CC BY
13
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ИНФОРМАТИКА
УДК 66.041.45 Таймаров М.А.
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП
В настоящее время большое количество людей пользуются люминесцентными лампочками, но существует проблема с утилизацией данных ламп. В данной статье описывается установка, благодаря которой решаются проблемы по утилизации люминесцентных ламп.
Ключевые слова: люминесцентные лампы, адсорбер, блочная компоновка, утилизация, термическая возгонка.
Установка утилизации люминесцентных ламп предназначена для демеркуризации отработанных люминесцентных ламп типа ЛБ и дуговых ртутных ламп типа ДРЛ с получением в качестве конечных продуктов обезртученного стеклобоя, металлических отходов и уловленной в адсорбере металлической ртути. В основу технологии переработки ламп положены следующие процессы: предварительное измельчение, термическая возгонка, разделение на твердый и газообразный продукт, фильтрация, конденсация и адсорбция газовой фазы [1]. При проектировании установки использована блочная компоновка (рис.1).
Установка функционирует следующим образом. Со склада целые и битые лампы типа ЛБ, ДКЛ загружаются в бункер 2 порциями или непрерывно. В нижней части бункера происходит дробление ламп измельчителем 3 и транспортировка боя шнеком 4 в возгоночную печь 7, внутри которой в вакуумированном корпусе 5 вращается второй шнек 6. На выходе из корпуса печи твердо-газовые продукты с температурой 300°С разделяются на два потока: газовый поток с парами ртути поступает в фильтр 17, твердые продукты стеклобоя через затвор-мигалку попадают в элеватор 9. В фильтре происходит улавливание пилевидного уноса стеклобоя, а затем охлаждение газов в конденсаторе 5 до температуры 15°С. Охлаждение конденсатора осуществляется технической водой. Разрежение в технологической линии создается воздуходувной 13, осуществляющей также выброс обезртученного технологического газа в атмосферу. Дополнитель-
ными самостоятельными узлами установки является узел сортировки и брикетирования твердых отходов 10.
1. - загрузка целых и битых ламп типа ЛБ; 2. - бункер, 3 - измельчитель, 4 - шнековый транспортер, 5 - корпус шнека печи и возгоночная камера, 6 - шнек, 7 - электропечь сопротивления, 8 -обезртученныйстеклобой, 9 - элеватор, 10 - узел брикетирования твердых отходов, 12 - фильтры, 13 - воздуходувка, 14 - электродвигатель.
На рис. 2 показана схема контроля и автоматизации. Конденсатор служит для охлаждения технологического газа. Адсорбент в фильтрах улавливает пары ртути.
При утилизации отработанных люминесцентных ламп и использовании метода термической возгонки в составе технологического газа присутствуют пары ртути, амальгамы в различных концентрациях после печи. Для очистки технологических газов могут применяться методы, которые в настоящем исследовании разделены на следующие: физические (конденсационные); абсорбционные методы улавливания аэрозолей (химические); хемосорбционные; газофазные. Проверка эффективности очистки газов от ртутьсодержащих компонентов осуществлена на стендовом оборудовании.
На основе проведенных в данной работе экспериментов установлено, что для предварительной очистки от ртутьсодержащих компонентов технологического газа после печи наиболее эффективными являются физические методы с последующей глубокой очисткой индивидуальными и комбинированными химическими методами. Хемосорбционные жидкостные методы применять эффективно можно в случае небольших объемов
10
Рис. 1. Установка утилизации люминесцентных ламп
технологического газа и при необходимости глубокого извлечения ртутьсодержащих соединений сложного химического состава. Для глубокой демеркуризации значительных объемов газа наиболее предпочтителен адсорбционный метод с использованием в качестве промышленного адсорбента активированного угля.
Рис 2. Функциональная схема контроля и автоматизации установки утилизации люминесцентных ламп: ПВ, ВВ, АВ - приточная, вытяжная и аварийная вентиляция помещения. ТВ - первичный измерительный преобразователь температуры типа ТХА, РТ - вакуумметр, Ш - ручное включение магнитных пускателей
Активированные угли типа АР, БАУ исследовались в настоящей работе на предмет повышения адсорбционной способности путем их модифицирования галоидирующими реагентами, в качестве которых был взят хлорид натрия в виде водного раствора. Поскольку активность хлорида натрия по отношению к парообразной ртути проявляется только в водорастворенном состоянии, то необходимо непрерывное увлажнение раствором хлористого натрия активной поверхности угля. Результаты экспериментов позволили разработать технологическую схему глубокого улавливания ртутьсодержащих компонентов путем непрерывного модифицирования сорбента (угля типа ВАУ, АР). Принципиальная схема технологии глубокого управления паров ртути с непрерывного модифицирования сорбента показана на рис. 3.
Пропиточный раствор хлористого натрия в воде готовится в специальном смесителе, в который раздельно подаются вода и порошок хлористого натрия. Сюда же сливается избыток технологического водного использованного раствора хлористого натрия из адсорбера. Для лучшего перемешивания и создания эмульсии с развитой реакционной способно-
стью поверхности в смеситель нагревается сжатый воздух. Затем раствор хлористого натрия в воде в виде эмульсии подается в реактор, в который предварительно загружается гранулированный уголь АР или ВАУ, подлежащий модифицированию. В этот реактор подается после калорифера горячий воздух с температурой 50-80°С, необходимый для подсушивания адсорбента - угля. Выгрузка модифицированного угля производится снизу верх реактора. Подготовленный таким образом сорбент - модифицированный уголь может быть использован для наполнения адсорбера в конструкции установки (рис.1) или в адсорбере, показанном на технической схеме (рис. 3).
Рис. 3. Техническая схема глубокой демеркуризации и улавливания ртутьсодержащих компонентов
Выводы:
Установка, предназначенная для утилизации отработанных люминесцентных ламп типа ЛД, ЛБ, ЛТБ, ЛХБ, реализуема на практике и обеспечивает получение конечного положительного результата. В принцип работы установки заложены процессы дробления, транспортирования, стеклобоя, разделения стеклобоя на обезртученный стеклянный лом и металлическую ртуть, процессы фильтрации, конденсации, адсорбции.
Рассматриваемая установка имеет повышенную производительность, меньшие габариты и массу, а также дополнительную обработку сорбента модификатором, что повышает улавливающую способность сорбента по отношению к ртути.
Источники
1. Таймаров М.А. Совершенствование сжигания топлив в энерготехнологических агрегатах: научное издание. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т. 2010. 136 с.
Зарегистрирована 11.11.2011 г.
