一种移动式废旧灯管安全回收处理的方法和装置的制作方法

专利名称：一种移动式废旧灯管安全回收处理的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动式废旧灯管安全回收处理方法。本发明还涉及一种实现上述方 法的移动式废旧灯管安全回收处理装置。
背景技术：
在现代社会里，能源消耗逐步加剧，环境污染日益严重，绿色照明工程的呼声越来越高，对废弃荧光灯的回收与处置也引起了人们的巨大关注。众所周知，荧光灯管内壁涂有突光材料，管内装有萊气和IS气。若不慎打破了突光灯管，灯管里的萊气和有毒(含有重金属)的荧光物质会迅速散布到室内空气中，被人大量吸入而造成急性汞中毒，儿童更容易受到伤害。根据《国家危险废物名录2008》，生产、销售及使用过程中产生的废含汞荧光灯管属于HW29含汞废物，不当的处理会对人身以及环境安全产生巨大的威胁。如果废弃的荧光灯管被随意丢弃，这些污染物就会进入土壤、空气和河流中，造成严重的环境问题。废弃电子荧光灯的资源化处理已经成为了当前亟待解决的课题，引起国内外的广泛关注。目前，国内外对于废弃荧光灯处理方法主要有加硫填埋法、焚烧法和回收利用法。加硫填埋法主要在于消除汞对环境的污染，目的在于把汞以硫化汞的形式固化。汞在土壤中往往以Hg°、Hg1+和Hg2+三种价态存在,在不同的自然条件下在三种价态之间转换。简单的填埋不能使其中的汞分解破坏，而只能转移其存在的位置和转变其理化形态。对于焚烧法，效果更不理想，灯管中90 %的汞直接进入大气，灯头中的塑料成分经焚烧转化成二恶英类剧毒化合物。由于汞为易挥发性的重金属，一般的加硫填埋法及焚烧法只不过是实现了汞状态或位置的转移变化而未达到处理的真正目的，对环境尚存在潜在的威胁。所以到目前为止，最具发展前景的是回收利用法。回收利用的前提是必须将处于分散无序状态的废旧灯管有效的收集起来，才能实现真正意义上的回收利用。已有报道的回收废旧灯管简介如下I)破碎+磁选+洗涤+汞加热回收授权公告号CN201449974U废旧灯管回收成套装置，包括破碎机、磁选机和洗涤机。破碎的物料通过磁选机进行分选，并进行三级逆流喷淋洗涤；在接料箱上部抽风机的作用下将废气吸入冷凝系统对荧光粉与汞进行分离，汞通过真空加热器实现回收。公开号CN101604606A废灯管资源化回收方法，是将废灯管投入破碎机在负压状态下进行破碎，破碎后的玻璃和金属物料通过磁选机进行分离，分离后的金属送入洗涤机，通过三级逆流喷淋洗涤回收金属；汞通过真空加热器实现回收。授权公告号CN100400168C废旧日光灯管处理方法，废旧日光灯管进入卧式旋转破碎机破碎，萊气体在风机产生的负压气流引导下进入吸收系统，破碎后分拣出金属，分拣后的玻璃碎片经过洗涤去除荧光粉后回收利用。以上报道中的系统工艺复杂，设备较多，任何一个环节出了问题，都会影响到整个系统的运行。 2)破碎+筛分+磁选+木炭吸附汞
授权公告号CN1071150C从废弃荧光灯管和类似碎灯中机械分离各种材料/物质用的方法和系统，利用风扇驱动提供的气流输送物料碎片从分离塔中分离，粗颗粒进行下一步的破碎筛分，并通过磁力分选机将玻璃与金属进行分离，用木炭吸附空气中的汞。该系统工艺复杂，设备庞大，而且在各个分离过程都伴随着汞气，极易造成汞气泄漏的环境污染。3)分类回收
公开号CN101150032A公开的一种回收处理废弃荧光灯的方法，将废弃荧光灯安全切割，回收气体汞；铝帽、黄铜栓、灯丝金属的回收及附着的汞回收；松散荧光粉中汞的回收及荧光粉中稀土元素及其它有价值的火法分离回收；玻璃及黏附的荧光粉中汞及稀土等元素火法回收。该分类回收方法的缺点是人为操作较多，存在汞中毒风险；由于灯管切割需要在有机溶剂中完成，需要处理的废液量较大；汞、稀土元素和有价值的元素火法分离，耗能较高，且分离提纯浓度较低。4)破碎、喷淋吸收和加热汞收集中国专利CN2746981公开的废旧日光灯管处理粉碎吸收设备，有设备机壳和设置在机壳里的粉碎机、喷淋吸收装置组成。利用喷淋吸收装置的引风产生的负压，直接在粉碎日光灯管时将汞气吸入喷淋室内被吸收。授权公告号CN1902723A回收荧光灯的方法，通过转向相反的对辊轧碎荧光灯，荧光灯的碎片在100°C到330°C之间被加热形成汞蒸气，汞蒸气在-38°c到0°C的温度下被冷却以形成液态汞并收集下来。该收集方法的缺点是破碎产生的粉尘没有得到有效的收集。5)小型回收设备授权公开号CN101587809A废荧光灯管汞无害化处理及回收利用的方法和装置，该专利公布了一种小型废荧光灯管汞无害化处理及回收处理装置。将废灯管放进装有加热器、粉碎机和表面附着单质硫的汞吸附器的密封桶内，在密封桶内将废灯管粉碎并加热使汞气化，汞蒸气与吸附器上的单质硫化和生成固态硫化汞以便集中回收利用。此设备属于批次处理型设备，工作周期较长，效率较低，物料桶与主体设备连在一起，不具有可更换性；虽然可在小区内放置使用，但排料时存在粉尘污染，若静置降尘则导致效率极其低下。6)破碎授权公开号CN201357101Y废旧荧光灯管破碎装置，其特征是机壳为可存水壳体，水面上方有包围的气体封闭腔，灯管破碎装置由相间破碎刀排组成的转动刀盘和定刀盘组成，破碎装置下方为出料口。灯管整个破碎过程全在水中进行，可同时实现破碎、水洗二个工序，不仅有较好的密封性，废气产生量小，而且水中破碎，结合相间刀排动刀盘和静刀盘切断式破碎，能有效减少破碎粉化现象，汞回收率高。该破碎设备在运行过程中，不断有含有汞、荧光粉和碎玻璃的废水排出，后期需要处理的废水量很大，成本较高。由于上述报道中，有的灯管回收设备体积庞大，无法到达废旧灯管产生的分散地进行现场回收，致使荧光灯管无法集中收集，统一处理。

发明内容
本发明的目的在于提供一种移动式废旧灯管安全回收处理方法。本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述目的的移动式废旧灯管安全回收处理装置。为实现上述目的，本发明提供的废旧灯管安全回收处理方法，其主要过程为废旧灯管从进料口进入一密封的物料桶后进行破碎，破碎的玻璃片收集在物料桶中，破碎过程中产生的粉尘通过两级过滤装置除去，含汞气体通过载硫活性炭吸附后安全排放。本发明回收处理废旧灯管的过程由控制程序进行控制。本发明提供的用于实现上述方法的移动式废旧灯管安全回收处理装置，主要包括一物料桶，用于收集灯管破碎产生的碎片；
该物料桶的桶盖上设有直形灯管进料口和环形灯管进料口，直形灯管进料口连接直形灯管进料管，环形灯管进料口连接环形灯管进料管，直形灯管进料口内和环形灯管进料管内均设有锁风门；所述的灯管进料管分为直形灯管进料管和环形灯管进料管，其中所述的直形灯管进料管，其中段为一导向件，该导向件的两端分别连接一外扩开口的引导件和一连接件，该连接件的一端连接桶盖的直形灯管进料口 ；所述的环形灯管进料管为一长条形槽，该长条形槽的一边连接桶盖的环形灯管进料口 ；该物料桶的桶盖中间安装有破碎电机，桶内的破碎电机轴上连接有用于粉碎灯管的链条；物料桶的一侧连接一吸尘箱和一载硫活性炭箱；吸尘箱内设有滤袋过滤器、空气过滤器和吸尘电机，滤袋过滤器和空气过滤器对灯管破碎产生的粉尘进行收集，吸尘电机保证桶内保持负压状态，防止含汞气体逸出；吸尘箱与载硫活性炭箱之间为耐负压管道连接，载硫活性炭箱吸附经过滤袋过滤器和空气过滤器两级过滤的含汞气体。所述的装置，其中，所述的直形灯管进料口和环形灯管进料口均设有盖子。所述的装置，其中，所述的直形灯管进料管具有不同外径和内径的引导件，插设在最外的引导件内。所述的装置，其中，所述的吸尘箱与物料桶之间安装有减震的橡胶材质的吸尘箱安装块，该安装块的一面带有弧度，该弧度与物料桶的弧度相同；所述载硫活性炭箱与物料桶连接的一侧带有弧度，该弧度与物料桶的弧度相同。所述的装置，其中，所述的直形灯管进料管是插拔或螺纹连接在直形灯管进料口上；环形灯管进料管是插拔连接在环形灯管进料口上。所述的装置，其中，所述的物料桶和桶盖为玻璃钢材料，物料桶和桶盖之间为密封圈密封螺栓紧固；桶盖两侧安装有把手。所述的装置，其中，所述的装置电连接一控制箱，实现对破碎、吸尘和系统报警过程的控制。本发明的回收处理设备小巧灵活、可机动移动到各个物业社区、机关院校、写字楼进行现场回收，解决了灯管回收难的问题，同时也降低了运输成本，避免了灯管在运输过程中发生破碎、汞逸放的危险。


图I是本发明移动式废旧灯管安全回收处理装置的主视图。图2是图I的俯视图。图3是本发明直形灯管进料管的示意图。图4a、b、c是用于不同管径的直形灯管进料管引导件的示意图。图5a是本发明环形灯管进料口的俯视不意图，图5b 是图5a的侧面不意图。图6a是本发明直形灯管进料口的盖子侧面示意图，图6b是图6a的左侧视图。图7a是本发明环形灯管进料口的盖子侧视示意图，图7b是图7a的左侧视图。图8a是本发明直形灯管进料口内锁风门的安装位置示意图；图Sb是直形灯管进料口内锁风门的结构不意图。图9a是本发明环形灯管进料口内锁风门的安装位置示意图；图9b是环形灯管进料管内锁风门的结构示意图。图IOa是本发明吸尘箱的结构示意图，图IOb是吸尘箱与物料桶之间的安装块示意图，图IOc是图IOb的侧视图。图Ila是本发明载硫活性炭箱的俯视图，图Ilb为载硫活性炭箱的底板结构示意图。图12为本发明控制流程示意图。
具体实施例方式本发明主要用于荧光灯管的破碎、荧光粉的收集和汞气的去除。该设备占地面积小，结构简单紧凑，可用于家庭及企事业单位进行废旧荧光灯管的处理，防止废旧荧光灯管破碎后对环境和人体造成污染和危害。本发明的移动式废旧荧光灯管安全回收处理设备主要由进料装置、灯管破碎装置和空气过滤及汞吸附装置组成。直型灯管和环型灯管分别从相应的进料口进入，高速旋转的链条将灯管打碎，破碎的玻璃片收集在物料桶中。灯管破碎过程中产生的粉尘和汞气体通过滤袋过滤器过滤掉粗大玻璃颗粒；通过空气过滤器收集细小玻璃粉尘；通过载硫活性炭吸附汞气体，经过三级处理的气体通过活性炭吸附箱底部的出气孔安全排放。下面结合附图作详细描述。请参阅图I和图2所示，物料桶I的桶口处以密封形式安有一桶盖2，桶盖2和物料桶I之间采用密封圈和螺栓紧固密封(公知技术)。物料桶I和桶盖2所用材料可以是玻璃钢材料，具有轻质、高强、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等特性。桶盖2的中心位置安装有破碎电机10，破碎电机10采用感应电机，转动轴置于桶内，破碎电机的转动轴上安装固定一安装盘11，在安装盘11上每间隔120度安装一根链条(不限于120度，也可以是均等的其它角度)，链条的长度以不影响桶盖上安装的传感器工作和进料口安装位置为准。桶盖2的两侧安装有把手(公知技术，图中未示)，方便把桶盖抬起。物料桶I的一侧连接一吸尘箱40和载硫活性炭箱50。吸尘箱40内设有滤袋过滤器、空气过滤器和吸尘电机，滤袋过滤器和空气过滤器对灯管破碎产生的粉尘进行收集，吸尘电机保证桶内保持负压状态，防止含汞气体逸出。吸尘箱40与载硫活性炭箱50之间为耐负压管道连接，吸附经过滤袋过滤器和空气过滤器两级过滤的含汞气体。
在桶盖2的适当位置分别设有圆形的直型灯管进料口 20和矩形的环形灯管进料口 30。本发明的直型灯管进料口 20和环形灯管进料口 30分别连接有直形灯管进料管21和环形灯管进料管31。直形灯管进料管21整体结构如图3所示，其右端为连接件211，与桶盖2以螺纹进行连接，也可以是插拔相连接；中间为导向件212，依据直型灯管的形状将导向件212设计成圆筒形；左端为引导件213，设计成外扩开口圆形以方便投料。引导件213、导向件212和连接件211之间以粘结的方式进行连接。由于目前普遍使用的直形灯管有不同尺寸型号，比如T12、T10、T8、T5、T4等，其不同型号的直形灯管具有不同的外径尺寸，因此本发明还设计有不同外径和内径的直形灯管进料管。图4a所示的进料管为T12和TlO型直形灯管进料管的结构 及尺寸；图4b所示的进料管为T8型直形灯管进料管的结构及尺寸。图4b的进料管左端为引导件213，右端为导向件212;在处理T8型荧光灯管时，只需将图4b的进料管插入图4a所示的T12进料管的引导件中，即可处理T8型直形灯管。图4c所示的进料管为T5和T4型直形灯管进料管的结构及尺寸。该进料管也只有两部分，左端为引导件213，右端为导向件212。在使用时，只需将图4c的进料管插入图4b所示的T8进料管中，即可处理T5和T4型直形灯管。为了强化密封效果，将引导件213设计成锥螺纹和圆锥面的形式，起到密封和定位作用。环形灯管进料口 30如图5所示，呈一矩形开口状。该环形灯管进料口 30中插设一环形灯管进料管31，环形灯管进料管31的下部有一呈L形的定位块32，由定位块32将环形灯管进料管31固定在环形灯管进料口 30中(请参阅图％)。为了不影响桶内的负压状态，并方便设备的移动，环形灯管进料管31设计成插拔可拆卸式的，设备不使用和移动时可以随时从环形灯管进料口 30取下。环形灯管进料管的开口尺寸可以按最大环直径(400_)设计。直型灯管进料管21和环形灯管进料管31和各部件都可以采用玻璃钢材质，该材质不变形、耐老化、耐摩擦、强度大。物料桶I内的破碎电机转动，带动链条旋转将进入桶内的灯管打碎，所产生的含有粉尘的气体进入到吸尘箱40中。吸尘箱40的结构如图10所示，在吸尘箱40中安装有滤袋过滤器41、空气过滤器42和吸尘电机43。滤袋过滤器41固定在安装板411上，空气过滤器42安装在安装套筒422上，吸尘电机43固定在电机安装板433上，滤袋过滤器41和空气过滤器42起到两级过滤粉尘的作用，整个气体抽滤动力由吸尘电机43提供。气体经过两级过滤之后，由吸尘箱40右端的气体出口 44排出，通过带钢丝加强的软管连接进入载硫活性炭箱50中。本发明在吸尘箱40与物料桶I之间安装有橡胶材质的吸尘箱安装块434 (如图10b、c所示)，该安装块434的一面带有弧度，该弧度与物料桶I的弧度相同，以减少吸尘箱的震动对物料桶产生的共振影响。载硫活性炭箱50里装满载硫活性炭，吸附经过前述两级过滤之后的空气中的汞生成硫化汞，从而达到脱除汞的目的。载硫活性炭箱50与物料桶I连接部分设计成弧形状(如图Ila中的虚线A所示部分)，使其与物料桶身的弧度相吻合。载硫活性炭箱50的底板51开设有多个适当大小的出气孔52(如图Ilb所示)，经过两级处理的气体最终由载硫活性炭箱底板的出气孔52排出。为防止活性炭从出气孔52中洒落出来，在底板铺上一层过滤纸。为了保证物料桶I内保持一定的负压以防止有害气体外溢，在直形灯管进料口 20的入口处安装有锁风门22(如图8a、b所示)，环形灯管进料管31的入口处也安装有锁风门33(如图9a、b所示)。该锁风门22、33均是弹簧221、331控制，当投放灯管时，依靠推力将锁风门22(33)打开，灯管投入之后锁风门由弹簧221、331作用自动复位。同时还可以将锁风门的开启与计数器联系在一起(公知技术)，锁风门每开闭一次，便记录一个数，计数精确。为进一步防止气体从进料口逸出对空气造成二次污染，按照桶盖2上直形和环形灯管进料口的20、30的尺寸，设计了带外螺纹的直形灯管进料口盖子23(图6所示)和环形灯管进料口的插拔式的盖子34(图7所示)。在插拔式的盖子34的四周加装了海绵条，在不安装直形灯管进料管21和环形灯管进料管31时，盖住进料口强化密封效果。同样地，在安装了直形灯管进料管21和环形灯管进料管31的情况下，为防止气体从进料管上的进料口逸出对空气造成二次污染，本发明设计有直形灯管进料管21和环形灯管进料管31的盖子，其形状与盖子23、34基本相同，其尺寸分别对应直形灯管进料管21的引导件213和环形灯管进料管31的内径。在一个进料管工作时，另一个进料管用盖子密封。本发明的物料桶内安装有物位传感器(如阻尼式物位传感器)，当桶内物料已满 时，输出信号提醒操作者。同时在物料桶内还安装有压力传感，以检测物料桶是否漏气。本发明在物料桶内安装传感器为公知技术，不作详细描述。本发明的实际运行过程是首先设备供电，按下启动按钮，破碎电机和吸尘电机开始工作。按照处置灯管的类型，安装好直型灯管进料管或环型灯管进料装置。操作人员以每分钟5根的速度投放灯管，每投一根，计数器就计一个数，进入桶内的灯管被高速旋转的链条打碎，落入桶底。吸尘电机一直以114m3/h的风量抽取桶内的含粉尘的气体,保持桶内负压状态，以防含萊气体外逸。抽出的气体经过滤袋过滤器、空气过滤器和活性炭吸附三级过滤吸附，最后从活性碳箱底部的排气孔排出。随着破碎灯管数量的增加，桶内物料高度增高至物位传感器的位置，物位传感器将信号传递回来进行判断，判断结果是破碎电机停，吸尘电机延时工作，延时时间可以由延时循环选择按键进行选择，延时倒计时开始，倒计时结束之后，吸尘电机停。这时可以移开桶盖进行换桶，换完之后按一下换桶按键，计数器清零，重新开始计数。按启动按钮，破碎、吸尘电机开始工作，由灯管进料装置投入，重新开始工作。本发明的移动式废旧灯管安全回收处理装置由一控制箱(图中未示)进行控制，该控制箱可以是一单片机。其控制流程结合图12说明如下I)接通电源，设备电源备妥灯亮。2)按下启动按钮，系统启动工作，破碎电机、吸尘电机启动，破碎电机电源指示灯亮、吸尘电机指示灯亮。单片机按键扫描开始工作并将传感器信号传至单片机进行判断处理，在系统启动30秒之内单片机对压力传感器输出信号不做处理，同时在液晶板上显示桶内压力大小，延时选择及剩余时间、计数器数字，期间可以按下延时循环选择按键预设延时时间(3分钟、5分钟、10分钟，若没有按键动作则默认5分钟档处理)。3)工作期间如果物位传感器输出信号达到要求，即桶已满，破碎电机停止转动，物料指示灯亮，警报器响，吸尘电机延时工作，延时倒计时开始，到达预定时间，吸尘电机停止工作，按下换桶按键，计数器清零，若不按换桶键则默认没有换桶，计数器在原来基础上继续计数。4)工作期间桶若漏气，压力传感器输出信号达到单片机预设值，破碎电机停，密封指示灯亮，吸尘电机延时，延时时间由延时循环选择按键决定(没有按键则默认5分钟档)。5)系统工作期间按下“暂停”按键，则破碎电机停，吸尘电机延时到预定时间后停 止工作。6)系统因暂停、报警或故障致使破碎电机停止，吸尘电机延时工作后，再次启动需要按下启动按钮，根据需要选择延时时间和决定是否使用换桶按键。
权利要求
1.一种移动式废旧灯管安全回收处理方法，其主要过程为 废旧灯管从进料ロ进入ー密封的物料桶后进行破碎，破碎的玻璃片收集在物料桶中，破碎过程中产生的粉尘通过两级过滤装置除去，含汞气体通过载硫活性炭吸附后安全排放。
2.根据权利要求I所述的移动式废旧灯管安全回收处理方法，所述过程由控制程序进行控制。
3.一种用于实现权利要求I所述方法的移动式废旧灯管安全回收处理装置，主要包括 一物料桶，用于收集灯管破碎产生的碎片； 该物料桶的桶盖上设有直形灯管进料ロ和环形灯管进料ロ，直形灯管进料ロ连接直形灯管进料管，环形灯管进料ロ连接环形灯管进料管，直形灯管进料口内和环形灯管进料管内均设有锁风门； 所述的灯管进料管分为直形灯管进料管和环形灯管进料管，其中 所述的直形灯管进料管，其中段为ー导向件，该导向件的两端分别连接一外扩开ロ的引导件和ー连接件，该连接件的一端连接桶盖上的直形灯管进料ロ ； 所述的环形灯管进料管为ー长条形槽，该长条形槽的一边连接桶盖上的环形灯管进料Π ； 该物料桶的桶盖中间安装有破碎电机，桶内的破碎电机轴上连接有用于粉碎灯管的链条; 物料桶的一侧连接一吸尘箱和ー载硫活性炭箱；吸尘箱内设有滤袋过滤器、空气过滤器和吸尘电机，滤袋过滤器和空气过滤器对灯管破碎产生的粉尘进行收集，吸尘电机保证桶内保持负压状态，防止含汞气体逸出； 吸尘箱与载硫活性炭箱之间为耐负压管道连接，由载硫活性炭箱吸附经过滤袋过滤器和空气过滤器两级过滤的含汞气体。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的直形灯管进料口和环形灯管进料ロ均设有盖子。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述的直形灯管进料管具有不同外径和内径的引导件，插设在最外的引导件内。
6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的吸尘箱与物料桶之间安装有减震的橡胶材质的吸尘箱安装块，该安装块的一面带有弧度，该弧度与物料桶的弧度相同；所述载硫活性炭箱与物料桶连接的一侧带有弧度，该弧度与物料桶的弧度相同。
7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的直形灯管进料管是插拔或螺纹连接在直形灯管进料口上； 所述的环形灯管进料管是插拔连接在环形灯管进料口上。
8.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的物料桶和桶盖为玻璃钢材料，物料桶和桶盖之间为密封圈密封螺栓紧固；桶盖两侧安装有把手。
9.根据权利要求3所述的装置，其中，所述的装置电连接ー控制箱，以对破碎、吸尘和系统报警过程进行控制。
全文摘要
本发明公开了一种移动式废旧灯管安全回收处理方法，其主要过程为废旧灯管从进料口进入一密封的物料桶后进行破碎，破碎的玻璃片收集在物料桶中，破碎过程中产生的粉尘通过两级过滤装置除去，含汞气体通过载硫活性炭吸附后安全排放。本发明还公开了用于实现上述方法的移动式废旧灯管安全回收处理装置。本发明的回收处理设备小巧灵活、可机动移动到各个物业社区、机关院校、写字楼进行现场回收，解决了灯管回收难的问题，同时也降低了运输成本，避免了灯管在运输过程中发生破碎、汞逸放的危险。
文档编号B09B3/00GK102693890SQ20111007122
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者刘红, 刘金龙, 姜雨生, 孙伟舰, 李辛, 马尚俊 申请人:北京金隅红树林环保技术有限责任公司