet. Die Arbeit bei Frequenzen über 10.000 Hz konnte aufgrund technischer Schwierigkeiten umgesetzt werden. Frequenzbereich 1-10.000 Hz ausgewählt als das technisch erreichbare und preiswert (von den technisch-wirtschaftlichen Erwägungen).

Der gewählte Temperaturbereich wird mit den folgenden Phänomenen verbunden sind :

1. Bei Temperaturen über 300 ° C wirksam metallisches Quecksilber, zu entfernen, die selbst bei 360 ° C einen Dampfdruck von 1 Atmosphäre hat Jedoch sind die stabilsten Quecksilberverbindungen wie Zinnober, Kalomel, Quecksilberchlorid und andere., Nicht zersetzen und Quecksilber nicht verdampft vollständig aus demerkurizuemyh Materialien. Assays Quecksilber Zusammensetzungsmaterialien zeigen, daß beim Erhitzen auf Temperaturen unterhalb von 600 ° C die Quecksilberverbindungen nicht zerlegt werden und das Quecksilber bleibt in den Materialien.

2. Bei Temperaturen von 600-900 ° C Quecksilberverbindungen zerfallen und Quecksilber aus dem Material vollständig entfernt wird.

3. Oberhalb 900 ° C, das Material nicht praktikabel aufgrund der höheren Energiekosten und der Komplexität der Ofenstruktur zu erwärmen.

Quecksilberhaltige Material sollte Größen von weniger als 1 mm, da die Ausgabezeit des Quecksilbers aus dem Material mit einer Teilchengröße in erster Näherung durch die Formel assoziiert

Wo L - Partikelgrößen in Zoll, D - der Diffusionskoeffizient von Quecksilber in dem Material bei einer gegebenen Temperatur durch die Quadratzentimeter pro Sekunde geteilt, t - Zeit bei dieser Temperatur in Sekunden. Wenn Fehlermodi durch die quecksilberhaltigen Lampen Material empfohlenen Abmessungen weniger als 1 mm aufweisen und so dimensioniert sind am besten geeignet für die Entfernung von Quecksilber aus dem Phosphor. Für große Mengen erhöht die minimale Zeit der Hochtemperaturexposition (im Verhältnis zu dem Quadrat der Partikelgrße). Entquickung Teilchengrößen mehr als 1 mm, führt es zu einer Verschlechterung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit der erhöhten Haltezeit bei hohen Temperaturen und dementsprechend die Kosten für Strom und andere Materialkosten (Wartung Zeitlohn reduzieren Liniengeschwindigkeit).

Mercury Entfernungsprozess besteht aus mehreren Schritten:

Zersetzung von Quecksilberverbindungen,

Quecksilberdiffusion in der festen Partikelvolumen,

Verdampfung des Quecksilbers mit der Partikeloberfläche,

diffusiver Bewegung des Quecksilbers in dem interpartikulären Raum,

Ausbeute Quecksilber-Porenvolumen von quecksilberhaltige Abfälle, die Diffusion von Quecksilber in Gas,

Dämpfe kondensieren in der Falle.

Begrenzungsstufe (die langsamste auf die Kinetik des Prozesses), die Entfernung von Quecksilber aus einem Material ist die Entfernung von Quecksilber aus quecksilberhaltigen partikelförmigen Materials.

Die Haltezeit beträgt nicht weniger als 30 Minuten durch die Kinetik der Entfernung von Verunreinigungen. In Abwesenheit der Exposition gegenüber einer Temperatur von mehr als 600 ° C Quecksilber nicht entfernt wird. Wenn die Zeit von 30 Minuten hält, wird das Quecksilber vollständig entfernt. Die Wartezeit für mehr als 30 Minuten ist unpraktisch, weil die Quecksilberentfernung bereits erzielten Ergebnisse und weitere Exposition führt zu unnötigen Kosten. Der Bereich von 30 Minuten bei einer Temperatur von 600 ° -700 ° C wird mit der thermischen Trägheit des Ofens verbunden und kann, wenn das Volumen der Datenlade weniger, der Leistung des Ofens Heizvorrichtungen Isolierung.

Diese Technologie wird auf die vollständige Entsorgung aller Bauteile ausgerichtet.

Doppeldichtung (1 Abdichtung aller Komponenten der Prozessausrüstung und 2 separate die gesamte Produktionslinie aus dem Arbeitsbereich Versiegelung) sorgt für eine erhöhte Sicherheit des gesamten Prozesses.

Um das vorgeschlagene Verfahren implementieren wurde in der Firma OOO «Avtoeko" in Rjasan experimentellen Produktionslinie erstellt. Die Fertigungslinie besteht aus den folgenden Komponenten und Baugruppen:

1. Zerkleinerungsmaschine, die zum Zuführen von Leuchtstofflampen ein Stahlvolumen mit einem versiegelbaren Schlauch ist, in einer Vorrichtung für die Zerstörung von Leuchtstoffröhren angeordnet sind, die von einem Motor außerhalb angeordnet angetrieben wird.

2. Der Separator, der die Trennung der Kappen, Glasscherben und quecksilberhaltigen Leuchtstoff gewährleistet. Die Frequenz der Schwingung, wenn die Trennung einen Elektromotor mit einem Exzenter versehen ist, und ist 50 Hz und mit Design-Elemente abgestimmt.

3. Der Zyklon zum Sammeln von quecksilberhaltigen Leuchtstoff.

4. Die Luftreinigungssystem Filter umfasst, Staub und Kohlefilter zur Absorption von Quecksilberdampfrückstände aktivirovannyim zu absorbieren.

5. Vorrichtung zum Erzeugen eines Vakuums und der Luftstrom, der ein Motor mit einem Laufrad ist. Die Vorrichtung ist konfiguriert, um ein Vakuum von 1000 Pa zu erzeugen.

6. Container für Mützen, Glasscherben, Phosphor.

7. Ofen, der ein abgedichtetes Volumen, in dem der Behälter mit einem Leuchtstoffgewicht von 50 kg gelegt werden kann. Die Temperatur im Inneren des Ofens kann 900 ° C erreichen, und wird durch elektrische Heizkörper geschaffen. Die Temperatur wird durch ein Chromel-Alumel-Thermoelement kontrolliert werden. Der Ofen umfasst eine Falle und ein Kühlsystem. Wasserkühlsystem verfügt über eine unabhängige Zirkulationssystem (Kühler, elektrisch, Kühlfalle). Die Kühlung kann (Wasser und flüssigem Stickstoff) kombiniert werden.

8. Steuerung von Quecksilberdampf gehalten Gerät AGP-1.

Alle Geräte und Komponenten betriebsbereit sind, und liefert die folgenden Funktionen: Zerkleinern quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen, die Trennung der Metallkappen von zerbrochenem Glas und dem Leuchtstoff in den Luftstrom durch einen Druckabfall von 1000 Pa bei einer Schwingungsfrequenz von 50 Hz erzeugt und in getrennten Behältern, Laden von quecksilberhaltigen Abfällen in dem versiegelten Entladen Ofen eine Kühlfalle. Traps sorgt für die Kondensation von Quecksilberdampf aus dem Flüssigkeitssammelvolumen und Quecksilber freigesetzt. Abfall haben Quecksilberkonzentrationen unter akzeptablen Standards und das Niveau von Quecksilber in die Umwelt (auf der Ebene der Quecksilber Clarke).

Die vorgeschlagene Technik im Allgemeinen und Optionen für die einzelnen Stufen getestet und implementiert worden sind. Wir führten Analysen von quecksilberhaltigen Masse auf einem Massenspektrometer, das JMS-01-SM2-Doppelfokus auf 70 Verunreinigungen, insbesondere Quecksilber. Es wurde, dass in dem Rohmaterial (Phosphor) Quecksilbergehalt von 200 (0,02%) ppm und nach Entquickung Quecksilber gefunden unterhalb der Empfindlichkeit des Massenspektrometers unter 3 ppm (0,0003% niedriger) reduziert wurde.

Der tatsächliche Gehalt an Rest Quecksilber in demerkurizovannyh Abfälle, die nicht aufgrund der Einschränkungen der Sensitivität der modernen analytischen Werkzeuge gefunden werden konnte.

Somit hat die Aufgabe, quecksilberhaltige Abfälle erfindungsgemässen Technologie der Verarbeitung unter Verwendung gelöst erfolgreich das technisch und ökologisch sinnvoll.

Alle Komponenten der quecksilberhaltigen Geräte wiederverwendet werden kann und nicht die Umwelt oder Hochrisikomaterial (Quecksilber) oder Abfälle verschmutzen. Als Ergebnis der Technologie erhalten wir Quecksilber Metall, Glas, Nichteisenmetallschrott und Baumaterial. Diese Technologie ist eine leistungsstarke, kosteneffektive und offenbar im Moment der einzige in Russland ist wirklich umweltfreundlich. Nach der Verarbeitung wird die Technologie zur Produktion nicht zu besetzen den Bereich der Industrieanlagen und Deponien, und alle Komponenten des Abfalls zurück erforderlich.

FORDERUNGEN

Ein Verfahren zum Recycling von quecksilberhaltigen Leuchtstofflampen ihre Zerstörung ist, Aufteilung in Glas, Podeste, quecksilberhaltige Leuchtstoff im Luftstrom Schwingung verwenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom erzeugt Unterdruck 10-10000 Pa, eine Schwingung im Bereich von 1-10.000 Hz, quecksilberhaltige Leuchtstoff unter Verwendung von Boden Größen nicht größer als 1 mm, in das abgedichtete Volumen auf 600-900 ° C und Einweichen bei einer Temperatur von 600-700 ° C für mindestens 30 Minuten erhitzt wird, wird der Quecksilberdampf in der Kühlfalle und während alle Prozesse Doppeldichtung bereitzustellen kondensiert.

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Erscheinungsdatum 12.12.2006gg