专利名称：一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发泡剂的连续回收系统，特别涉及一种针对废旧冰箱连续无害化拆解处理过程中，回收处置聚氨酯泡沫释放出的大量发泡剂的废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统。
背景技术：
聚氨酯泡沫，即PUR泡沫工业应用始于20世纪50年代，由于其优异的绝热性能及稳定的化学性能得到广泛应用。到2000年全球PUR泡沫的产量已超过860万吨，并仍然以年均4-5%的速度增长。PUR泡沫中硬质PUR泡沫的耗量大约占40-50%。硬质PUR广泛应用于冰箱、冷库行业的绝热保温材料，大约占硬泡使用量的57. 5%。硬质PUR泡沫是由异氰酸酯及多元醇经聚合反应，并利用发泡剂的发泡作用而形成的体积密度小、隔热性能优良的泡沫塑料。上世纪90年代以前，PUR泡沫的发泡剂都是采用CFC-Il型(即一氟三氯甲烷)。CFC-Il常温常压为无色无毒不可燃气体，沸点23. 8°C， 密度1. 494g/cm3,是一种严重破坏大气臭氧层的化学物质。1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》要求发达国家在1996年以前，发展中国家在2010年以前全面禁止包含 CFC-Il在内的消耗臭氧层受控物质的生产及应用。CFC-11在硬质PUR中的用量约为组分的15_20 %，在冰箱冷柜等制冷设备中经过6 年的应用后仍有50%以上的残留。针对此类废旧设备的资源再生利用生产，欧洲《WEEE指令》，美国《TSCA》，中国的《废旧家电及电子产品回收利用管理条例》及《废电器电子产品回收利用通用技术要求》中均明确要求对PUR中的发泡剂气体必须采取集中回收处置。我国从2010年6月起在全国17个省市全面推广废旧家电集中回收处置制度。废旧冰箱的大规模连续处置给发泡剂CFC-Il的回收技术提出了更高的要求。目前国内针对 PUR中的CFC-Il连续回收主要采用将废旧冰箱整体破碎，利用负压风选方式将PUR泡沫分离出来进行单独细碎，同时将各阶段破碎产生的废气集中压入活性碳吸附塔中，利用活性碳的吸附作用收集废气中的CFC-11。此法生产需消耗大量的活性碳，以活性碳吸附饱和量 20% wt,每台废旧冰箱PUR发泡剂800g计算，一次装碳3000kg的碳塔只能处理约800台冰箱即达到饱和。同时更换下的活性碳在进行脱附处理时又将造成二次污染。现有的这种 PUR泡沫的CFC-Il回收工艺严重影响废旧冰箱的连续拆解回收生产，同时此法对吸附PUR 于泡沫固体颗粒中的CFC-Il无法进行收集处置。专利CN 101381474A和CN 101381475A提出将PUR泡沫置于密闭容器中进行破碎，同时在密闭容器加热至100-170°C，收集密闭容器中产生的废气，利用冷凝设备液化废气中的CFC-11，达到回收PUR中的CFC-11的目的。此方法仅针对PUR泡沫的处置回收工艺，破碎机在密闭空间破碎PUR泡沫，无法依靠自重有效排料，实际生产中处置效率较低。 废旧冰箱的连续拆解回收生产采用整体破碎、负压风选及旋风分离方式，若采用此方法一方面无法收集回收整体破碎和粗泡沫分选过程中释放的大量含CFC-Il的废气，另一方面大幅度增加设备能耗。由于连续负压分选处理工艺将产生大量低浓度CFC-Il废气，以每小时30台废旧冰箱处理系统为例，系统风量将达到5000m3/h，若直接进入冷凝工艺段，冷凝工序则需处理大量废气，设备能耗将大幅度增加。如何在废旧冰箱连续拆解回收处置过程中， 高效、安全、连续地收集PUR泡沫中的气相CFC-Il和吸附于PUR固体颗粒中的CFC-Il是目前要解决的问题。
实用新型内容为解决现有PUR泡沫发泡剂回收处置能耗大、效率低、易产生二次污染的技术问题，本实用新型提供一种安全回收废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统。为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，包括用于从聚氨酯泡沫分离出发泡剂的分离装置、第一活性炭塔装置、 第二活性炭塔装置、用于回收发泡剂的冷凝回收装置和设有发泡剂浓度传感器的大气排放口，所述的分离装置通过管道分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端，所述的第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口。所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，所述的第一活性炭塔装置包括第一活性炭塔、第一电控风阀、第二电控风阀、第三电控风阀和第一热脱附装置，所述的第一活性炭塔的输入端通过管道连接至分离装置，第一活性炭塔的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口，所述的第一电控风阀设置于第一活性炭塔连接至分离装置的管道上，所述的第二电控风阀设置于第一活性炭塔连接至冷凝回收装置的管道上，所述的第三电控风阀设置于第一活性炭塔连接至大气排放口的管道上，所述的第一热脱附装置设置于第一活性炭塔内。所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，所述的第二活性炭塔装置包括第二活性炭塔、第四电控风阀、第五电控风阀、第六电控风阀和第二热脱附装置，所述的第二活性炭塔的输入端通过管道连接至分离装置，第二活性炭塔的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口，所述的第四电控风阀设置于第二活性炭塔连接至分离装置的管道上，所述的第五电控风阀设置于第二活性炭塔连接至冷凝回收装置的管道上，所述的第六电控风阀设置于第二活性炭塔连接至大气排放口的管道上，所述的第二热脱附装置设置于第二活性炭塔内。所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，所述的分离装置包括一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备、热压缩设备和负压风机，所述的一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备和热压缩设备依次顺序连接，所述的热压缩设备的输出端连接外部废渣处理，所述的负压风机的输入端分别连接至一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备和热压缩设备，负压风机的输出端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端。所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，所述的冷凝回收装置包括水热交换器、制冷机组、冷凝压缩装置、液态发泡剂存储罐和独立活性炭塔，所述的水热交换器的输入端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输出端，所述的水热交换器、冷凝压缩装置和独立活性炭塔依次顺序连接，所述的制冷机组连接至水热交换器， 所述的冷凝压缩装置连接至液态发泡剂存储罐，所述的独立活性炭塔连接至大气排放口。大气排放口设有发泡剂浓度传感器，实现排放浓度实时反馈控制，确保生产安全稳定运行。本实用新型的技术效果在于，对聚氨酯泡沫粉末采用热压缩设备处理，有效去除存留在固相中的CFC-Il气体；在处理线上设置两套处理量大的活性碳塔，通过负压风机收集多级粉碎分离处理PUR泡沫过程中产生的CFC-Il废气，并通入其中一个活性炭塔中进行预吸附处理，当检测到此活性碳塔达到饱和状态后，利用电控风阀切换，使废气进入另一个碳塔。同时饱和碳塔的热脱附装置启动，对碳室中的饱和活性碳进行热脱附处理。加热产生的高浓度CFC-Il废气通入制冷机组供给的水热交换器进行气体预冷处理。预冷后气体被吸入压缩冷凝系统，实现CFC-Il的液化分离。液化后的CFC-Il压入液态发泡剂贮存罐中，剩余废气通入独立活性碳塔中吸附处理后排入大气。而粉碎分离出的PUR泡沫粉末送入密闭的热压缩设备中，利用加热和压缩双重作用，进一步去除吸附于PUR固相颗粒中的 CFC-Il气体，再利用负压风机将释放出的CFC-Il废气通入活性碳吸附塔进行预吸附处理。 大气排放口设有发泡剂浓度传感器，实现排放浓度实时反馈控制，确保生产安全稳定运行。 本实用新型实现了对发泡剂的连续不间断处理，同时保证了整个过程的安全可靠。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；其中101为一级冰箱整体撕碎设备，102为二级细碎设备，103为一级旋风分离设备，104为聚氨酯泡沫粉碎机，105为二级旋风分离设备，106为热压缩设备，107为负压风机，201为第一电控风阀，202为第一活性碳塔，203为第一热脱附装置，204为第二电控风阀，205为第三电控风阀，301为第四电控风阀，302为第二活性碳塔，303为第二热脱附装置，304为第五电控风阀，305为第六电控风阀，401为水热交换器，402为制冷机组，403为冷凝压缩装置，404为液态发泡剂存储罐，405为独立活性炭塔，5为大气排放口。
具体实施方式
参见图1，分离装置包括一级冰箱整体撕碎设备101、二级细碎设备102、一级旋风分离设备103、聚氨酯泡沫粉碎机104、二级旋风分离设备105、热压缩设备106和负压风机 107，一级冰箱整体撕碎设备101、二级细碎设备102、一级旋风分离设备103、聚氨酯泡沫粉碎机104、二级旋风分离设备105和热压缩设备106依次顺序连接，热压缩设备106的输出端连接外部废渣处理，负压风机107的输入端分别连接至一级冰箱整体撕碎设备101、二级细碎设备102、一级旋风分离设备103、聚氨酯泡沫粉碎机104、二级旋风分离设备105和热压缩设备106，负压风机107的输出端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端。分离装置用于从聚氨酯泡沫中分离出发泡剂。处理时，将废旧冰箱经预处理后投入一级冰箱整体撕碎设备101，冰箱被整体撕碎成20-40mm宽，200-500mm长的条状物料， 撕碎物料进入二级细碎设备102被细碎成10-30mm块状或团状物料，此时冰箱各种材质物料处于分离状态。利用一级旋风分离设备103进行负压风分选工艺分离出粗PUR泡沫，后投入聚氨酯泡沫粉碎机104中细化，粉碎至0. 2-2mm粒径。细化的PUR泡沫粉末利用负压气力输送方式排出，进入二级旋风分离设备105分离，分离出的PUR粉末送入连续热压缩设备106进行热压缩处理，去除固相中的发泡剂气体。上述各工艺装置皆在负压风机107所产生的负压条件下工作，负压总风量设计为10000-12000m7h。第一活性炭塔装置包括第一活性炭塔202、第一电控风阀201、第二电控风阀204、 第三电控风阀205和第一热脱附装置203，第二活性炭塔装置包括第二活性炭塔302、第四电控风阀301、第五电控风阀304、第六电控风阀305和第二热脱附装置303，第一活性炭塔 202和第二活性炭塔302的输入端通过管道连接至分离装置，第一活性炭塔202和第二活性炭塔302的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口 5，第一电控风阀201设置于第一活性炭塔连接至分离装置的管道上，第二电控风阀204设置于第一活性炭塔202 连接至冷凝回收装置的管道上，第三电控风阀205设置于第一活性炭塔202连接至大气排放口 5的管道上，第一热脱附装置203设置于第一活性炭塔202内。第四电控风阀301设置于第二活性炭塔302连接至分离装置的管道上，第五电控风阀304设置于第二活性炭塔 302连接至冷凝回收装置的管道上，第六电控风阀305设置于第二活性炭塔302连接至大气排放口 5的管道上，第二热脱附装置303设置于第二活性炭塔302内。工作时，第一电控风阀201和第四电控风阀301同一时刻只有一个导通，如当第一电控风阀201导通时，同时第二电控风阀204关闭，第三电控风阀205导通，分离装置收集的废气进入第一活性炭塔。 每个活性碳塔设计装碳量3000kg，设计饱和处理能力750kg氟氯烃类VOCs物质。废气经吸附处理后经第三电控风阀205通过大气排放口 5直接排放至大气。大气排放口 5设计有发泡剂浓度传感器，对排放的发泡剂浓度进行实时监测报警。当排放气体出现发泡剂浓度超标时，两套活性炭塔装置之间的电动阀进行管网切换，关闭吸附饱和的第一活性碳塔202 装置，同时第二活性碳塔302装置导通并开始吸附。此时饱和的第一活性碳塔202开始进行脱附工艺，第二电控风阀204导通，第三电控风阀205关闭。第一活性碳塔202内的热脱附装置启动，利用120-180°C的热空气将饱和状态的活性碳加热，使活性碳吸附的发泡剂气体脱离吸附，所产生的高浓度气态发泡剂(气体温度80-110°C)通入冷凝回收装置。当第二活性碳塔302吸附饱和后，各电控风阀再次进行切换，则第一活性炭塔装置开始进行吸附， 第二活性碳塔302装置开始进行脱附，如此循环，即可保证吸附工作不间歇的进行。冷凝回收装置包括水热交换器401、制冷机组402、冷凝压缩装置403、液态发泡剂存储罐404和独立活性炭塔405，水热交换器401的输入端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭装置的输出端，水热交换器401、冷凝压缩装置403和独立活性炭塔405依次顺序连接，制冷机组402连接至水热交换器401，冷凝压缩装置403连接至液态发泡剂存储罐 404，独立活性炭塔405连接至大气排放口 5。活性碳塔装置脱附后的发泡剂气体通入水热交换器401中，制冷机组402向水热交换器401中通入0-2°C的冷水，将发泡剂气体温度降至15-25°C之间。冷却后的发泡剂气体被吸入发泡剂专用的冷凝压缩装置403中，发泡剂气体被压缩液化，并在正压作用下压入液态发泡剂存储罐404中。剩余废气最后通入独立活性碳塔进行吸附处理后排入大气。
权利要求1.一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，其特征在于，包括用于从聚氨酯泡沫粉末中分离发泡剂的分离装置、第一活性炭塔装置、第二活性炭塔装置、用于回收发泡剂的冷凝回收装置和设有发泡剂浓度传感器的大气排放口，所述的分离装置通过管道分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端，所述的第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口。
2.根据权利要求1所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，其特征在于，所述的第一活性炭塔装置包括第一活性炭塔、第一电控风阀、第二电控风阀、第三电控风阀和第一热脱附装置，所述的第一活性炭塔的输入端通过管道连接至分离装置，第一活性炭塔的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口，所述的第一电控风阀设置于第一活性炭塔的输入端的管道上，所述的第二电控风阀设置于第一活性炭塔连接至冷凝回收装置的管道上，所述的第三电控风阀设置于第一活性炭塔连接至大气排放口的管道上，所述的第一热脱附装置设置于第一活性炭塔内。
3.根据权利要求1所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，其特征在于，所述的第二活性炭塔装置包括第二活性炭塔、第四电控风阀、第五电控风阀、第六电控风阀和第二热脱附装置，所述的第二活性炭塔的输入端通过管道连接至分离装置，第二活性炭塔的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口，所述的第四电控风阀设置于第二活性炭塔的输入端的管道上，所述的第五电控风阀设置于第二活性炭塔连接至冷凝回收装置的管道上，所述的第六电控风阀设置于第二活性炭塔连接至大气排放口的管道上，所述的第二热脱附装置设置于第二活性炭塔内。
4.根据权利要求1所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，其特征在于，所述的分离装置包括一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备、热压缩设备和负压风机，所述的一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备和热压缩设备依次顺序连接，所述的热压缩设备的输出端连接外部废渣处理，所述的负压风机的输入端分别连接至一级冰箱整体撕碎设备、二级细碎设备、一级旋风分离设备、聚氨酯泡沫粉碎机、二级旋风分离设备和热压缩设备，负压风机的输出端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端。
5.根据权利要求1所述的一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，其特征在于，所述的冷凝回收装置包括水热交换器、制冷机组、冷凝压缩装置、液态发泡剂存储罐和独立活性炭塔，所述的水热交换器的输入端分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输出端，所述的水热交换器、冷凝压缩装置和独立活性炭塔依次顺序连接，所述的制冷机组连接至水热交换器，所述的冷凝压缩装置连接至液态发泡剂存储罐，所述的独立活性炭塔连接至大气排放口。
专利摘要本实用新型公开了一种废旧冰箱聚氨酯泡沫发泡剂的连续回收系统，包括用于从聚氨酯泡沫粉末中分离发泡剂的热压缩分离装置、第一活性炭塔装置、第二活性炭塔装置、用于回收发泡剂的冷凝回收装置和设有发泡剂浓度传感器的大气排放口，分离装置通过管道分别连接至第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输入端，第一活性炭塔装置和第二活性炭塔装置的输出端通过管道分别连接至冷凝回收装置和大气排放口。本实用新型对分离设备中泡沫释放出的发泡剂气体通过两个活性炭塔装置交替进行吸附和脱附，对热脱附排出的高浓度发泡剂气体采取先预冷处理后冷凝压缩的方式进行回收处理，既确保了对发泡剂的连续不间断处理，又大大降低了回收设备的处置能耗。
文档编号B29B17/00GK202293099SQ20112040779
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者傅俊庆, 毛聪, 王向红, 胡宏伟, 邵毅敏 申请人:长沙理工大学