CN103170213A

CN103170213A - 废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法及设备

Info

Publication number: CN103170213A
Application number: CN2011104347154A
Authority: CN
Inventors: 明果英; 方寅斗; 周斌; 谭三香
Original assignee: Hunan Vary Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Vary Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-06-26

Abstract

一种废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法及设备，对废旧冰箱拆解过程中产生的发泡剂氟里昂即CFC-11，采用通风除尘系统进行收集；收集的废气进入活性碳纤维吸附装置进行浓缩；当达到一定的浓度后，通入蒸汽进行解吸，解吸下来的气态氟里昂及蒸汽混和物，进入一级冷凝器，将其中的水蒸汽冷凝下来，余下的气体，进入二级冷凝器进行再次冷凝，气态氟里昂在二级冷凝器内实现相变，从气态变成液态；冷凝下来的液态氟里昂进入专用的带保冷结构的贮罐保存。本发明环保，高效，无二次污染，自动化程度高，劳动强度低，与电子废弃物处理设备无缝对接，实现在线回收，回收效果好。

Description

废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法及设备

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种废旧冰箱保温层氟里昂即发泡剂CFC-11的浓缩冷凝回收方法及设备。

背景技术

以氟里昂R12作为制冷剂废旧冰箱,其保温层发泡剂是R11,其化学名称为三氯氟甲烷,简称CFC-11，是一种臭氧层消耗物质。在废旧冰箱资源化处置过程中，因其原来结构被破坏，从而释放出来，如不及时收集处理，就会破坏大气层中的臭氧层。

我国自从80年代初开始工业化生产电冰箱，截止2007年7月1日停止生产含氟冰箱为止，我国共生产冰箱 1.92亿台。据初步推算，含氟冰箱约为1.3亿台左右。按每台电冰箱使用CFC-11为800g和CFC-12为150g计算，共产生ODS物质12.35万吨，其中CFC-11为10.4万吨。

当前，我国居民冰箱保有量大于1.3亿台。假设按年报废400万台冰箱，每台冰箱按8kg聚氨酯计，则每年会产生3.2万t聚氨酯物质，其中CFC-11大约为3200吨。

在废旧冰箱的拆解过程中，因要对箱体进行破碎，使保温层发生了粉碎性破坏，掺进聚合物体系中的氟里昂，在处理过程中释放出来。氟里昂是臭氧层消耗物质，散入大气中会破坏臭氧层，严重影响环境。为更好地保护环境，我国已签暑了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，并制定了《消耗臭氧层物质管理条例（征求意见稿）》。条例规定：从事含消耗臭氧层物质的制冷设备、制冷系统、灭火器、灭火系统或者其他设备、设施的维修、报废等经营活动的单位，应当对设备、设施中的消耗臭氧层物质进行回收和处理。

因此，研发废旧冰箱处理过程中产生的发泡剂处理技术与设备，具有紧迫的现实意义和良好的社会意义，特别是对建立资源节约型、环境友好型社会，发展循环经济具有极其重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法及设备，环保，高效，无二次污染，自动化程度高，劳动强度低，与电子废弃物处理设备无缝对接，实现在线回收，回收效果好。

本发明采用的技术方案是：这种废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法为：

1、对废旧冰箱拆解过程中产生的发泡剂氟里昂即CFC-11，采用通风除尘系统进行收集；

2、收集的废气进入活性碳纤维吸附装置进行浓缩；当达到一定的浓度后，通入蒸汽进行解吸，解吸下来的气态氟里昂即CFC-11及蒸汽混和物，进入一级冷凝器，将其中的水蒸汽冷凝下来，余下的气体，进入二级冷凝器进行再次冷凝，气态氟里昂即CFC-11在二级冷凝器内实现相变，从气态变成液态；

3、冷凝下来的液态氟里昂即CFC-11进入专用的带保冷结构的贮罐保存，贮罐的夹套内由制冷装置定时送入冷凝水进行保冷；

4、液态氟里昂即CFC-11在贮罐内达到一定的数量后，用专用的设备抽入液化钢瓶，送往有资质的单位进行无害化处置。

上述方法的具体处理过程为：

含氟里昂即CFC-11的废气由引风机送入旋风除尘器，去除混合气体中的粗颗粒，然后进入布袋除尘器，再一次进行净化；经净化处理后的废气进入第一吸附塔，氟里昂在第一吸附塔内不断吸附浓缩，当达到饱和后，废气进入第二吸附塔；第一吸附塔的进气阀关闭，蒸汽阀打开，饱和蒸汽进入第一吸附塔，在蒸汽压力的作用下，第一吸附塔内的氟里昂即CFC-11气体进入一级冷凝器，在一级冷凝器内混合气体与常温水进行热交换，水蒸汽变成冷凝水被分离出来，氟里昂即CFC-11气体则进入二级冷凝器，再一次与冷水进行热交换，实现相变，从气态变成液态，并流入贮罐。

本发明的废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收设备，包括气态氟里昂预处理及收集装置、气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置、一级冷凝器、二级冷凝器、液态氟里昂贮罐、常温水循环系统、低温水循环系统、饱和蒸汽产生系统和电控系统，气态氟里昂预处理及收集装置通过管道连接气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置，气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置输出的氟里昂气体通过管道连接至一级冷凝器，一级冷凝器输出的氟里昂气体通过管道连接至二级冷凝器，二级冷凝器输出的液态氟里昂通过管道连接至液态氟里昂贮罐；常温水循环系统与一级冷凝器的一个流道连接连通循环，低温水循环系统与二级冷凝器的一个流道连接连通循环，饱和蒸汽产生系统连接气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置的两个吸附塔，电控装置连接上述设备。

上述技术方案中，所述各设备分别为：

1、气态氟里昂即CFC-11预处理及收集装置：

包括风管、旋风除尘器、布袋除尘器、风机等，主要完成对气态发泡剂CFC-11的收集，并对其中粉尘进行处理，为进入下一工艺单元做好准备。

2、气态氟里昂即CFC-11吸附浓缩、解吸装置：包括吸附箱，其上带有活性碳纤维，混合气体输送管道、气动阀门；蒸汽输送管道、阀门；空气排放管道；排污管道；反吹风机，排气管道、机架等。用于吸附、浓缩、解吸含气态氟里昂的混合气体中的氟里昂。

3、一级冷凝器：

该设备为螺旋板冷凝器，其结构及性能如下：

本设备由两张钢板卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。气态氟里昂(CFC-11)与水蒸汽的混合气体，进入一个流道，常温水进入另一个流道，两种介质在螺旋板上实现热交换，水蒸汽被冷凝成水进入水贮罐。

4、二级冷凝器：

该设备为螺旋板冷凝器，其结构及性能同一级冷凝器。气态发泡剂进入其中一个流道，低温水进入另一个流道。两种介质在螺旋板上进行热交换，气态发泡剂被低温水冷凝成液态。

5、液态发泡剂贮罐：

该设备为带夹套的方形箱体结构。低温水通入夹套内，确保设备内温度低于气态发泡剂的沸点，使箱体内的氟里昂始终保持在液体状态。

6、常温水循环系统：

该系统由水泵、进水管道、回水管道、凉水塔、阀门等组成。将常温水送入一级冷凝器内的一个流道，和另一个流道内的混合气体进行热交换，将混合气体中的水蒸汽冷凝成液态的水，实现水蒸汽与气态发泡剂的分离。

7、低温水循环系统：

该系统由制冷机组、低温水输送泵、低温水输送管道、低温水桶等组成。加入系统的常温水由冷水机组制冷成5℃-10℃的低温水。低温水由输送泵送入二级冷凝器中的一个流道，与另一个流道内的气态发泡剂进行热交换，并将气态发泡剂冷凝成液态。

8、饱和蒸汽产生系统：

该系统主要由燃油贮罐、油泵、燃油中间罐、燃烧机、锅炉本体、分汽缸、水处理系统、电控系统组成。主要产生和供应饱和蒸汽，供解吸吸附在活性碳上的气态发泡剂用。

9、电控系统：

该系统由PLC（根据程序运行的智能控制系统）、触摸屏（提供人机介面，达到人与机的最佳人机结合）、电磁阀、变频风机控制系统、交流接触器、中间继电器、配套断路器、热继电器保护系统、开关电源等几部分组成。

主要通过控制蒸汽阀门，进气、排气阀门、风机等，实现废气的净化和氟里昂的冷凝液化回收。

本发明突出的特点和显著效果是：

1、本发明是一个纯物理处理过程，不产生二次污染，具有高效、环保的特点。

2、本装置可实现自动控制，并可实现无人值守，自动化程度高，劳动强度低。

3、本回收技术实现在线回收，与电子废弃物处理设备实现无缝对接，很好地解决了电子废弃物处理过程中产生的氟里昂（CFC-11）的回收问题。

4、本技术工艺简单适用，回收的氟里昂纯度高，具有很好的市场推广前景。

5、本技术系国内首创，填补了该领域的一个技术空白。目前国际上的处理工艺技术一般只适用小风量的工况，该技术不仅可处理小风量，也可以处理大风量，处于领先水平。

附图说明：

图1为本发明结构原理示意图；

图2为监控工艺控制示意图；

图3为各设备联接装配示意图。

附图标注说明：

1-引风机；2—旋风除尘器；3-布袋除尘器；4-第一吸附塔； 5-第二吸附塔；

6-一级冷凝器；7-储罐；8-二级冷凝器； 9-废气进气自控阀门；10-废气排空自控阀门；

11-第一吸附塔进气自控阀门；12-第二吸附塔进气自控阀门；

13-第一吸附塔干燥自控阀门；14-吸附第二塔干燥自控阀门；

15-第一吸附塔蒸汽自控阀门；16-吸附第一塔解吸自控阀门；

17-第二吸附塔蒸汽自控阀门； 18-第二吸附塔解吸自控阀门；

19-第一吸附塔净化空气排放自控阀门； 20-第二吸附塔净化空气排放自控阀门；

21-蒸汽输送管道； 22-含氟里昂废气分配管； 23-第一吸附塔进气管；

24-第二吸附塔进气管；25-缓冲罐； 26-第二吸附塔净化空气排放管；

27-第一吸附塔净化空气排放管； 28-排放烟囱。

具体实施方式：

参照图1，本发明的废旧冰箱保温层氟里昂(CFC-11)浓缩冷凝回收方法及设备，由引风机1、旋风除尘器2、布袋除尘器3、第一吸附塔4、第二吸附塔5、一级冷凝器6、贮罐7、二级冷凝器8及蒸汽发生系统、常温水循环系统、冷水机组等组成。

处理过程：

含氟里昂(CFC-11)的废气由引风机1送入旋风除尘器2，去除混合气体中的粗颗粒，然后进入布袋除尘器，再一次进行净化。经净化处理后的废气进入第一吸附塔，氟里昂在吸附塔内不断吸附浓缩，当达到饱和后，废气进入第二吸附塔。第一吸附塔的进气阀关闭，蒸汽阀打开，饱和蒸汽进入第一吸附塔，在蒸汽压力的作用下，塔内的氟里昂(CFC-11)气体进入一级冷凝器6，在一级冷凝器内混合气体与常温水进行热交换，水蒸汽变成冷凝水被分离出来，氟里昂(CFC-11)气体则进入二级冷凝器8，再一次与冷水进行热交换，实现相变，从气态变成液态，并流入贮罐7。

本装置的主要设备联接方式及工作原理：

如图2所示：

含氟里昂(CFC-11)的废气在引风机1的牵引下，经收集管道进入旋风除尘器2，去除其中的粗颗粒物，然后进入布袋除尘器3，进一步去掉其中细颗粒物。净化后的废气经过自控阀门9进入废气分配管（如遇紧急情况可经自控阀门10进入事故通道），在自控程序的指引下，自控阀门11打开，废气进入第一吸附塔进行吸附，净化空气排放自控阀门19打开，净化后的气体由此排出，氟里昂CFC-11在第一吸附塔床上着床，直至第一吸附塔吸附饱和。自控阀门11、自控阀门19关闭，自控阀门12、自控阀门20打开，废气进入第二吸附塔吸附；自控阀门15打开，蒸汽进入第一吸附塔，第一吸附塔进入解吸，自控阀门16打开，解吸出来的废气进入一级冷凝器6，将其中的蒸汽冷凝下来，剩余的气体进入缓冲罐25进行分水，余气进入二级冷凝器8进行深冷，将气态的氟里昂变成液态进入贮罐7收存。第一吸附塔解吸完毕后，自控阀门15、自控阀门16关闭，自控阀门13、自控阀门19打开，第一吸附塔进入反吹，直至第一吸附塔干燥后，自控阀门13、自控阀门19关闭，第一吸附塔进入等待状态。第二吸附塔吸附饱和后，自控阀门12、20关闭。自控阀门11、19打开，废气进入第一吸附塔吸附，开始下一循环。同时，自控阀门17、18打开，蒸汽进入第二吸附塔解吸，解吸下来的气体进入一级冷凝器6冷凝，将其中的水蒸汽冷凝下来，剩余气体进入缓冲罐分水，余气则进入二级冷凝器8进行深冷，将其中的气态氟里昂CFC-11)变成液态，液态氟(CFC-11)里昂进入贮罐7贮存。第二吸附塔解吸完毕后，自控阀门16、18关闭，自控阀门14、20打开，对第二吸附塔进行反吹，直至第二吸附塔干燥，自控阀门14、20关闭，等待进入下一循环。这样废气在第一吸附、第二吸附两塔之间有序循环，对其中的氟里昂(CFC-11)进行不断的吸附、解吸、冷凝收存，从而达到在线净化废气，并回收氟里昂的目的。

Claims

1.一种废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法，其特征在于：

1）、对废旧冰箱拆解过程中产生的发泡剂氟里昂即CFC-11，采用通风除尘系统进行收集；

2）、收集的废气进入活性碳纤维吸附装置进行浓缩；当达到一定的浓度后，通入蒸汽进行解吸，解吸下来的气态氟里昂即CFC-11及蒸汽混和物，进入一级冷凝器，将其中的水蒸汽冷凝下来，余下的气体，进入二级冷凝器进行再次冷凝，气态氟里昂即CFC-11在二级冷凝器内实现相变，从气态变成液态；

3）、冷凝下来的液态氟里昂即CFC-11进入专用的带保冷结构的贮罐保存，贮罐的夹套内由制冷装置定时送入冷凝水进行保冷；

4）、液态氟里昂即CFC-11在贮罐内达到一定的数量后，用专用的设备抽入液化钢瓶，送往有资质的单位进行无害化处置。

2.根据权利要求1所述的废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收方法，其特征在于：上述方法的具体处理过程为：含氟里昂即CFC-11的废气由引风机送入旋风除尘器，去除混合气体中的粗颗粒，然后进入布袋除尘器，再一次进行净化；经净化处理后的废气进入第一吸附塔，氟里昂在第一吸附塔内不断吸附浓缩，当达到饱和后，废气进入第二吸附塔；第一吸附塔的进气阀关闭，蒸汽阀打开，饱和蒸汽进入第一吸附塔，在蒸汽压力的作用下，第一吸附塔内的氟里昂气体进入一级冷凝器，在一级冷凝器内混合气体与常温水进行热交换，水蒸汽变成冷凝水被分离出来，氟里昂气体则进入二级冷凝器，再一次与冷水进行热交换，实现相变，从气态变成液态，并流入贮罐。

3. 一种废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收设备，其特征在于：包括气态氟里昂预处理及收集装置、气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置、一级冷凝器、二级冷凝器、液态氟里昂贮罐、常温水循环系统、低温水循环系统、饱和蒸汽产生系统和电控系统，气态氟里昂预处理及收集装置通过管道连接气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置，气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置输出的氟里昂气体通过管道连接至一级冷凝器，一级冷凝器输出的氟里昂气体通过管道连接至二级冷凝器，二级冷凝器输出的液态氟里昂通过管道连接至液态氟里昂贮罐；常温水循环系统与一级冷凝器的一个流道连接连通循环，低温水循环系统与二级冷凝器的一个流道连接连通循环，饱和蒸汽产生系统连接气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置的两个吸附塔，电控装置连接上述设备。

4. 根据权利要求3所述的废旧冰箱保温层氟里昂浓缩冷凝回收设备，其特征在于：所述各设备分别为：气态氟里昂预处理及收集装置包括：风管、旋风除尘器、布袋除尘器、风机；气态氟里昂吸附浓缩和解吸装置包括：其上带有活性碳纤维的吸附箱；混合气体输送管道及气动阀门；蒸汽输送管道及阀门；空气排放管道；排污管道；反吹风机，排气管道、机架；一级冷凝器为螺旋板冷凝器，其结构由两张钢板卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，壳体上的接管采用切向结构；二级冷凝器：该设备为螺旋板冷凝器，其结构及性能同一级冷凝器；液态发泡剂贮罐：该设备为带夹套的方形箱体结构；常温水循环系统：该系统由水泵、进水管道、回水管道、凉水塔、阀门组成；低温水循环系统：该系统由制冷机组、低温水输送泵、低温水输送管道、低温水桶组成；饱和蒸汽产生系统：该系统由燃油贮罐、油泵、燃油中间罐、燃烧机、锅炉本体、分汽缸、水处理系统、电控系统组成；电控系统：该系统由PLC智能控制系统、触摸屏、电磁阀、变频风机控制系统、交流接触器、中间继电器、配套断路器、热继电器保护系统、开关电源组成。