CN102274849A

CN102274849A - 废旧冰箱箱体资源化处理方法及其处理装置

Info

Publication number: CN102274849A
Application number: CN2011102191993A
Authority: CN
Inventors: 许振明; 阮菊俊
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: CN102274849B

Abstract

在本发明公开了一种废旧冰箱箱体资源化处理方法，包括先将废旧冰箱箱体进行破碎处理，产生混合物料碎颗粒和CFC-11气体，活性炭吸附塔吸附-解吸附-冷凝回收废旧冰箱箱体聚氨酯泡沫中的环境危害物质CFC-11，气流分选收集破碎后废旧冰箱箱体混合颗粒中的聚氨酯泡沫粉末，磁选收集混合颗粒中的磁性物料，涡流分选用来分离混合颗粒中铜，铝和塑料材料。该方法与装置实现了废旧冰箱箱体的成功回收，同时也带来了环境效益，避免了CFC-11在回收过程中产生二次污染。

Description

废旧冰箱箱体资源化处理方法及其处理装置

技术领域

本发明涉及废旧冰箱箱体的回收、再生及资源化，特别是一种废旧冰箱箱体资源化处理方法及其处理装置。

背景技术

进入二十一世纪以来，科学技术不断进步，家用电器的出现使得人们的生活水平日益提高。冰箱是一种使食物或其他物品保持冷态、内有压缩机、制冰机用以结冰的柜或箱已经成为人们日常生活中必不可少的家用电器。然而冰箱有限的服务寿命（15年）以及新型冰箱的出现使得大量的冰箱进入报废期。统计局数字显示，到2009年为止，全国废旧冰箱数量就已经达到600万台。2010年“家电下乡”以及“以旧换新”政策的实施使得中国废旧冰箱的数量急剧增加。如何处置数量如此巨大的废旧冰箱已经成为社会的热点问题。废旧冰箱含有大量的可回收资源，如有色金属、磁性金属、塑料和聚氨酯泡沫等。同时废旧冰箱中也含有大量的臭氧层破坏物质——CFC-11和CFC-12。因此，回收废旧冰箱不能光注重可再生资源，同时也必须关注回收过程中可能造成的环境污染。目前与废旧冰箱回收相关的专利主要有：

专利《废旧冰箱面板拆解装置》（蒋博新，申请号CN200320110583.0）公开了一种废旧冰箱面板拆解装置，它由电机，圆盘锯片及连接电机和锯片的传动装置，切割导向杆组成，能有效地解决了废旧冰箱及家用电器的切割拆解问题。

专利《废旧冰箱拆解回收处理方法》（刘景洋，申请号CN200910307714.6）发明了废旧冰箱拆解回收处理方法，包括采用冷媒回收装置回收压缩机内的制冷剂CFC-12，然后进行废旧冰箱的拆解，实现废旧冰箱的侧板，背板，冰箱门钢板整块回收，并将聚氨酯硬泡分开处理，通过加热处理聚氨酯硬泡，回收聚氨酯硬泡中的CFC-11，降低CFC-11的排放量。

专利《废旧冰箱冰柜箱体钢板回收处理方法》（阎明，申请号CN03150217.2）公开了一种废旧冰箱冰柜箱体回收处理方法，其特征在于首先使用制冷剂回收机抽出废旧冰箱冰柜中的氟利昂或其他制冷剂，再拆除废旧冰箱冰柜中的压缩机，然后利用切割设备沿箱体棱边切割钢板，取下完整板，最后用喷砂等方法清除钢板的油漆或塑料涂层。

专利《废旧冰箱破碎装置》（杨桂兴，申请号201020206032）涉及了一种废旧冰箱的破碎装置，主要通过装置中的专刀和定刀之间的快速旋转切割作用，将废旧冰箱块料进行破碎。

以上专利对废旧冰箱的回收均基于手工拆解的基础之上，工作效率较低，无法满足处理目前出现的大批量废旧冰箱的要求。同时尚未提出对废旧冰箱聚氨酯硬泡中的CFC-11环境友好化处理的技术。国际上有关废旧冰箱回收的技术主要分为两个步骤，一是采用人工拆解的方法回收废旧冰箱附件包括抽屉，托板，压缩机，冷凝器，散热设备，电线等易拆解部件，二是采用焚烧，人工拆解，机械分离等方法对废旧冰箱的箱体进行回收。目前第一步采用人工拆解已经是普遍认可的方案。回收废旧冰箱最迫切需要解决的问题是采用何种方法回收废旧冰箱的箱体。采用焚烧的方法回收废旧冰箱的箱体虽然效率较高，但是会丧失大量的塑料材料，同时金属材料的品位在焚烧的过程中也会降低，不规范的焚烧还有可能产生二噁英和呋喃等致癌物质。如果采用全手工拆解的方法回收废旧冰箱箱体，工作效率较低，同时在切割箱体分离金属和塑料以及聚氨酯泡沫的过程中，隐藏与聚氨酯泡沫中的CFC-11会散发到空气中，给人类的身体健康以及生态环境造成巨大的危害。目前回收废旧冰箱箱体采用最多的方法是机械回收法，主要工艺流程包括废旧冰箱箱体封闭式破碎，冷凝回收CFC-11，磁选回收铁，钢材料，涡流分选回收有色金属（铜，铝等），剩余的塑料和聚氨酯泡沫进行焚烧处理。在这种回收工艺流程中，塑料和聚氨酯泡沫材料在焚烧中丧失，此外冷凝回收CFC-11技术在国内还尚未成熟。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提出了一种废旧冰箱箱体资源化的处理方法及其处理装置，以最大限度的实现废旧冰箱箱体的资源化，同时还具有高工作效率和环境友好的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种废旧冰箱箱体资源化处理方法，该方法包括如下步骤：

①将所述废旧冰箱箱体进行封闭破碎处理，产生混合物料碎颗粒和CFC-11气体；

②将所述的CFC-11气体依次进行活性炭吸附、解吸附和冷凝处理，以回收所述的CFC-11；

③将所述的混合物料碎颗粒进行气流分选，分离聚氨酯泡沫颗粒；

④将剩余的所述混合物料碎颗粒进行磁选，分离磁性颗粒；

⑤将余下的所述混合物料碎颗粒进行涡流分选，分别分离铜颗粒、铝颗粒和塑料颗粒。

所述的混合物料碎颗粒是尺寸小于20mm的混合物料碎颗粒。

实现废旧冰箱箱体资源化处理方法的处理装置，特点在于该处理装置包括封闭式破碎机、气体处理装置、气流分选机、聚氨酯泡沫收集器、磁选机、磁性颗粒收集器、涡流分选机、塑料颗粒收集器、铜颗粒收集器和铝颗粒收集器，上述部件的位置连接关系是：

所述的封闭式破碎机的上部通过气体管道与所述的气体处理装置连接，该气体处理装置由依次连接的吸附风机、活性炭吸附塔、解吸附风机、冷凝器、水箱和CFC-11收集器构成；所述的封闭式破碎机的下部通过第一封闭振动式输送机与所述的磁选机的输入端口连接，所述的第一封闭振动式输送机中部上表面与所述的气流分选机的输入端口连接，该气流分选机的输出端口是所述的聚氨酯泡沫收集器，所述的磁选机的第一出口端接磁性颗粒收集器，该磁选机的第二出口端经第二封闭振动式输送机与所述的涡流分选机的输入端口连接，在所述的涡流分选机的三个输出端口分别设置所述的塑料颗粒收集器、铜颗粒收集器和铝颗粒收集器。

活性炭吸附技术是利用活性碳的吸附能力除去环境中的有毒有害物质的一种技术。活性炭是一种黑色粉状，粒状或丸状的无定形的具有多孔的碳，具有较大的表面积(500～1000米²/克)，有很强的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物等。

气流分选技术是一种基于混合颗粒中质量密度差异较大，通过流动介质从重颗粒中分离轻颗粒的技术。其原理是轻颗粒随着流动介质被运送到收集点，而重颗粒则不随流动介质运动留在原地，从而实现混合颗粒的分离。

磁选技术是一种从混合颗粒中分离磁性金属颗粒的有效方法。磁选的原理是当混合颗粒通过磁选机时，磁性金属颗粒由于磁场吸引力的作用与磁选机的转辊一起运动，而非磁性金属颗粒和非金属颗粒则由于不受磁场力的作用落到与磁性颗粒相反方向的位置。

涡流分选技术是一种从混合颗粒中分离非磁性金属颗粒的有效方法。涡流分选的原理是混合颗粒经过涡流分选机时，非磁性金属颗粒在变频磁场的作用下，颗粒内部会产生变频电流，产生的变频电流在颗粒周围产生一个与外界变频磁场方向相反的变频磁场，两个磁场相互作用产生涡流力，涡流力改变了非磁性金属的运动轨迹，从而实现了与其他颗粒的分离。此外导电性不同的非磁性金属在变频磁场中产生的涡流力的大小也不同，因此，涡流分选也是分离导电性不同的非磁性金属的有效方法。

具体工艺过程如下：

1．废旧冰箱箱体经叉车搬运放置于升降机上，升降机把箱体提升进入封闭式破碎机。破碎机对箱体进行破碎，实现各种组成材料的完全解离。各种材料被破碎成尺寸小于20mm的颗粒。聚氨酯泡沫变成粉末状，同时存在于聚氨酯泡沫中的CFC-11 释放在破碎机腔体内。

2. 活性炭吸附塔的风机通过连接在破碎机上的封闭管道把释放在破碎机腔体内的CFC-11气体运送到活性炭吸附塔内。CFC-11 气体在塔内被活性炭纤维吸附。

3．破碎后的废旧冰箱箱体颗粒经封闭振动式输送机输送进入后续处理工艺。振动式输送机使得颗粒单层且松散地铺在输送带上。气流分选机的风机通过连接在输送机上的管道把混合颗粒中的聚氨酯泡沫抽吸到气流分选机的收集袋内。实现聚氨酯泡沫从混合颗粒中的分离。

4．剩余颗粒经封闭振动式输送机输送进入磁选处理过程。磁性颗粒（铁）经磁选机作用从混合颗粒中分离出来。

5. 经过磁选处理后的混合颗粒经封闭振动式输送机输送进入涡流分选处理工艺。此时的混合颗粒中主要含有铜，铝，塑料三种。经过涡流分选机的作用三种颗粒实现分离。

6. CFC-11 解吸附冷凝回收过程。整个废旧冰箱箱体回收系统经过一段时间的工作后，活性炭吸附塔内的活性炭会达到其吸附饱和状态，因此定期从活性炭吸附塔中解吸附回收CFC-11显得尤为重要。解吸附操作过程为使热水蒸气经活性炭吸附塔上风机的作用进入吸附饱和的吸附塔内，热水蒸汽使得塔内温度上升，高温条件使得被吸附的CFC-11分子气化且运动剧烈。在风机的作用下，剧烈运动的CFC-11气体被抽送到连接于活性炭吸附塔上的冷凝器内，经过冷凝器冷凝作用，CFC-11被液化并进入分离水箱，在水箱内CFC-11被进一步冷凝分离并收集。

与现有技术相比，本发明最大限度的实现废旧冰箱箱体的资源化，同时也具有高工作效率和环境友好的特点。

附图说明

图1为本发明废旧冰箱箱体资源化处理装置的结构示意图。

图2为气体处理装置结构示意图。

图中，1为喂料工人；2为升降机；3为封闭式破碎机；4为活性炭吸附塔；5为冷凝器；6为水箱；7为封闭振动式输送机；8为气流分选机；9为聚氨酯泡沫收集器；10为磁选机；11为磁性颗粒收集器；12封闭振动式输送机；13为涡流分选机；14为塑料颗粒收集器；15为铜颗粒收集器；16为铝颗粒收集器；17为气体管道；18为吸附风机；19为活性炭纤维柱；20为活性炭吸附作用；21 为空气排出口；22为热水蒸气输入口；23为活性炭解吸附作用；24 解吸附风机；25 CFC-11收集器。26水箱；27 CFC-11收集口。

具体实施方式

请先参阅图1，图1为本发明废旧冰箱箱体资源化处理装置的结构示意图，如图所示，本发明废旧冰箱箱体资源化处理装置，包括封闭式破碎机3、气体处理装置、气流分选机8、聚氨酯泡沫收集器9、磁选机10 、磁性颗粒收集器11、涡流分选机13、塑料颗粒收集器14、铜颗粒收集器15和铝颗粒收集器16。

本发明优选剪切式破碎机、水平辊式磁选机和水平辊式涡轮分选机。

所述的封闭式破碎机3的上部通过气体管道17与所述的气体处理装置连接，所述的封闭式破碎机3的下部通过第一封闭振动式输送机7与所述的磁选机10的输入端口连接，所述的第一封闭振动式输送机7中部上表面与所述的气流分选机8的输入端口连接，该气流分选机8的输出端口是所述的聚氨酯泡沫收集器9，所述的磁选机10的第一出口端接磁性颗粒收集器11，该磁选机10的第二出口端经第二封闭振动式输送机12与所述的涡流分选机13的输入端口连接，在所述的涡流分选机13的三个输出端口分别设置所述的塑料颗粒收集器14、铜颗粒收集器15和铝颗粒收集器16。

图2为气体处理装置结构示意图，由图可知，该气体处理装置经所述的气体管道17由依次连接的吸附风机18、活性炭吸附塔4、解吸附风机24、冷凝器5、水箱6和CFC-11收集器25构成。

一种废旧冰箱箱体资源化处理方法，包括如下步骤：

②将所述的CFC-11气体依次进行活性炭吸附、活性炭解吸附和冷凝处理，以回收所述的CFC-11；CFC-11的吸附与解吸附作用分不同时间在活性炭吸附塔4中完成。

④将剩余的所述混合物料碎颗粒进行磁选，分离磁性颗粒；

处理时，废旧冰箱箱体经喂料工人1 用叉车放置于升降机2上。经升降机2的运送，冰箱箱体进入封闭式破碎机3内。经过封闭式破碎机3的破碎，废旧冰箱箱体实现完全解离成尺寸小于20mm 的颗粒，CFC-11气体散发在封闭式破碎机3的腔体内。所述的活性炭吸附塔4上的吸附风机18把散发在封闭式破碎机3腔体内的CFC-11气体抽送入活性炭吸附塔4内。在活性炭吸附塔4内，CFC-11被活性炭纤维吸附。

破碎后的废旧冰箱箱体的混合物料碎颗粒经第一封闭振动式输送机7输送进入后续处理装置。在第一封闭振动式输送机的输送物料过程中，气流分选机8把混合物料颗粒中的聚氨酯泡沫从输送管道中分离出来，并储存在聚氨酯泡沫收集器9内。剩余的混合物料碎颗粒经第一封闭振动式输送机7输送进入磁选机10。经过磁选机10的作用，混合颗粒中的磁性物料被收集到磁性颗粒收集器11中；磁选后的非磁性混合颗粒经第二封闭振动式输送机12进入所述的涡流分选机13内。经过涡流分选机13的分选，非磁性混合颗粒中的塑料、铜和铝分别被收集到塑料颗粒收集器14、铜颗粒收集器15和铝颗粒收集器16内。

活性炭吸附塔4工作时，经吸附风机18的作用，CFC-11气体从破碎机腔体内经气体管道17进入活性炭吸附塔4内。在活性炭吸附塔4内，CFC-11气体与活性炭纤维19接触发生活性炭吸附作用20，最后洁净的空气经空气排出口21排入大气中。

所述的活性炭吸附塔4内的活性吸附塔工作一段时间后会达到其吸附饱和状态，必须通过通入热蒸汽的方法对其进行解吸附处理（脱CFC-11）。CFC-11 经解吸附作用后被吸附塔上的风机送入冷凝器5内，在冷凝器5内CFC-11气体冷凝并液化，最后被送入水箱6内进一步冷凝并回收。

活性炭吸附塔4解吸附时，热水蒸气经输入口22进入活性炭吸附塔内。塔内温度由于水蒸气的流动而提升。高温条件使得被吸附的CFC-11分子气化，产生了解吸附作用23。在解吸附风机24的作用下，活化的CFC-11分子被运送到冷凝器5中。经冷凝器5的作用，CFC-11分子液化被送入水箱6内。在水箱6内，CFC-11分子进一步冷凝并在收集器25处被收集。

Claims

1.一种废旧冰箱箱体资源化处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

②将所述的CFC-11气体依次进行活性炭吸附、活性炭解吸附和冷凝处理，以回收所述的CFC-11；

④将剩余的所述混合物料碎颗粒进行磁选，分离磁性颗粒；

2.根据权利要求1所述的废旧冰箱箱体资源化处理方法，其特征在于所述的混合物料碎颗粒是尺寸小于20mm混合物料碎颗粒。

3.实现权利要求1所述的废旧冰箱箱体资源化处理方法的处理装置，其特征在于该处理装置包括封闭式破碎机（3）、气体处理装置、气流分选机（8）、聚氨酯泡沫收集器（9）、磁选机（10）、磁性颗粒收集器（11）、涡流分选机（13）、塑料颗粒收集器（14）、铜颗粒收集器（15）和铝颗粒收集器（16），上述部件的位置连接关系是：

所述的封闭式破碎机（3）的上部通过气体管道（17）与所述的气体处理装置连接，该气体处理装置由依次连接的吸附风机（18）、活性炭吸附塔（4）、解吸附风机（24）、冷凝器（5）、水箱（6）和CFC-11收集器（25）构成；所述的封闭式破碎机（3）的下部通过第一封闭振动式输送机（7）与所述的磁选机（10）的输入端口连接，所述的第一封闭振动式输送机（7）中部上表面与所述的气流分选机（8）的输入端口连接，该气流分选机（8）的输出端口是所述的聚氨酯泡沫收集器（9），所述的磁选机（10）的第一出口端接磁性颗粒收集器（11），该磁选机（10）的第二出口端经第二封闭振动式输送机（12）与所述的涡流分选机（13）的输入端口连接，在所述的涡流分选机（13）的三个输出端口分别设置所述的塑料颗粒收集器（14）、铜颗粒收集器（15）和铝颗粒收集器（16）。