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invention
Fédération de Russie Patent RU2281311

Méthode d'élimination des lampes fluorescentes contenant du mercure

Méthode d'élimination des lampes fluorescentes contenant du mercure

Nom de l'inventeur: Eugene B. Trunin (RU); Rodionov Sergey Viktorovitch (RU); Mamushkin Alexander A. (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Mamushkin Alexander A. (RU); Rodionov Sergey Viktorovitch (RU); Trunin Eugene B. (RU)
Adresse de correspondance: 390005, Ryazan, ul. Tatar, 17, kv.169, EB Trunin
Date de début du brevet: 06.08.2004

L'invention peut être utilisée dans le domaine de la protection de l'environnement. Contenant du mercure des lampes fluorescentes détruisent, divisé en verre, capsules et de phosphore contenant du mercure dans le flux d'air du vide 10 ÷ 100000 Pa en utilisant une vibration dans la plage 1 ÷ 10000 Hz. Contenant du mercure masse de phosphore à des dimensions ne dépassant pas 1 mm, est chauffé dans le volume scellé à 600-900 ° C et tremper à 600-700 ° C pendant au moins 30 minutes. La vapeur de mercure est condensé dans le piège froid. Dans le cadre de tous les processus offrent une double étanchéité. L'invention permet la pleine utilisation de lampes fluorescentes à mercure métallique, métaux non ferreux, matière première de verre et de matériaux de construction, qui est retourné à la production. La teneur en mercure dans les déchets de moins de 3 ppm, ce qui est en dessous de la sensibilité des outils analytiques modernes. La méthode est, à haut rendement simple.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne l'élimination des processus de déchets toxiques, l' élimination des équipements et des déchets contenant du mercure, principalement aux méthodes d'élimination des lampes fluorescentes contenant du mercure, les méthodes de démercurisation.

Il existe une méthode (1 Trachtenberg IM, MN Kite mercure et ses composés dans l'environnement Kiev école Vyshcha 1990 technique 2. Pugachevich PP travaille avec le mercure dans le laboratoire M..:. Gostekhizdat g. 142 à 1961. Gamayunov SN 3. les lampes demercurisation fluorescentes №2052527 de RF.Procédé de brevet) lampes démercuration de mercure, qui comprend le broyage, le lavage avec de l' eau, le traitement avec des réactifs chimiques qui convertissent le composé du mercure dans une faible pression de vapeur. Les composés sont eux-mêmes, le plus souvent dans la composition des déchets. Une telle solution à la question est peu concluante. En outre, le problème se pose de composés de mercure de l'eau de purification utilisés pour le lavage. Les composés de mercure, ainsi que le mercure, sont augmentées de substances dangereuses. Une telle méthode de mercure demercurisation revient à la production et les réserves dans les déchets.

Il existe une méthode de matériaux contaminés par le mercure démercurisation de chaleur (4 Alpert VA, AI Pikin RF brevet №1838440 méthode démercurisation thermique des matériaux contaminés par le mercure et dispositif pour sa mise en œuvre), y compris la destruction des bulbes, des matériaux de chauffage dans une chambre étanche, les vapeurs de distillation sous vide capture de mercure de vapeur de mercure dans un piège à basse température. Dans ce procédé, le mercure métallique est recueilli dans les pièges à froid et après le nettoyage peut être retourné à la production. Ce cycle de rotation du mercure semble la plus réalisable. Le procédé est mis en oeuvre dans l'installation URL 2M. Cependant, dans la mise en œuvre de cette méthode présente des inconvénients qui empêchent d'utiliser pleinement les avantages de la méthode: 1. La technologie du vide est pas adapté au traitement des sales, des lampes cassées pour le traitement des déchets humides dans les déchets plastiques contenant, en tant que système de vide est hors à la fois l'eau et en chauffant les matières plastiques et d'autres matériaux et composants qui encombrent le système de vide. 2. La technologie du vide recommande le chauffage à une température ne dépassant pas 170 ° C, au-dessus duquel les composants du circuit imprimé et des composés polluent le système à vide, et les composés de mercure les plus stables telles que cinabre, de calomel, sublimé et al., Ne se décomposent pas, et le mercure n'a pas évaporé complètement matériaux demerkurizuemyh. En outre, la performance de cette technologie et de l'équipement est une technologie limitée, à forte intensité énergétique, nécessite la mise en œuvre d'une grande quantité d'électricité, l'utilisation de l'azote liquide coûteux. Un tel procédé a un coût unitaire significative de l'élimination.

Le plus proche de la méthode revendiquée est une méthode d'élimination des déchets contenant du mercure (5 N.V.Kosorukova et E.P.Yanin élimination des produits contenant du mercure déchets :. État et les problèmes dans le "Lighting" magazine, en 2002, le numéro 3, str.25- 29), les lampes principalement fluorescent est la destruction, la séparation de l'écoulement d'air à l' aide de la vibration sur le verre, capsules d'aluminium, du phosphore contenant du mercure, qui sont placés dans des sacs en plastique scellés, versé la solution de demerkuriziruyuschim de ciment (composés de mercure partiellement traduites) et transportés vers le site de traitement. Cette méthode d'élimination de la production, rentable, vous permet de revenir à la production de capsules en aluminium et le verre, mais dans ce processus, le mercure n'a pas été libéré à partir des déchets est dangereux si un stockage ultérieur dans la composition des déchets et des transports.

Une méthode élimination des lampes fluorescentes contenant du mercure comportant dans leur destruction, division en calcin, soubassements, de phosphore contenant du mercure dans le flux d'air en utilisant des vibrations, caractérisé en ce que le flux d'air crée une aspiration 100-10000 Pa, en utilisant des vibrations dans une gamme de 1 ... 10 000 Hz , la matière contenant du mercure est broyé à la taille non supérieure à 1 mm, est chauffé dans le volume scellé à une température comprise dans l'intervalle de 600 à 900 ° C, le trempage à 600-700 ° C pendant au moins 30 minutes, la vapeur de mercure est condensé dans le piège froid et pendant tous les procédés fournir une double étanchéité.

L'essence de l'invention consiste en ce que la solution technique proposée (un ensemble d'opérations de traitement dans les conditions de traitement recommandées) permet l' utilisation complète des déchets contenant du mercure, appareils principalement pour fluorescent métal lampes au mercure, des métaux non ferreux, matière première de verre et d' un matériau de construction neutre. La technologie proposée a les meilleurs paramètres techniques et économiques.

Effectuer la séparation de composants dans un écoulement d'air avec une chute de pression de 100 à 10.000 Pa sépare la fraction de poussière volatile à partir des composants solides de lampes fluorescentes, le verre et les capsules métalliques. Lorsque la chute de pression de moins de 1 mm Hg, le flux d'air ne prendra pas de phosphore contenant du mercure, et la création d'une atmosphère de vide 1/10 impraticable en raison de l'augmentation de la capacité de la ventilation et de la poussière collecte et le nettoyage de l'air. Dans le cas d'une dilution de plus de 0,1 bar (10 000 Pa), avec la substance fluorescente contenant du mercure est effectuée à une distance d'une grande quantité de verre qui ne contient pas de mercure à l'intérieur. Le résultat est atteint dans la chute de pression spécifiée et des spécifications différentes de l'entraînement de poussière. En principe, la technologie va travailler à des pressions différentielles élevées, mais va augmenter la consommation d'énergie et les filtres tombera plus grand nombre stekloothodov qui ne contiennent pas de mercure lui-même.

Entrainment phosphore contenant du mercure rapport et entraîné calcin comprenant un matériau d'écoulement d'air.

Méthode d'élimination des lampes fluorescentes contenant du mercure

Le tableau montre qu'il n'y a pas de séparation à basse pression de verre brisé et de phosphore que le phosphore et le verre calcin et rester en place. Et à haute pression différentielle et la séparation ne se produit pas, comme le verre brisé et de phosphore et un courant d'air entraîné à un autre endroit et ne pas séparer. conditions d'écoulement d'air sont optimales au sein de ladite plage de pression différentielle de 100 Pa à 10000 Pa.

La vibration dans la gamme de fréquences 1 ... 10000 Hz assure le meilleur mélange et la séparation de la fraction de poussière. La création d'une vibration dans ladite plage de vibrations porté en rotation avec l'arbre excentrique (pour les basses fréquences) et le noyau de fer magnétostriction (à hautes fréquences). Dans la plage de fréquences spécifiée de 1 Hz à 10000 poussière séparation de la fraction luminescente effectuée de manière très efficace. A des fréquences inférieures à 1 Hz ne sont pas calcin mixte. Le travail à des fréquences plus de 10.000 Hz ne pouvait pas être mis en œuvre en raison de difficultés techniques. Gamme de fréquences 1-10,000 Hz choisi comme le plus techniquement réalisable et peu coûteux (des considérations technico-économiques).

La plage de température sélectionnée est associée aux phénomènes suivants:

1. À des températures supérieures à 300 ° C éliminer efficacement le mercure métallique, qui a une pression de vapeur de 1 atmosphère, même à 360 ° C Cependant, les composés les plus stables du mercure tels que le cinabre, de calomel, le chlorure mercurique et d'autres., Ne se décomposent pas, et le mercure ne s'évapore pas uniquement des matières demerkurizuemyh. matériaux de composition de mercure dosages montrent que lors du chauffage à des températures inférieures à 600 ° C, les composés du mercure ne sont pas décomposés et que le mercure demeure dans les matériaux.

2. A des températures de 600 à 900 ° C des composés du mercure se décomposent et le mercure est éliminé du matériau complètement.

3. Au-dessus de 900 ° C pour chauffer le matériau impraticable en raison des coûts élevés de l'énergie et de la complexité de la structure du four.

Contenant du mercure matériau doit avoir des dimensions inférieures à 1 mm, étant donné que le temps de sortie de mercure à partir du matériau associé à une taille de particule dans la première approximation par la formule

Où L - des granulométries en pouces, D - le coefficient de mercure dans le matériau de diffusion à une température donnée divisé par le nombre de centimètres carrés par seconde, t - le temps de maintien à cette température en quelques secondes. Quand les modes de défaillance recommandés par le matériau de lampes contenant du mercure ayant des dimensions inférieures à 1 mm, et de telles dimensions sont les plus appropriés pour l'élimination du mercure à partir de la substance fluorescente. Pour de grandes quantités augmente le temps minimum l'exposition à haute température (en proportion du carré de la taille des particules). particules de demercurisation ayant des tailles de plus de 1 mm, elle conduit à une détérioration de la performance économique du temps de maintien accrue à des températures élevées, et par conséquent le coût de l'électricité et d'autres coûts matériels (salaires horaires de maintenance réduisent la vitesse de la ligne).

processus d'élimination du mercure se compose de plusieurs étapes:

décomposition des composés contenant du mercure,

la diffusion de mercure dans le volume de particules solides,

évaporation du mercure à la surface des particules,

un mouvement par diffusion de mercure dans l'espace interparticulaire,

donner le volume des pores de mercure des déchets contenant du mercure, la diffusion du mercure dans le gaz,

vapeurs se condensent dans le piège.

l'étape (la plus lente sur la cinétique du procédé) limitant l'extraction du mercure à partir d'un matériau est l'élimination du mercure contenu dans un matériau particulaire contenant du mercure.

Le temps de maintien est d'au moins 30 minutes en raison de la cinétique de l'élimination des impuretés. En l'absence d'exposition à une température supérieure à 600 ° C, le mercure n'a pas été retiré. Lorsque le temps de 30 minutes maintenant, le mercure est complètement éliminé. Le temps d'attente pendant plus de 30 minutes est impossible parce que les résultats d'élimination du mercure déjà atteint et une nouvelle exposition entraîne des coûts inutiles. La plage de 30 minutes à une température de 600 ° -700 ° C, est associé à l'inertie thermique du four et peut être inférieure si le volume de chargement de données, la puissance de l'isolation four de chauffe.

Cette technologie vise à la disposition complète de tous les composants.

Double étanchéité (1 étanchéité de tous les composants de l'équipement de procédé, et 2 séparée d'étanchéité de la ligne à partir de la zone de travail de production) fournit une sécurité accrue de l'ensemble du processus.

Pour mettre en œuvre la méthode proposée a été créé dans la société OOO «Avtoeko" Ryazan ligne de production expérimentale. La ligne de production est constitué des composants et ensembles suivants:

1. Le broyeur, qui est un volume d'acier avec un tube refermable pour alimenter des lampes fluorescentes, disposées à l'intérieur d'un dispositif pour la destruction des tubes fluorescents, qui est entraîné par un moteur disposé à l'extérieur.

2. Le séparateur, ce qui assure la séparation des bouchons, du verre cassé et de phosphore contenant du mercure. La fréquence des vibrations lors de la séparation est prévu un moteur électrique avec un excentrique et 50 Hz, et en coordination avec des éléments de design.

3. Le cyclone pour collecter luminophore contenant du mercure.

4. Le système de purification d'air comportant des filtres pour absorber les filtres anti-poussières et de charbon aktivirovannyim pour absorber les résidus de vapeur de mercure.

5. Dispositif pour la création d'un vide et le débit d'air, ce qui est un moteur avec une roue à aubes. Le dispositif est configuré de manière à créer un vide de 1000 Pa.

6. Les contenants pour bouchons, verre brisé, de phosphore.

7. Four, qui est un volume étanche dans lequel le récipient peut être placé avec un poids de phosphore de 50 kg. La température à l'intérieur du four peut atteindre 900 ° C, et est créé par des radiateurs électriques. La température est contrôlée par un thermocouple chromel-alumel. Le four comprend un piège et un système de refroidissement. système de refroidissement de l'eau a un système de circulation indépendante (radiateur, électrique, piège à froid). Le refroidissement peut être combiné (eau et azote liquide).

8. Contrôle de vapeur de mercure tenue périphérique AGP-1.

Toutes les unités et composants sont opérationnels et fournit les fonctions de: broyage des lampes fluorescentes, la séparation des capsules métalliques de verre et la substance fluorescente dans le flux d'air généré par une chute de pression de 1000 Pa à une fréquence de vibration de 50 Hz et à les décharger dans des conteneurs séparés, le chargement des déchets contenant du mercure dans le scellé du four contenant du mercure, un piège à froid. Pièges assure la condensation de la vapeur de mercure libérée à partir du volume de collecte de liquide et le mercure. Les déchets ont des concentrations de mercure en dessous des normes acceptables et le niveau de mercure dans l'environnement (au niveau du mercure Clarke).

La technologie proposée en général et des options pour ses différentes étapes ont été testés et mis en œuvre. Nous avons effectué des analyses de masse contenant du mercure sur un spectromètre de masse, le JMS 01-HB2 double focalisation sur 70 contaminants, en particulier le mercure. Il a été constaté que, dans la matière première (phosphore), teneur en mercure de 200 (0,02%) ppm, et après démercurisation du mercure contenu a été réduite au-dessous de la sensibilité du spectromètre de masse inférieure à 3 ppm (0,0003% inférieur).

Le contenu réel du mercure résiduel dans les déchets demerkurizovannyh n'a pas pu être trouvé en raison des restrictions de la sensibilité des outils analytiques modernes.

Ainsi, la tâche de traitement de déchets contenant du mercure en utilisant la technologie inventive a résolu avec succès le sens technique et écologique.

Tous les composants des appareils contenant du mercure peuvent être réutilisés et ne contaminent pas l'environnement ou matières à haut risque (mercure) ou de déchets. En conséquence de la technique, on obtient le mercure métallique, du verre, de la ferraille et des matériaux de construction non ferreux. Cette technologie est une haute performance, rentable et, apparemment, le seul en Russie en ce moment est vraiment respectueux de l'environnement. Après le traitement, la technologie est nécessaire de ne pas occuper la zone des sites industriels et des décharges, et tous les composants des déchets est retourné à la production.

REVENDICATIONS

Procédé de recyclage de lampes fluorescentes contenant du mercure est leur destruction, la division en verre, de socles, de phosphore contenant du mercure dans le courant d'air à l'aide de vibrations, caractérisé en ce que l'écoulement d'air crée une pression négative 10-10000 Pa, en utilisant une vibration dans la gamme de 1-10,000 Hz, de phosphore contenant du mercure, sol à des dimensions ne dépassant pas 1 mm, est chauffé dans le volume scellé à 600-900 ° C et trempage à une température de 600-700 ° C pendant au moins 30 minutes, la vapeur de mercure est condensé dans le piège froid et pendant tous les processus fournissent une double étanchéité.

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Date de publication 12.12.2006gg