Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп.

В Москве за год потребляется 6000 тонн изделий только люминесцентных ламп радиоэлектронной, электротехнической и медицинской отраслей промышленности, содержащих ртуть и ее соединения. 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.

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).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки газов.

Технический результат - повышение эффективности и энерго- и ресурсосбережения переработки лома и очистки газов.

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.

На фиг.1 представлена схема системы для утилизации люминесцентных ламп, на фиг.2 изображена установка для очистки загрязненного воздуха.

Система для утилизации люминесцентных ламп (фиг.1) состоит из двух основных блоков: первый блок - устройство для разделения ламп, включающее узел загрузки, пневмовибрационный сепаратор 19 с дробилкой и циклоном, бункер 20 для сбора измельченного стекла ламп, контейнер 21 для приема цоколей ламп, контейнер 22 для люминофора; второй блок - многоступенчатая система 23 очистки отходящих газов, включающая рукавный фильтр, адсорберы, газодувку с компрессором.

Многоступенчатая система 23 очистки отходящих газов содержит пылеуловитель 1 (фиг.2), адсорбер 2, устройство для тонкой очистки воздуха 3 и всасывающее устройство 4, соединенные сквозным каналом 5 подачи очищаемого воздуха с входным 6 и выходным 7 патрубками. Перед выходным патрубком 7 установлена дроссельная шайба 8 для регулирования гидравлического сопротивления установки. Пылеуловитель 1, адсорбер 2 и всасывающее устройство 4 смонтированы каждый на отдельной секции передвижной платформы - соответственно 9, 10, 11. Устройство тонкой очистки воздуха 3 установлено на дополнительной секции 12 передвижной платформы. Секции 9, 10, 11, 12 передвижной платформы имеют замковые приспособления 13 для взаимного соединения секций. В пылеуловителе 1 установлены горизонтальные фильтры 14 и устройства их очистки 15, соединенные с источником сжатого воздуха. Пылеуловитель 1 и адсорбер 2 снабжены механизмами выгрузки шлама. Устройство тонкой очистки воздуха 3 содержит корпус 16, в котором последовательно вертикально установлены сетки 17, размер ячеек которых не превышает 0,6 мм. Между сетками 17 засыпаются химпоглотители. В нижней части корпуса устройства тонкой очистки воздуха установлены механизмы 18 выгрузки использованных химпоглотителей.

Система для утилизации люминесцентных ламп работает следующим образом.

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°C). 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.

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.

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.

Многоступенчатая система 23 очистки отходящих газов работает следующим образом.

Из первого блока разрежением до 5,0 кПа, создаваемым всасывающим устройством 4, через входной патрубок 6 сквозного канала 5 втягивается воздух, загрязненный твердыми и газообразными аэрозолями отравляющих и других вредных веществ, и поступает внутрь пылеуловителя 1. При этом твердые частицы задерживаются на поверхности фильтров 14. По мере загрязнения фильтровальных элементов их гидравлическое сопротивление растет. По достижении сопротивления фильтров определенного значения происходит их продувка сжатым воздухом давлением 0,5÷0,6 мПа от автономного источника противотоком направлению всасывания. Твердые частицы сдуваются с поверхности фильтровальных патронов и собираются в бункер, который периодически опорожняется. Далее воздух, содержащий пары отравляющих веществ и вредные газы, поступает по каналу 5 в адсорбер, где пары отравляющих веществ активно поглощаются сорбентом, имеющим высокопористую структуру и высокую сорбционную емкость. Контроль загрязненности воздуха, выходящего из выходного патрубка 7, ведется с помощью газоанализаторов. При регистрации проскока вредных веществ происходит замена соответствующего химпоглотителя. 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).