Способ термической демеркуризации загрязненных ртутью материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК C22B43/00 

Изобретение относится к способам извлечения ртути из материалов, содержащих металлическую ртуть, и может быть использовано для обезвреживания (демеркуриза- ции) вышедших из строя ртутных ламп (люминесцентных, дуговых и др.), а также для получения ртути из соответствующего минерального сырья.

Цель изобретения - снижение концентрации ртути, в выбрасываемых в атмосферу выхлопных газах.

На чертеже показана структурная схема установки для термической демеркуриза- ции, где: 1 - камера с нагревателем, 2 - вакуумные магистрали, 3, 4 - вакуумные запорные вентили, 5 - низкотемпературная ловушка, 6 - вакуумный насос 7 - вентиль регулировки потока газа, 8 - датчик давления, размещенный на корпусе ловушки, 9 - байпасная вакуумная магистраль.

Камера 1 с нагревателем, с помощью магистрали 2 с вакуумными вентилями 3 и 4 соединяется через ловушку 5 с вакуумным насосом 6. Для реализации предлагаемого

способа демеркуризации вакуумная система снабжена байпасной магистралью 9 с вентилем регулировки потока газа 7, привод которого управляется датчиком 8 давления, размещенным на корпусе ловушки.

Способ демеркуризации реализуется следующим образом. Включается насос 6 и через вентиль 4 ловушка 5 откачивается на вакуум и заполняется хладагентом, Подлежащие утилизации лампы загружаются в камеру 12 и камера герметизируется. Через вентиль 3, ловушку 5 и вентиль 4 камера откачивается насосом 6 на вакуум. Под вакуумом лампы в камере разрушаются механически. Вентиль 3 закрывается и включается нагреватель камеры. Лампы в камере нагреваются до 500°С. Включается привод вентиля 7 и камера откачивается через вентиль 7, ловушку 5, вентиль 4 насосом 6 на высокий вакуум. При этом привод вентиля 7, управляемый датчиком давления 8, размещенным на корпусе ловушки 5. таким образом увеличивает во времени проходное сечение вентиля 7, что давление газа в облаел

с

оо со оо

4 4

ы

сти ловушки постоянно поддерживается на уровне, обеспечивающем молекулярный режим течения паров ртути через ловушку 5. Камера 1 откачивается до предельно достижимого вакуума и выдерживается при этом вакууме и высокой температуре в течение порядка 10-20 мин. После этого вентиль 7 закрывается и в камеру 1 напускается атмосферный воздух. Камера 1 открывается и из нее выгружается стеклобой. Затем цикл демеркуризации повторяется.

Описанный цикл демеркуризации может быть дополнен процедурой промывки камеры 1 инертным газом, как это описано в способе-прототипе. В этом случае откачка камеры 1 после ее заполнения газом осуществляется также через вентиль 7. Известно, что практически несложно реализовать низкотемпературную ловушку, которая в условиях молекулярного режима течения газа через нее имеет эффективность улавливания ртути порядка 10б. Это можно сделать, например, в двухслойной низкотемпературной ловушке.

Предлагаемый способ демеркуризации позволяет достичь высокой экологической эффективности процесса демеркуризации ртутных ламп.

Выполненные расчетные оценки и проведенные эксперименты показывают, что

0

5

0

5

0

содержание ртути в выхлопных газах предлагаемой установки на три порядка ниже санитарных норм.

Формула изобрете н и я

1. Способ термической демеркуризации загрязненных ртутью материалов, включающий нагрев материалов в камере под вакуумом, вакуумную дистилляцию паров ртути, откачку газов из камеры, улавливание паров ртути в низкотемпературной ловушке, отличающийся тем, что, с целью снижения концентрации ртути в выхлопных газах, откачку газов из камеры ведут при молекулярном режиме течения паров ртути в ловушке за счет регулирования величины потока поступающего в ловушку газа.

2. Устройство для термической демеркуризации загрязненных ртутью материалов, содержащее камеру с нагревателем, низкотемпературную ловушку, вакуумный насоси вакуумные магистрали с вентилями и датчиками давления, отличающееся тем, что оно снабжено байпасной вакуумной магистралью с вентилем регулировки потока газа, расположенной между камерой и низкотемпературной ловушкой, причем вентиль выполнен с приводом, соединенным с датчиком давления, расположенным на корпусе низкотемпературной ловушки.

Использование: цветная металлургия, утилизация ртути из отходов. Материалы нагревают в камере 1 под вакуумом, улавливают пары ртути в низкотемпературной ловушке 5 при откачке их в молекулярном режиме течения паров. Молекулярный режим создают путем регулирования величины потока поступающего в ловушку 5 газа вентилем 7 байпасной вакуумной магистрали 9, расположенной между камерой 1 и низкотемпературной ловушкой 5. причем вентиль 7 выполнен с приводом,соединенным с датчиком 8 давления, установленным на корпусе ловушки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.