本發明涉及一種回收氟利昂的方法,特別是涉及一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法。
技術背景:
20世紀80年代中后期以來,大量電子電器產品進入我國家庭,按10~15年的使用年限計算,從2003年開始家用電器已到了淘汰報廢的高峰期。有關資料顯示,我國冰箱的社會保有量已超過1.5億臺,每年報廢量平均在400萬臺以上,報廢的冰箱冰柜含有氟利昂等對環境有害的物質,需要進行妥善處理。冰箱中的氟利昂主要包含在壓縮機和硬泡保溫材料中,經研究發現,壓縮機中含氟利昂165g,硬泡保溫材料含氟利昂550g。目前對壓縮機中制冷劑的回收利用和處理處置的研究較多,對硬泡保溫材料的無害化處理研究卻很少,其根本原因就是硬泡保溫材料中氟利昂的回收利用和處理處置較復雜,成本也較高,出于經濟利益的考慮,都在回避這一社會敏感問題。廢舊冰箱、冰柜中含有大量的硬泡保溫材料,其中就含有15~20%的發泡劑氟利昂(CFC-11),廢舊冰箱冰柜拆解處理后產生的大量硬泡保溫材料的處置將是我國近期不可回避的環境問題。
目前,國內外主要是采用焚燒和破碎的方法處理硬泡保溫材料。采用焚燒處理硬泡保溫材料,是指保溫材料經粗碎后在850~1000℃進行高溫焚燒,主要產物為氯化氫、氟化氫、二氧化碳、氮氧化物、水蒸汽等,其中的氯化氫和氟化氫主要是由氟利昂分解生成。氯化氫和氟化氫是強酸性氣體,對設備具有強腐蝕作用,此外,保溫材料在焚燒時還會產生有毒有害物質,需要投入高昂的設備維護運行費用和廢氣治理費用。破碎處理硬泡保溫材料是一種普遍使用的方法,由于冰箱冰柜箱體拆解困難,一般在密閉的空間內將箱體整體破碎再進行分選,實現金屬與硬泡保溫材料分離,破碎過程中硬泡保溫材料部分氟利昂會釋放出來,經過負壓抽取后進行簡單吸附處理或者直接排入大氣。
實際上,有關研究(參考文獻[1]楊勇等,廢冰箱保溫材料低溫熱解及氣體成分分析;[2]DR J S,Estimating CFC releases from cutting of fridges)表明:冰箱中的硬泡保溫材料有60%~70%的氟利昂以氣相形式存在,30%~40%以液相形式存在,溶入部分在破碎過程中很難釋放。采用純破碎方法處理硬泡保溫材料顯然是不妥的,吸附在硬泡保溫材料的氟利昂會緩慢釋放出來破壞臭氧層,1個氟利昂分子至少可破壞10萬臭氧分子。
因此,廢冰箱等冷藏電器產品中的硬泡保溫材料的處理應全面考慮經濟效益和環境保護,現有技術需要進一步改善,同時還需要開發新的處理方法和設備,以尋找低成本、高效環保的適合大規模處理的資源化技術。
技術實現要素:
:
本發明所要解決的技術問題是提供一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中徹底分離出氟利昂,并加以收集回收的從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法。
為了解決上述技術問題,本發明提供的一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,采用下述步驟實現:
(1)、首先在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀的硬泡保溫材料;
(2)、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,處理時間5-10min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收;
(3)、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣;
一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,體系壓力不高于30Pa。
一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,反應器加熱溫度控制在35-95℃。
一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,壓縮裝置對反應器施加的壓力為5-10Mpa。
一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,冷凝回收器的溫度控制在-20℃-10℃。
本發明——一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法的裝置,包括反應器、活性炭吸附裝置、真空泵,所述反應器中設置了篩孔板,所述篩孔板上部為反應器的脫附腔體,所述篩孔板下部為緩沖腔體,所述脫附腔體的外部設置了加熱器,所述脫附腔體的上部設置了動密封壓縮裝置,所述緩沖腔體設置了反應器出氣口,所述反應器出氣口通過管道依次與冷凝回收器、活性炭吸附器和真空泵相連。
采用上述技術方案的一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法,其工作原理簡述如下:
本發明將廢舊冰箱中硬泡保溫材料置入反應器中的脫附腔體中,連接真個設備,使得體系處于真空狀態,加熱脫附腔體保持溫度在35-95℃之間,在此過程中同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力5-10Mpa,處理時間5-10min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收。在整個分離回收的過程中,硬泡材料同時受到壓縮裝置的擠壓作用、加熱器的熱量輻射作用和真空泵的抽吸作用,硬泡保溫材料中的氟利昂得以從硬泡保溫材料的泡孔和泡沫顆粒固體中快速徹底分離出來,三種外力作用通過協同作用實現高效分離,分離的氟利昂進入冷凝回收期得到回收,極少量的氟利昂進入活性炭吸附器進行吸附,使得排空氣體為潔凈空氣,對大氣無污染。
冰箱中的氟利昂的種類主要有三種:氟利昂-12,即二氟二氯甲烷,分子式為CF2Cl2,沸點為-29.8℃;氟利昂-11,即一氟三氯甲烷,分子式為CFCl3,沸點為26.8℃;氟利昂-22,即二氟一氯甲烷,分子式為CHF2Cl,沸點為-40.8℃。在真空抽吸作用和壓縮擠壓作用下,在35-95℃之間即可將氟利昂從硬泡保溫材料的泡孔和泡沫顆粒固體中快速徹底分離出來,相對于現有技術外部加熱溫度大大降低。
相對于現有技術另外的優點是,經過本發明處理后硬泡保溫材料為壓縮狀材料,體積大大縮小,硬泡保溫材料為聚氨酯材料,可進一步再生利用;本發明處理后可為硬泡保溫材料的下一步資源化再利用創造良好條件,并大大減少運輸費用。
本發明的有益效果是:
本發明將硬泡保溫材料中的氟利昂得以從硬泡保溫材料的泡孔和泡沫顆粒固體中快速徹底分離出來,相對于現有技術來說,本發明所使用方法操作簡便、設備裝置結構簡單、作業時間短、加熱溫度低、安全性好,在短時間內低能耗高效分離回收硬泡保溫材料中的氟利昂。
附圖說明:
圖1為一種從廢舊冰箱硬泡保溫材料中回收氟利昂的方法的裝置示意圖;
圖1中,A為反應器、1為壓縮裝置、2為脫附腔體、3為緩沖腔體、4為篩孔板、5為反應器出氣口、6為冷凝回收器、7為活性炭吸附器、8為真空泵。
具體實施方式:
實施例1
1、在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀(粒徑范圍為5-20mm)的硬泡保溫材料;
2、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,體系壓力控制在25Pa,加熱溫度控制在35℃;同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力5Mpa,處理時間5min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收,冷凝回收器的溫度控制在-20℃;
3、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣。
4、從反應器中取出經處理后的硬泡保溫材料,通過便攜式氟利昂泄漏檢測儀檢測顯示無氟利昂殘留。
實施例2
1、在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀(粒徑范圍為5-20mm)的硬泡保溫材料;
2、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,體系壓力控制在25Pa,加熱溫度控制在95℃;同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力10Mpa,處理時間10min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收,冷凝回收器的溫度控制在10℃;
3、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣。
4、從反應器中取出經處理后的硬泡保溫材料,通過便攜式氟利昂泄漏檢測儀檢測顯示無氟利昂殘留。
實施例3
1、在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀(粒徑范圍為5-20mm)的硬泡保溫材料;
2、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,體系壓力控制在25Pa,加熱溫度控制在55℃;同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力8Mpa,處理時間8min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收,冷凝回收器的溫度控制在0℃;
3、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣。
4、從反應器中取出經處理后的硬泡保溫材料,通過便攜式氟利昂泄漏檢測儀檢測顯示無氟利昂殘留。
實施例4
1、在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀(粒徑范圍為5-20mm)的硬泡保溫材料;
2、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,體系壓力控制在30Pa,加熱溫度控制在65℃;同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力10Mpa,處理時間10min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收,冷凝回收器的溫度控制在-10℃;
3、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣。
4、從反應器中取出經處理后的硬泡保溫材料,通過便攜式氟利昂泄漏檢測儀檢測顯示無氟利昂殘留。
實施例5
1、在一個密閉的容器中將廢舊冰箱箱體中的硬泡保溫材料剝離,破碎得到顆粒狀(粒徑范圍為5-20mm)的硬泡保溫材料;
2、將顆粒狀的硬泡保溫材料置入反應器中,在真空狀態下對反應器中的硬泡保溫材料進行加熱,體系壓力控制在30Pa,加熱溫度控制在75℃;同時通過壓縮裝置對反應器進行加壓,施加壓力5Mpa,處理時間10min;硬泡保溫材料中的氟利昂經過反應器的加熱和擠壓作用實現與硬泡保溫材料的分離脫除,進入冷凝回收器冷凝回收,冷凝回收器的溫度控制在-20℃;
3、經冷凝回收處理后的氣體經過活性炭吸附器過濾后經真空泵送入大氣。
4、從反應器中取出經處理后的硬泡保溫材料,通過便攜式氟利昂泄漏檢測儀檢測顯示無氟利昂殘留。