СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C22B43/00 

Изобретение относится к утилизации вредных отходов производства, в частности к способам обезвреживания (демеркуризации) люминесцентных ламп, вышедших из строя, содержащих металлическую ртуть.

Известны способы и устройства извлечения ртути из лампы, разрушаемой внутри герметичной камеры при нагреве в вакууме до 300^oC и улавливание возгонов ртути в низкотемпературной ловушке (патент SU N 1792443, кл. C 22 B 43/00).

Недостатками этого устройства является разрушение ламп и невысокая эффективность из-за сложности извлечения ртути из нижнего слоя разбитого стекла от разрушенной лампы, недостатком упомянутого способа является то, что нагрев лампы осуществляется до 300^oC, что приводит к газификации некоторых материалов ламп, что замедляет процесс диффузии ртутных паров.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества и производительности извлечения ртути при сохранении корпусов ламп для их дальнейшего использования.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для термической демеркуризации люминесцентных ламп, содержащем камеру с нагревателем и расположенным в ней средством для вскрытия ламп, расположенную под камерой и соединенную с ней низкотемпературную вакуумную ловушку для конденсации ртути, соединенную с вакуумным насосом, в нижней части камеры устанавливают перегородку с выполненными в ней гнездами для установки люминесцентных ламп, оборудованными режущими приспособлениями, выполненными в виде электрической спирали или резцовой головки для обрезки корпуса ламп, а в способе, включающем нагрев вскрытых ртутных ламп в вакууме с последующем испарением ртути и конденсацию ее паров в низкотемпературной вакуумной ловушке, нагрев ламп осуществляют до температуры 85-100^oC, а конденсацию паров ртути проводят при температуре -190^oC.

Демеркуризатор состоит из (фиг.1) камеры 1 с нагревателем 2, в нижней части которой установлена перегородка 3 с выполненными в ней гнездами 4 для установки люминесцентных ламп 5, оборудованными режущими приспособлениями 6 (фиг. 2), низкотемпературной вакуумной ловушки 7 для конденсации ртути, патрубка 8 для подсоединения вакуумного насоса.

Внутренняя полость камеры 1 под перегородкой 3 соединена патрубком 8 с вакуумным насосом, с внутренней полостью низкотемпературной вакуумной ловушки 7, которая представляет собой цилиндрический сосуд с рубашкой, заполненной жидким азотом и экранно-вакуумной изоляцией снаружи.

Во внутреннюю полость камеры над перегородкой с помощью нагревателя нагнетается горячий воздух для нагрева ламп, для уменьшения утечки тепла камера снаружи теплоизолирована.

Процесс извлечения ртути из ламп осуществляется в следующей последовательности. Люминесцентные лампы устанавливаются в гнезда, выполненные в перегородке нижней части камеры, производится вакуумирование полости камеры под перегородкой и низкотемпературной вакуумной ловушки с помощью выкуумного насоса до уровня 10^-4 10^-5 ата. В рубашку ловушки предварительно заливается жидкий азот. Вскрытие ламп производится режущим приспособлением, выполненным в виде либо электрической спирали, накал которой осуществляется за счет подачи напряжения к каждому гнезду, в которое установлена люминесцентная лампа, спираль охватывает стеклянный корпус лампы, он разрезается и внутренняя полость лампы сообщается с внутренней полостью камеры под перегородкой, либо с помощью резцовой головки, установленной в гнезде, поворотом в нем лампы. Включают нагреватель для нагрева вскрытых ртутных ламп в вакууме до температуры 85-100^oC, происходит испарение ртути и затем по законам диффузии пары ртути поступают в низкотемпературную вакуумную ловушку, где происходит их конденсация при температуре -190^oC. Концентрация паров ртути в камере под перегородкой контролируется датчиком концентрации и при достижении допустимого уровня процесс завершается. Жидкая ртуть сливается из низкотемпературной вакуумной ловушки.

Лампы извлекаются из гнезд и могут вторично использоваться как для прямого назначения, так и для других целей.

Использование: утилизация вредных отходов производства, обезвреживание (демеркуризация) люминесцентных ламп, вышедших из строя, содержащих металлическую ртуть. Устройство для термической демеркуризации люминесцентных ламп состоит из камеры с нагревателем, устройства для вскрытия ламп, контейнера для сбора паров ртути, соединенного с вакуумным насосом, низкотемпературной вакуумной ловушки для конденсации ртути, при этом внутренняя полость низкотемпературной вакуумной ловушки сообщается с внутренней полостью контейнера для сбора паров ртути, на верхней стенке которого располагаются гнезда для установки люминесцентных ламп, оборудованные режущим устройством, например электрической спиралью или резцовой головкой для обрезки корпуса ламп. Вскрытые лампы в вакууме нагреваются до 85-100^oC, ртуть испаряется с открытого конца лампы, а затем конденсируется в низкотемпературной вакуумной ловушке при температуре -190^oC. Концентрации паров ртути в контейнере контролируется датчиком концентрации и при достижении допустимого уровня процесс завершается, ртуть сливается из низкотемпературной вакуумной ловушки. Лампы извлекаются из гнезд и могут вторично использоваться как для прямого назначения, так и для других целей. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ термической демеркуризации люминесцентных ламп, включающий нагрев вскрытых ртутных ламп в вакууме с последующим испарением ртути и конденсацию ее паров в низкотемпературной вакуумной ловушке, отличающийся тем, что нагрев ламп осуществляют до 85 100^oС, а конденсацию паров ртути проводят при 190^oС. 2. Устройство для термической демеркуризации люминесцентных ламп, содержащее камеру с нагревателем и расположенное в ней средство для вскрытия ламп, размещенную под камерой и соединенную с ней низкотемпературную вакуумную ловушку для конденсации ртути, соединенную с вакуумным насосом, отличающееся тем, что в нижней части камеры установлена перегородка с выполненными в ней гнездами для установки люминесцентных ламп, оборудованными режущими приспособлениями. 3. Устройство по п.3, отличающееся тем, что режущее приспособление выполнено в виде электрической спирали. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что режущее приспособление выполнено в виде резцовой головки для обрезки корпуса ламп.