一种含汞灯管无害化处置系统的制作方法

1.本实用新型涉及危险废物处置技术领域，具体为一种含汞灯管无害化处置系统。


背景技术：

2.目前，我国荧光灯管产量和用量居世界首位，荧光灯管中含有剧毒的汞及其化合物，报废后的荧光灯管若处置不当会造成汞的扩散，污染空气、土壤和地下水等，严重威胁自然环境和人类健康。
3.含汞灯管的处置目前常用方法为填埋、焚烧和回收利用；填埋法无专门针对含汞荧光灯管的处置设备，密闭条件差，而且填埋法一般是将含汞灯管破碎后直接加硫固化填埋，单质汞的去除效率低，容易造成汞的逃逸，污染环境；焚烧法会造成含汞荧光灯管中汞的气化，造成二次污染且玻璃残渣融化后容易造成焚烧炉结焦；回收利用法投资大且运行成本高，经济效益低。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种含汞灯管无害化处置系统，能够在密闭环境条件下对荧光灯管进行有效的处置。
5.本实用新型是采用如下技术方案实现的：
6.一种含汞灯管无害化处置系统，包括吸收池，所述吸收池上连接有进料仓，所述进料仓上方密封设置有集气罩，所述集气罩出口通过管路连接风机，所述风机通过管路与除尘器进口连接，所述除尘器出口通过管路与喷淋塔的下部进口连接，所述喷淋塔的上部出口通过管路与活性炭吸附罐进口连接，所述活性炭吸附罐出口通过管路与排气管连接；所述进料仓上方与破碎机输送装置的出料口密封连接；吸收池外设有氧化剂ⅰ储罐和氧化剂ⅱ储罐，所述氧化剂ⅰ储罐的出口通过输液管路伸入吸收池中，所述氧化剂ⅱ储罐的出口通过输液管路伸入吸收池中；所述吸收池中安装传送机，所述传送机的进料端位于吸收池内的下料口下方，所述传送机的出料端位于搅拌仓的进口上方，所述搅拌仓外设置有还原剂储罐、碱液储罐和稳定剂储罐，所述还原剂储罐的出口通过管路向搅拌仓注入还原剂，所述碱液储罐的出口通过管路向搅拌仓注入碱液，所述稳定剂储罐的出口通过管路向搅拌仓注入稳定剂。
7.进一步优选的，所述氧化剂ⅰ储罐和氧化剂ⅱ储罐的出口均安装电磁阀，所述电磁阀由控制器控制。所述吸收池内插入安装有orp电极和ph电极，所述orp电极和ph电极与控制器连接。吸收液中的有效成分通过电极监测其orp电位，电极与加药系统耦合实现自动加药。
8.进一步优选的，所述吸收池通过管路与喷淋塔的顶部进液口连接，所述喷淋塔的底部出液口通过管路与吸收池连接。
9.进一步优选的，所述氧化剂ⅰ储罐和氧化剂ⅱ储罐的出口分别通过管路与平衡罐进口连接，所述平衡罐出口通过管路伸入吸收池内。
10.进一步优选的，所述搅拌仓外设有固化剂加料斗，所述固化剂加料斗的出口通过管路向搅拌仓注入固定剂。
11.具体工作时，将含汞荧光灯管送入破碎机。用破碎机将含汞荧光灯管破碎，使荧光灯管内的汞蒸气和含汞废物释放出来，根据含汞荧光灯管的尺寸调节破碎机辊间距，可对荧光灯管进行有效破碎。破碎机输送装置进料口上方的集气罩用柔性材料连接，打开风机，含汞蒸气通过上方的集气罩收集后进入除尘器，然后从喷淋塔底部进入，喷淋塔上方喷入吸收液，经吸收液吸收脱汞后的气体通过活性炭吸附罐进一步吸附后排出。破碎后的含汞灯管碎片通过破碎机输送装置出料端下落至进料仓后进入吸收池，落入传送机的进料端，在传送机上输送过程中，利用吸收液将灯管碎片表面的含汞成分浸出，并将单质汞氧化成二价汞。吸收液中有效成分含量通过orp电极及ph电极监测，当有效成分含量降低时，自动通过氧化剂ⅰ储罐和氧化剂ⅱ储罐补充吸收液有效成分。根据进入搅拌仓的破碎含汞灯管的质量及氧化剂含量，先通过还原剂储罐向搅拌仓中加入硫酸亚铁等还原剂，然后通过碱液储罐加入石灰或氢氧化钠溶液，调节物料ph为8~10，最后通过稳定剂储罐加入硫化钠溶液或重金属螯合剂等稳定，通过固化剂加料斗投入水泥等固化剂，搅拌均匀后倒入养护箱中。将养护箱在相对湿度60%~80%，温度20℃~25℃的环境下养护7天后，按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》进行浸出毒性实验，符合填埋要求则转运至填埋场填埋，不符合要求则破碎后重新加药固化。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
13.1、本系统将破碎机输送装置入口与集气罩用柔性材料连接，用风机保持集气罩内为负压，提高了集气系统的气密性，减少了气态汞的逸散。
14.2、本系统使用了吸收液对破碎后的荧光灯管进行洗涤，防止汞在处置过程中的逸散而且将汞单质转换成汞离子，有利于下一步汞的固化。此外，吸收液采用在线监测方式实现药剂的自动添加，保证了吸收液有效成分稳定。
15.3、本系统将吸收液喷入喷淋塔中，对破碎产生的废气进行脱汞，防止气态汞随废气进入空气中，且在喷淋塔后设置活性炭吸附装置，进一步提高了废气中汞的去除效果。
16.4、本系统采用硫化物稳定、水泥固化的方式，保证了汞的固定效果。
17.本实用新型设计合理，该系统将含汞灯管破碎，将含汞灯管中的汞完全释放，然后将破碎后产生的含汞气体通过喷淋塔氧化吸收、活性炭吸附的方式防止废气中汞的污染，将破碎后产生的含汞灯管碎片通过吸收液氧化吸收，将单质汞氧化成二价汞，再采用硫化物稳定、水泥固化的方式达到含汞灯管的无害化处置，不仅提高了汞的处置效率而且防止了在处置过程中因密封条件差而产生含汞气体逸散的二次污染，具有很好的实际应用价值。
附图说明
18.图1表示本实用新型所述系统的结构示意图。
19.图中：1-吸收池，2-进料仓，3-破碎机输送装置，4-集气罩，5-风机，6-除尘器，7-喷淋塔，8-活性炭吸附罐，9-排气管，10-传送机，11-搅拌仓，12-氧化剂ⅰ储罐，13-氧化剂ⅱ储罐，14-还原剂储罐，15-碱液储罐，16-稳定剂储罐，17-平衡罐，18-阀门，19-固定剂加料斗，20-orp电极，21-ph电极，22-电磁阀。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
21.一种含汞灯管无害化处置系统，该处置系统包括破碎机输送装置，集气罩，风机，除尘器、喷淋塔，活性炭吸附罐，吸收池，传送机，搅拌仓，药剂罐等。
22.如图1所示，吸收池为密闭空间，其材质为聚丙烯、玻璃钢或涂附耐腐蚀材料的其他材质。吸收池1上连接有进料仓2，进料仓2上方密封设置有集气罩4，集气罩4出口通过管路连接风机5，风机5通过管路与除尘器6进口连接，除尘器6出口通过管路与喷淋塔7的下部进口连接，喷淋塔7的上部出口通过管路与活性炭吸附罐8进口连接，活性炭吸附罐8出口通过管路与排气管9连接。
23.如图1所示，进料仓2上方与破碎机输送装置3的出料口密封连接；吸收池1外设有氧化剂ⅰ储罐12和氧化剂ⅱ储罐13，氧化剂ⅰ储罐12的出口通过输液管路伸入吸收池1中，氧化剂ⅱ储罐13的出口通过输液管路伸入吸收池1中；具体实施时，氧化剂ⅰ储罐12和氧化剂ⅱ储罐13的出口分别通过管路与平衡罐17进口连接，平衡罐17出口通过管路伸入吸收池1内，氧化剂ⅰ和氧化剂ⅱ通过平衡罐平稳输入吸收池内。为了进一步实现自动化控制，吸收池1内插入安装orp电极20和ph电极21，orp电极20和ph电极21与控制器连接。氧化剂ⅰ储罐12和氧化剂ⅱ储罐13的出口安装电磁阀22，电磁阀22由控制器控制。吸收池中的吸收液将元素氧化成二价汞并吸收，剩余的含汞灯管碎片通过刮板机输送到搅拌仓，吸收液中的有效成分通过电极监测其orp电位，电极与加药系统耦合实现自动加药。
24.如图1所示，吸收池1中安装传送机10，一般为刮板输送机。传送机10的进料端位于吸收池内的下料口下方，传送机10的出料端位于吸收池外且位于搅拌仓11的进口上方，输送物料至搅拌仓。
25.如图1所示，搅拌仓11外设置有还原剂储罐14（内盛有硫酸亚铁等还原剂）、碱液储罐15（内盛有石灰或氢氧化钠溶液）和稳定剂储罐16（内盛有硫化钠溶液或金属螯合剂），还原剂储罐14的出口安装阀门18并通过管路向搅拌仓11注入还原剂，碱液储罐15的出口安装阀门18并通过管路向搅拌仓11注入碱液，硫化钠溶液或金属螯合剂储罐16的出口安装阀门18并通过管路向搅拌仓11注入稳定剂。搅拌仓11外设有固化剂加料斗19（内盛有水泥浆），固化剂加料斗19的出口通过管路向搅拌仓11注入固定剂。
26.如图1所示，吸收池1通过管路与喷淋塔7的顶部进液口连接，喷淋塔7的底部出液口通过管路与吸收池1连接，实现吸收液的循环利用。
27.本系统采用密闭式集气罩、氧化吸收以及稳定固化的方式有效控制含汞灯管中汞向环境中的释放，是无害化处置含汞灯管的有效工艺，具体的处理流程如下：
28.（1）、用输送带或斗式提升机将含汞荧光灯管送入破碎机，破碎机采用对辊破碎，但不限于对辊破碎，破碎机用于对含汞灯管进行破碎处理，使荧光灯管内的汞蒸气和含汞废物释放出来，根据含汞荧光灯管的尺寸调节破碎机辊间距，可对荧光灯管进行有效破碎。
29.（2）、破碎后的物料由破碎机输送装置3输送至进料仓2上方，投入至进料仓2。
30.（3）、集气罩4设置在破碎机输送装置3的投料口上方，且用柔性材料连接，开启风机5，含汞蒸气通过上方的集气罩4收集后进入除尘器6，然后从喷淋塔7底部进入，喷淋塔的类型包括但不限于板式塔喷淋塔等形式，喷淋塔7上方喷入吸收液，吸收液来自于吸收池1，回收液由喷淋塔7底部流出后再次进入吸收池1，经吸收液吸收脱汞后的气体输入至活性炭
吸附罐8进一步吸附后进入排气管9排出。
31.（4）、破碎后的含汞灯管碎片通过进料仓2进入吸收池，落入传送带10的进料端，在通过传送带向外输送过程中，利用吸收液将灯管碎片表面的含汞成分浸出，并将单质汞氧化成二价汞。吸收液中有效成分含量通过orp电极20及ph电极21监测，输入信号至控制器，当有效成分含量降低时，控制器控制电磁阀22开启，自动补充吸收液有效成分（氧化剂ⅰ和/或氧化剂ⅱ）。其中，氧化剂吸收液包括但不限于碱性次氯酸钠溶液、酸性高锰酸钾溶液等。
32.（5）、根据进入搅拌仓11的破碎含汞灯管的质量及氧化剂含量，先通过还原剂储罐14向搅拌仓11中加入硫酸亚铁等还原剂，然后通过碱液储罐15加入石灰或氢氧化钠溶液，调节物料ph为8~10，最后通过稳定剂储罐16加入硫化钠溶液或重金属螯合剂，通过固定剂加料斗19加入水泥浆，搅拌均匀后倒入养护箱中。其中，水泥:荧光灯管:水的比例为1:3:0.5，稳定剂按总汞含量的化学计量比的105%添加。
33.（6）、将养护箱在相对湿度60%~80%，温度20℃~25℃的环境下养护7天后，按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（hj/t299-2007）进行浸出毒性实验，符合填埋要求则转运至填埋场填埋，不符合要求则破碎后重新加药固化。
34.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。