CN100556561C - 聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

一种对采用氟利昂CFC-11为发泡剂的聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法。主要应用于废弃电冰箱的无害化处理。本发明方法的工艺流程包括：粉碎；挤压排料：CFC-11发泡剂脱除；发泡剂的收集储存：包括除尘、抽气和储气；气体压缩、冷凝；气液分离：空气排空、CFC-11发泡剂收集。上述方法中的粉碎和挤压排料过程工作于密封环境。本发明可以有效的分离、收集聚氨酯泡沫当中ODS——CFC-11发泡剂，解决了废弃聚氨酯泡沫对环境的污染问题，满足了处理过程的环保要求，分离发泡剂之后的泡沫粉末可以用于其它保温材料的生产。

Description

聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法

【技术领域】

本发明属于固体废弃物处理技术领域，特别是以氟利昂CFC-11(FCl₃C)为发泡剂的废弃聚氨酯硬泡沫无害化处理方法，主要应用于废弃电冰箱的无害化处理。

【背景技术】

以氟利昂CFC-11(FCl₃C)为发泡剂的聚氨酯硬泡沫是一种十分广泛的绝热材料，主要用于电冰箱制造、管道保温、冷库建造等领域。CFC-11属于氟氯烃，是严重消耗大气臭氧层的物质(ODS)，为此多个发达国家在1987年签定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国于1991年成为该协议的签定国，通过此议定书的执行限制并最终杜绝ODS的使用。一般情况下CFC-11发泡剂占泡沫的重量比接近15％，因此废弃聚氨酯泡沫必须要进行无害化处理。20世纪80年代中后期，电冰箱开始大量进入中国大众家庭，家用电冰箱的使用寿命大约为10-15年，目前我国电冰箱的社会保有量约为1.3亿台，废弃电冰箱处理已经成为亟需解决的问题，电冰箱的绝热材料普遍采用的是聚氨酯硬泡沫，聚氨酯硬泡沫的无害化处理是废弃电冰箱处理的核心问题。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种对采用氟利昂CFC-11为发泡剂的聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法，该方法既可以有效地分离去除对环境有害的发泡剂，又有利于废弃泡沫的综合利用。

本发明的提出基于利用CFC-11的物理性质。CFC-11(三氯一氟甲烷CCl₃F)，分子量137.4，沸点23.8℃，临界温度198℃，临界压力4.41Mpa，当绝对压力为0.2MPa时，CFC-11的饱和温度大约为45℃。

CFC-11用作生产聚氨酯泡沫的发泡剂时，要与生产聚氨酯泡沫的其它材料混成糊状，注入成型腔后，在聚氨酯材料反应固化的过程中，发泡剂受热气化形成气泡，密布于聚氨酯之内形成泡沫材料。

本发明的基本原理是，在对废弃泡沫处理时，首先使泡沫破碎并充分释放出CFC-11发泡剂，经收集、加压和冷凝后生成液体，从而实现发泡剂的分离。

本发明提供的聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法包括：

(1)粉碎：将块状泡沫粉碎成粒度小于5毫米的粉末；

(2)挤压排料：将上步粉碎后的泡沫粉料在温度范围24℃～100℃进行搅拌挤压，粉碎和挤压出的发泡剂气体进入下一步，同时将挤压后的泡沫排出；

(3)发泡剂的收集储存：将粉碎过程中挥发的和挤压排料过程中挤出的发泡剂气体由管路集气，在抽气机的吸引下，经除尘器存入储气罐，其中，抽气机采用定容风机，出口压力在0.039MPa～0.049MPa之间，除尘器和储气罐内的温度控制在23.7℃～40℃之间；

(4)压缩冷凝：储气罐中的气体经气体压缩机加压、冷凝装置冷凝使发泡剂成为液相，其中气体压缩机的出口压力为0.2MPa～2.0MPa，冷凝装置的输出温度控制在1℃～23.7℃以内；

(5)气液分离：利用发泡剂气体的液化压力低于空气液化压力的特点，将液化后的发泡剂收集，将没有液化的空气排空，从而实现发泡剂分离，其中工作温度范围在1℃～23.7℃之间，工作压力范围在0.2Mpa～2.0MPa之间。

上述方法中的粉碎和挤压排料过程工作于密封环境。

本发明的优点和积极效果：本发明可以有效分离、收集聚氨酯泡沫当中ODS——CFC-11发泡剂，解决了废弃聚氨酯泡沫对环境的污染问题，满足了处理过程的环保要求，分离发泡剂之后的泡沫粉末可以用于其它保温材料的生产。

【附图说明】

图1是本发明的工作流程框图；

图2是供参考的本发明工艺过程系统构成图；

图3是供参考的粉碎装置结构原理简图；

图4是供参考的双辊式粉碎装置结构原理简图。

【具体实施方式】

实施例

如图1所示，本发明提供的聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法的工艺流程如下：

(1)粉碎；

(2)挤压排料：CFC-11发泡剂脱除；

(3)发泡剂的收集储存：包括除尘、抽气和储气；

(4)气体压缩、冷凝；

(5)气液分离：空气排空、CFC-11发泡剂收集。

上述方法中的粉碎和挤压排料过程工作于密封环境。

系统的具体构成如图2所示，系统的投料端是泡沫粉碎机1，参考结构如图3、4所示，其结构原理见图3，1-1为刷式破碎轮，1-2为待粉碎泡沫料块，1-3为粉碎后的料粉。刷式破碎轮由轮毂和径向分布的丝状破碎体组成。轮毂的直径在1毫米到20000毫米之间，轴向长度在1毫米到20000毫米之间，直径与长度根据工艺要求不同确定。丝状破碎体用金属丝或非金属丝制成，直径在0.05毫米到100毫米之间，长度在0.01毫米到10000毫米之间，丝状破碎体呈径向分布于轮缘外侧，破碎体的数量根据破碎工艺确定。刷式破碎轮可以是整体结构也可以是装配结构。整个刷式破碎轮做成轮轴结构，通过轴承支撑，通过轴端传动或其它方式导入动力。破碎轮的旋转速度在1转/分到20000转/分。

粉碎机的具体结构，参见图4，图中1-1为刷式破碎轮，1-4为下料辊，1-5为上料辊。由相向旋转的辊子产生的切向运动，产生输送泡沫的运动，辊子直径在5毫米到1500毫米之间，长度10毫米到5000毫米之间，采用金属材料或非金属材料制成，制成轮轴结构，从轴端导入动力。辊子也可以是上侧或下侧单侧布置。给料方向与水平方向夹角α＝0度～90度。

粉碎机1的下方是用于进行挤压排料的具有加热功能和滤气功能的螺旋挤出装置2，螺旋装置可以设计成由给料口到出料口横断面积逐步缩小的结构，螺旋给料机的壳体上沿径向分布有排气孔和气体收集结构，粉碎之后的泡沫粉末落入螺旋挤出装置2的加料口，依靠螺旋旋转产生的轴向推力在向前输送的过程中逐步压实，同时排出混合的发泡剂气体，排除发泡剂之后的粉末由螺旋推出机外。粉碎机1和螺旋挤出装置2均做成密封结构，见图2。

从粉碎机1和螺旋挤出装置2排出的空气与发泡剂的混合气体由集气、输气管路3汇集，由抽气机5吸入调温除尘器4，抽气机的出口压力0.039MPa～0.049MPa，调温除尘器内温度控制在23.7℃到40℃之间。

抽气机排出的混合气进入储气罐6，储气罐内温度控制在23.7℃到40℃之间。

储气罐输出的气体经压缩机7加压，然后进入冷凝装置8降温，冷凝装置的输出温度控制在1℃～23.7℃以内。压缩机的出口压力为0.2MPa～2.0MPa。

冷凝装置输出的气液混合物进入分离装置9，这时发泡剂已经被液化而空气仍然是气体，将液化后的发泡剂收集，未被液化的空气则排空。分离装置的工作温度范围是1℃～10℃。至此实现了发泡剂与破碎时混入空气的分离。

上述各装置之间由必要的管路连接。选择抽气机5和压缩机7时要求工作流量要匹配。

Claims (2)

1、一种聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法，其特征在于该方法包括：

(1)粉碎：将块状泡沫粉碎成粒度小于5毫米的粉料；

(2)挤压排料：将上步粉碎后的泡沫粉料在温度范围24℃～100℃进行搅拌挤压，粉碎和挤压出的发泡剂气体进入下一步，同时将挤压后的泡沫排出；

(3)发泡剂气体的收集储存：将粉碎过程中挥发的和挤压排料过程中挤出的发泡剂气体由管路集气，在抽气机的吸引下，经除尘器存入储气罐，其中，抽气机采用定容风机，出口压力在0.039MPa～0.049MPa之间，除尘器和储气罐内的温度控制在23.7℃～40℃之间；

(4)压缩冷凝：储气罐中的气体经气体压缩机加压、冷凝装置冷凝使发泡剂气体成为液相，其中气体压缩机的出口压力为0.2MPa～2.0MPa，冷凝装置的输出温度控制在1℃～23.7℃以内；

(5)气液分离：利用发泡剂气体的液化压力低于空气液化压力的特点，将液化后的发泡剂收集，将没有液化的空气排空，从而实现发泡剂分离，其中工作温度范围在1℃～23.7℃之间，工作压力范围在0.2MPa～2.0MPa之间。

2、根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡沫废弃物无害化处理方法，其特征在于粉碎和挤压排料过程工作于密封环境。

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