ТЕПЛООБМЕННЫЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПАРОВ РТУТИ ИЗ БОЯ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ЛАМП УСТАНОВКИ ДЛЯ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП Российский патент 1996 года по МПК F28B1/00 C22B43/00 

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, а именно к поверхностному конденсатору для извлечения ртути термическим методом из боя ртутьсодержащих люминесцентных ламп.

Известен целый ряд конструкций поверхностных конденсаторов водяного пара, выполненных в виде укрепленных в вертикальном корпусе верхней и нижней трубных досок, между которыми установлен трубный пучок [1] Наружные поверхности труб трубного пучка являются поверхностями осаждения конденсата.

Однако для конденсации паров ртути, возгоняемых из боя люминесцентных ламп, такой тип конденсатора малопригоден: дело в том, что из зоны нагрева вместе с парами ртути в зону конденсации поступает значительное количество мелкодисперсного люминофора, который осаждается на охлаждаемой поверхности. Несмотря на то, что объем пропускаемого через конденсатор газа поддерживает возможно наименьшим, конденсатор неизбежно теряет свою функциональную пригодность из-за заглушающего осадка люминофора на поверхности осаждения конденсата, требует разборки для чистки. Известные же [1] типы конденсаторов практически не приспособлены к разборке-сборке.

Известен конденсатор паров ртути из боя ртутьсодержащих ламп, установленный в установке демеркуризации ртутьсодержащих ламп, задействованной в опытно-промышленную эксплуатацию в г. Лиепая в 1980 г. и разработанной во Всесоюзном институте вторичных ресурсов в 1977 г. (шифр 58.000 по теме 27-76). Подобная же установка [2] работает на Чебоксарском заводе промышленных тракторов.

Известный конденсатор содержит вертикальный цилиндрический корпус, выполненный как водоохлаждаемый коллектор; к верхнему торцовому фланцу корпуса прикреплен оголовок с входным и выходным патрубками, а к нижнему торцовому фланцу корпуса прикреплен сборник ртути со сливным патрубком; при этом входной патрубок оснащен перпендикулярным коленом, расположенным осесимметрично корпусу и протяженным до нижнего торца корпуса.

Недостатками прототипа являются низкие эксплуатационные показатели: большие габариты, затрудняющие процесс очистки поверхностей осаждения, сравнительно низкая удельная производительность. Для чистки такой конденсатор разбирают отсоединяют от корпуса сборник ртути и скребками осуществляют механическое сдирание люминофорной "шубы" с внутренней поверхности корпуса. Ширина щели, в которой манипулируют скребками, 65 мм, а глубина, т.е. высота корпуса, 1500 мм. В таком пространстве работать сложно и качество очистки низкое.

В прототипе из-за малых скоростей обрабатываемого газа обеспечивается только ламинарное течение, при котором охлаждение потока газа от одной охлаждаемой поверхность в глубь происходит только за счет теплопроизводительности. В результате в зазоре шириной 60 мм и более эффективность охлаждения газов и конденсации ртути очень мала.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эксплуатационных характеристик конденсатора: уменьшение габаритов без уменьшения производительности и более высокая приспособленность к чистке.

Для достижения указанного результата предлагается теплообменный поверхностный конденсатор для демеркуризации люминесцентных ламп, содержащий вертикальный охлаждаемый корпус, к верхнему торцовому фланцу которого прикреплен оголовок, несущий патрубок входа обрабатываемого газа и патрубок отработанного газа, а к нижнему торцовому фланцу прикреплен сборник ртути, отличающийся тем, что коаксиально корпусу внутри последнего с зазором относительно его внутренней поверхности к фланцу корпуса прикреплен по меньшей мере один дополнительный автономно охлаждаемый вертикальный щелевой коллектор, причем торцовый фланец дополнительного коллектора размещен между одним из торцовых фланцев корпуса и фланцем оголовка или сборника ртути и имеет отверстия для прохода обрабатываемого газа, расположенные напротив зазора. Конденсатор может содержать и второй дополнительный вертикальный щелевой охлаждаемый коллектор, расположенный коаксиально внутри первого коллектора. Торцовый фланец такого второго коллектора может быть закреплен как в месте посадки первого коллектора, так и у другого торца корпуса. Торцовый фланец второго коллектора также имеет отверстия для прохода обрабатываемого газа, которые расположены напротив зазоров между первым и вторым коллекторами и между корпусом и первым коллектором.

На чертеже представлен заявляемый конденсатор, разрез по оси корпуса с раздвижкой частей конструкции вдоль оси.

Конденсатор содержит корпус 1, первый коллектор 2, второй коллектор 3, сборник 4 ртути со сливом 5, оголовок 6 с патрубком 7 входа газов и патрубком 8 выхода газов, оснащенным перпендикулярным коленом 9, протяженным до нижнего торца корпуса 1. Корпус 1 имеет верхний 10 и нижний 11 торцовые фланцы, коллекторы 2 и 3 оснащены торцовыми фланцами 12 и 13, которые имеют множество отверстий 14. Корпус и коллекторы выполнены по известным техническим решениям водоохлаждаемыми. Коллекторы 2 и 3 могут быть посажены своими торцовыми фланцами как на верхний 10, так и на нижний 11 торцовые фланцы корпуса вместе или порознь. Отверстия 14 первого коллектора 2 расположены напротив зазора 15, образовавшегося между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью коллектора 2, а отверстия 14 второго коллектора 3 расположены напротив зазора 15 и зазора 16, образовавшегося между внутренней поверхностью первого коллектора 2 и внешней поверхностью второго коллектора 3.

Конденсатор работает следующим образом.

Обрабатываемый газ с температурой 180-250^оС, содержащий пары ртути и мельчайшую взвесь люминофора, поступает по патрубку 7 входа газов в оголовок 6 и далее течет по зазорам 15 и 16, где, контактируя с холодными поверхностями корпуса и коллекторов 2 и 3, конденсирует на них ртуть, которая по мере каплеобразования стекает в сборник 4. Отработанный газ выводится по патрубку 8. По мере накопления люминофора на поверхностях конденсации и возникновения в связи с этим необходимости очистки этих поверхностей конденсатор разбирают по плоскостям, сопряжения торцовых фланцев корпуса, коллекторов, оголовка и сборника.

Поверхности, подлежащие очистке, в заявляемой конструкции конденсатора легкодоступным, наблюдаемы и непротяженны. Время проведения процесса очистки в 2-3 раза короче, чем у прототипа. Тщательность, полнота обработки проходящего через заявляемый конденсатор газа выше, чем у прототипа, т.к. газ, разделенный на 2-3 потока (в зазорах 15 и 16) обрабатывается интенсивнее. При одинаковой эффективности с прототипом заявляемый конденсатор весит в 2,5 раза меньше.

Использование: изобретение относится к теплообменной аппаратуре для извлечения ртути термическим способом из боя ртутьсодержащих люминесцентных ламп. Сущность: конденсатор содержит охлаждаемый корпус 1 и коаксиальные ему щелевые коллекторы 2 и 3, прикрепленные к корпусу с возможностью отсоединения. Фланцы 12 и 13 коллекторов имеют отверстия 14 напротив зазоров 15 и 16 для прохождения обрабатываемого газа и стока ртути. 1 ил.

Теплообменный поверхностный конденсатор паров ртути из боя ртутьсодержащих ламп установка для демеркуризации люминесцентных ламп, содержащий вертикальный охлаждаемый корпус, к верхнему торцевому фланцу которого прикреплен газоход с патрубком входа обрабатываемого газа и патрубком выхода обрабатываемого газа, а к нижнему торцевому фланцу прикреплен сборник ртути, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним дополнительным размещенным внутри корпуса коаксиально ему с образованием зазора с его внутренней поверхностью и прикрепленным к фланцу корпуса вертикальным щелевым коллектором, торцевой фланец которого размещен между одним из торцевых фланцев корпуса и фланцем газохода или сборника ртути и выполнен со сквозными отверстиями для прохода обрабатываемого газа, расположенными напротив зазора.