專利名稱：回收熒光燈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收熒光燈的方法以及用于執(zhí)行該方法的回收設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠降低能量消耗并且不妨害生態(tài)環(huán)境的回收熒光燈的方法和用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
向汞蒸汽施加預(yù)定電壓時，可以使熒光燈發(fā)光。
使用汞蒸汽的熒光燈的能量消耗以及該熒光燈的發(fā)熱量都比較小，以致于諸如液晶顯示(LCD)裝置等平面顯示裝置均使用熒光燈。熒光燈的例子是照明用燈、冷陰極熒光燈(CCFL)、內(nèi)電極熒光燈(IEFL)、外電極熒光燈(EEFL)、外內(nèi)電極熒光燈(EIFL)、平板熒光燈(FFL)等。
該CCFL包括熒光管、汞蒸汽以及金屬電極。當(dāng)有高電壓施加到金屬電極時，汞蒸汽會發(fā)生輝光放電。由輝光放電的汞蒸汽所產(chǎn)生的紫外線穿過熒光管上的熒光材料，從而發(fā)出可見光。
汞(Hg)的原子量為200.59，密度為13.5585。汞的熔點為-38.87℃，沸點為356.58℃。汞的密度為13.6g/cm3。在室溫下，在大約1m3的空氣中可以包含大約25mg的汞蒸汽。
汞是有毒的污染物。如果人體暴露在含汞大約0.1mg/m3的空氣中幾年的時間，則神經(jīng)系統(tǒng)、肝、腎等可能會受到傷害。在日本的Minamata和Nikata曾發(fā)現(xiàn)水俁(Minamata)病，并且有333名水俁病患者死亡。在伊朗，有459名食用含有有機(jī)汞的小麥的病人死亡。在韓國，環(huán)境政策框架法案、工業(yè)安全及健康法案等限制了汞的使用。世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定，飲用水的含汞量不多于0.001mg/l。此外，日本、澳大利亞、歐洲等規(guī)定，含汞裝置的制造商應(yīng)從含汞裝置中回收汞。
可以通過分餾的方法收集汞。
在通過分餾收集汞的過程中，汞被加熱到高于沸點的溫度，由此消耗大量能量并且收集到的汞可能含有雜質(zhì)。
此外，可能會增加利用分餾方法的回收設(shè)備的故障，并且由于高溫的需要也會增加回收設(shè)備的尺寸。
此外，如果含汞蒸汽的氣流為湍流，則利用回收設(shè)備回收汞的效率會下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種不妨害生態(tài)環(huán)境的回收熒光燈的方法，該方法能夠減少能量消耗。
本發(fā)明還提供一種用于執(zhí)行該方法的回收設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的回收熒光燈的方法如下所述。熒光燈的碎片在大約100℃到330℃的溫度下被加熱，以形成含有汞蒸汽的氣體。該含有汞蒸汽的氣體在大約-38℃到大約0℃溫度下被冷卻，以形成液態(tài)汞。收集該液態(tài)汞。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的回收熒光燈的方法如下所述。使用兩個彼此轉(zhuǎn)向相反的輥子破碎熒光燈。在輥子的下方收集熒光燈的碎片。在大約100℃至300℃的溫度下加熱收集到的熒光燈碎片，以產(chǎn)生含汞蒸汽的氣體。將該含汞蒸汽的氣體輸送到冷凝部分，該冷凝部分為螺旋形并且其螺旋軸線大致與重力方向平行。在大約-20℃到0℃的溫度下冷卻冷凝部分中的氣體，以液化汞蒸汽。收集該液態(tài)汞。過濾器過濾除去液態(tài)汞之后剩余的氣體。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的回收熒光燈的方法如下所述。使用兩個彼此轉(zhuǎn)向相反的輥子破碎熒光燈。在輥子的下方收集熒光燈的碎片。在大約100℃至300℃溫度下加熱收集到的熒光燈碎片，以產(chǎn)生含汞蒸汽的氣體。將含有汞蒸汽的氣體輸送到換熱器，以便預(yù)冷卻該被輸送的氣體。將被預(yù)冷卻的氣體輸送到冷凝部分，其中該冷凝部分為螺旋形并且其螺旋軸線大致與重力方向平行。在大約-20℃到0℃的溫度下，將冷凝部分中的氣體冷卻，以液化汞蒸汽。收集該液態(tài)汞。將去除汞蒸汽之后的剩余氣體輸送到換熱器。用過濾器過濾經(jīng)過換熱器的剩余氣體。
根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的回收設(shè)備包括第一收集容器、加熱器、管狀單元、冷卻器、第二收集容器以及泵。
該第一收集容器收集熒光燈的碎片。加熱器臨近該第一收集容器，以便加熱該第一收集容器以形成含汞蒸汽的氣體。所述管狀單元包括連接到第一收集容器的連接部分以及與連接部分相連的螺旋形的冷凝部分，其中所述螺旋形冷凝部分的螺旋軸線與重力方向平行，所述管狀單元引導(dǎo)含汞蒸汽的氣體。所述冷卻器圍繞冷凝部分，以便冷卻冷凝器部分中的氣體，進(jìn)而液化汞蒸汽。所述第二收集容器位于冷凝部分的下方，用以收集液態(tài)汞。泵與冷凝部分相連，用以抽吸氣體。
因此，熒光燈的碎片在不高于其沸點的溫度下被加熱，由此使得能量消耗和回收設(shè)備的尺寸都有所減小，并且該回收設(shè)備出故障的可能性也有所降低。此外，所述泵包括過濾器，從而使得通過過濾器的剩余氣體基本上不含有汞。
此外，該回收設(shè)備包括冷凝部分以及換熱器，從而氣流為層流，由此降低了能量消耗。


結(jié)合附圖并參照下述詳細(xì)說明將會更容易看出本發(fā)明的上述以及其他的優(yōu)點。所附圖中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明典型實施例的回收設(shè)備示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的示意圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的示意圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的示意圖；
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的示意圖；以及圖10是表示汞的飽和蒸汽壓和溫度之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明典型實施例的回收設(shè)備的示意圖。
參照圖1，該回收設(shè)備包括破碎機(jī)160，第一收集容器100a，蓋子102a，加熱器110，管狀單元120a，冷卻器130a，第二收集容器140a以及泵150。
該破碎機(jī)160包括多個輥子162和鼓風(fēng)機(jī)164。該破碎機(jī)160可以具有兩個輥子162。所述輥子彼此轉(zhuǎn)向相反，從而輥子162軋碎從破碎機(jī)160上部供應(yīng)的熒光燈。熒光燈的碎片被收集在第一收集容器100a內(nèi)。如果輥子162的外表面之間的距離大于大約5cm，則熒光燈的每個碎片的尺寸比較大，以致于在熒光燈碎片上的汞可能難于蒸發(fā)。輥子162的外表面之間的距離可以不大于5cm?；蛘?，可以根據(jù)每個熒光燈的尺寸來調(diào)整輥子162外表面之間的距離。
該鼓風(fēng)機(jī)164被設(shè)置在輥子162的上方，用于引導(dǎo)輥子162附近的空氣吹向第一收集容器100a。該鼓風(fēng)機(jī)164將由熒光燈碎片放出的氣體和熒光燈碎片的顆粒導(dǎo)向第一收集容器100a。
所述第一收集容器100a被設(shè)置在破碎機(jī)160的下方。該第一收集容器100a包括上開口和側(cè)開口。所述上開口對應(yīng)于第一收集容器100a的上表面，側(cè)開口設(shè)置在第一收集容器100a的側(cè)壁上。第一收集容器100a的上部為圓柱形。例如，第一收集容器100a的直徑和高度均大約為1米。第一收集容器100a的上表面為圓錐形，從而收集從破碎機(jī)160掉落下來的熒光燈碎片。如果第一收集容器100a的直徑和高度大約為1米，則第一收集容器100a能夠接收大約200個熒光燈的碎片，重量大約為4kg。也可改變第一收集容器100a的尺寸和形狀。
第一收集容器100a包括陶瓷、鐵、不銹鋼等，從而第一收集容器100a的內(nèi)表面不與從熒光燈碎片上蒸發(fā)出的熒光材料、汞、玻璃等發(fā)生反應(yīng)。
所述蓋子102a設(shè)置在第一收集容器100a上，用于打開和關(guān)閉與第一收集容器100a的上部相對應(yīng)的上開口。蓋子102a在軋碎熒光燈的過程中被打開，而在加熱熒光燈碎片期間關(guān)閉，用以防止含汞氣體回流。蓋子102a可以包括引導(dǎo)空氣從外部進(jìn)入第一收集容器100a的閥。
加熱器110鄰近第一收集容器100a，用于加熱第一收集容器100a和設(shè)置在第一收集容器100a內(nèi)的熒光燈碎片。加熱器110可以是電加熱器。該加熱器110圍繞第一收集容器100a，從而在不低于汞的沸點356.66℃的溫度下加熱第一收集容器100a。如果在高于沸點的溫度下加熱第一收集容器100a，則第一收集容器100a的使用壽命會縮短，并且蒸發(fā)的氣體可能包括諸如熒光材料等雜質(zhì)。加熱器110可以在大約100℃到大約300℃的溫度下加熱第一收集容器100a。或者，加熱器110可以使用電磁輻射直接加熱熒光燈碎片。
所述管狀單元120a包括連接部分122a和冷凝部分124a。該管狀單元120a將在第一收集容器100a中產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入第二收集容器140a和泵150。
所述連接部分122a與第一收集容器100a的側(cè)壁相連。該連接部分122a對應(yīng)于側(cè)開口。該冷凝部分124a與連接部分122a相連且為螺旋形，其螺旋軸線大致與重力方向平行，從而液態(tài)汞向下流動。所述連接部分122a的直徑不小于冷凝部分124a的直徑。兩個螺旋管可以是平行連接，以便形成U形的冷凝部分124a。連接部分122a和冷凝部分124a的表面可以具有凹陷和突起，從而增加導(dǎo)熱性。冷凝部分124a的直徑可以不大于大約1mm，并且冷凝部分124a的長度可以不大于大約50cm。
所述冷卻器130a圍繞冷凝部分130a，從而冷卻冷凝部分124a以及冷凝部分124a內(nèi)的氣體。如果在冷凝部分124a內(nèi)的氣體被冷卻，汞的飽和蒸汽壓降低，從而在冷凝部分124a內(nèi)的汞蒸汽被液化。該冷卻器130a在汞的熔點溫度大約-38.86℃到大約0℃的溫度下冷卻冷凝部分124a。如果該冷凝部分124a在低于大約-38.86℃的溫度下被冷卻，則凝固的汞會附著在冷凝部分124a的內(nèi)表面上，從而防止氣體流動以及液態(tài)汞的積聚。冷卻器130a可以在大約-20℃到大約0℃的溫度下冷卻該冷凝部分124a。借助與第一收集容器100a的溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓和與冷卻器130a的溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓之間的差值來收集液態(tài)汞。
第二收集容器140a設(shè)置在冷卻器123a的下方，以便收集液態(tài)汞。所述液態(tài)汞在重力的作用下從冷凝部分124a向下流動進(jìn)入第二收集容器140a。
可以在冷凝部分124a內(nèi)與第二收集容器140a相應(yīng)的位置設(shè)置金屬濾網(wǎng)128a，以便易于收集液態(tài)汞。
泵150與冷凝部分124a相連，以便抽吸已經(jīng)從其中除去液態(tài)汞的氣體。泵150的比容量可以不大于大約100l/min，從而氣流為層流。或者，泵150的比容量也可以為大約20l/min?；蛘撸?50可以包括旋轉(zhuǎn)式泵。
泵150包括過濾來自管狀單元120a的氣體的過濾器152?；钚蕴炕蛎扌具^濾器等可以用作過濾器152。
如果泵150正在運行，則來自外界的氣體通過蓋子102a和對應(yīng)上部的上開口之間的間隙進(jìn)入第一收集容器100a，順序通過第一收集容器100a、管狀單元120a和泵150。泵150以大約20l/min的低流速抽吸，從而空氣在第一收集容器100a內(nèi)被充分地加熱。氣體由具有過濾器152的泵150排出。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖。
參照圖2，在步驟S100中，熒光燈的碎片在大約100℃到300℃的溫度下被加熱，以便產(chǎn)生含汞蒸汽的氣體。熒光燈碎片的加熱溫度不高于汞的沸點。
在步驟S102中，含有汞蒸汽的氣體從熒光燈碎片開始被輸送一段距離?？梢酝ㄟ^金屬管來輸送該氣體。
在步驟S104中，被輸送氣體在到大約-38℃到大約0℃的溫度下被冷卻，以形成液態(tài)汞。該被輸送氣體的冷卻溫度不低于汞的熔點。
在步驟S106中，液態(tài)汞被收集。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖。
參照圖1和圖3，在步驟S200中，輥子162彼此轉(zhuǎn)向相反，以便軋碎從破碎機(jī)160上部供入的熒光燈。蓋子102a在熒光燈的破碎過程中是打開的。在熒光燈和輥子162的外表面之間的摩擦力形成壓應(yīng)力，用以破碎在輥子162之間的熒光燈。在熒光燈的軋碎過程中，鼓風(fēng)機(jī)164將由熒光燈碎片發(fā)出的氣體以及熒光燈碎片的顆粒導(dǎo)向第一收集容器100a。
在步驟S202中，在輥子162下方的第一收集容器100a收集熒光燈的碎片。
蓋子102a被關(guān)閉，以防止含汞氣體回流。可以從外界經(jīng)過蓋子102a和對應(yīng)于第一收集容器100a上部的上開口之間的間隙向第一收集容器100a供應(yīng)空氣。
在步驟S204中，收集到的熒光燈碎片在大約100℃到大約300℃的溫度下被加熱，以形成含有汞蒸汽的氣體。熒光燈的碎片在不高于汞的沸點的溫度下被加熱。若熒光燈的碎片在高于汞的沸點的溫度下被加熱，第一收集容器100a的內(nèi)表面可能會與第一收集容器100a內(nèi)的氣體發(fā)生反應(yīng)，從而第一收集容器100a的內(nèi)表面可能會受到污染，而且熒光燈碎片上的雜質(zhì)可能會隨著汞一起蒸發(fā)。氣體為外部供應(yīng)的空氣和汞蒸汽的混合物。
在第一收集容器100a在大約100℃到大約300℃的溫度下被加熱的同時，泵150運行，使得含有汞蒸汽的氣體被導(dǎo)入連接部分122a。外部提供的空氣維持第一收集容器100a的壓力。泵可以運行大約一小時的時間，以使得第一收集容器100a內(nèi)的所有汞被除去。
在步驟S206中，連接部分122a內(nèi)的氣體被導(dǎo)向冷凝部分124a。為了增加冷凝部分124a的表面積，冷凝部分124a的直徑小于連接部分122a的直徑，并且冷凝部分124a具有螺旋形狀，其螺旋軸線大致平行于重力方向。
在步驟S208中，冷凝部分124a中的氣體在大約-20℃到約0℃的溫度下被冷卻，以液化汞蒸汽。液態(tài)汞向下流動，從而被收集在位于冷凝部分124a的下方的第二收集容器140a內(nèi)。在冷凝部分124a內(nèi)對應(yīng)第二收集容器140a設(shè)有金屬濾網(wǎng)128，用以引導(dǎo)液態(tài)汞進(jìn)入第二收集容器140a。
在步驟S210中，第二收集容器140a收集液態(tài)汞。
泵150的過濾器152過濾除去液態(tài)汞之后的剩余氣體。
根據(jù)本發(fā)明，熒光燈的碎片在不高于汞的沸點的溫度下被加熱，并且該回收設(shè)備包括冷凝部分124a，以降低能量消耗。此外，泵150包括過濾器152，從而使得通過過濾器的剩余氣體基本上不含汞。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明典型實施例的回收設(shè)備的剖視圖。
除了第二收集容器之外，圖4中的回收設(shè)備與圖1中的相似。因此，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖1相同或類似的零部件，并且省略任何進(jìn)一步的說明。
參照圖4，所述回收設(shè)備包括破碎機(jī)160，第一收集容器100a，蓋子102a，加熱器110，管狀單元120b，冷卻器130b，兩個第二收集容器140b，以及泵150。
管狀單元120b包括連接部分122b和冷凝部分124b，從而引導(dǎo)第一收集容器100a中所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入第二收集容器140b和泵150。
連接部分122b與第一收集容器100a的側(cè)壁相連，并且該連接部分122b對應(yīng)第一收集容器100a的側(cè)開口。冷凝部分124b與連接部分122b相連并且為螺旋形，其螺旋軸線大致平行于重力方向，從而液態(tài)汞向下流動。四個螺旋管平行地相連接，形成W形的冷凝部分124b。冷凝部分124b的直徑可以不大于大約1mm，并且冷凝部分124b的長度可以不大于大約1m。
冷卻器130b圍繞冷凝部分124b，從而冷卻冷凝部分124b及其內(nèi)的氣體。
第二收集容器140b設(shè)置在冷卻器124b的下方，用以收集液態(tài)汞。液態(tài)汞在重力作用下從冷凝部分124b向下流動進(jìn)入第二收集容器140b。
在冷凝部分124b內(nèi)對應(yīng)第二收集容器140b可以設(shè)置兩個金屬濾網(wǎng)128b，以便容易地收集液態(tài)汞。
因此，冷凝部分124b的長度有所增加，而且該回收設(shè)備包括兩個第二收集容器140b，從而通過該回收設(shè)備改善了回收汞的回收率。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的剖視圖。
除了換熱部分之外，圖5的回收設(shè)備與圖1的相同。因此，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖1所示相同或類似的零部件，并且省略任何進(jìn)一步的說明。
參照圖5，該回收設(shè)備包括破碎機(jī)160，第一收集容器100a，蓋子102a，加熱器110，管狀單元120c，冷卻器130c，第二收集容器140c，以及泵150。
管狀單元120c包括連接部分122c，冷凝部分124c和換熱部分126c，用來引導(dǎo)第一收集容器100a中所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入第二收集容器140c和泵150。
連接部分122c與第一收集容器100a的側(cè)壁相連，用以引導(dǎo)第一收集容器100a內(nèi)的氣體進(jìn)入冷凝部分124c。
冷凝部分124c與連接部分122c相連并且為螺旋形，其螺旋軸線大致平行于重力方向，由此使得液態(tài)汞在重力作用下向下流動。
換熱部分126c設(shè)置在冷凝部分124c和泵150之間，并且設(shè)置在連接部分122c附近，以此預(yù)冷卻連接部分122c內(nèi)的氣體。
連接部分122c和換熱部分126c形成換熱器170。
冷卻器130c圍繞冷凝部分124c，以冷卻冷凝部分124c及其內(nèi)的氣體。當(dāng)冷凝部分124c內(nèi)的氣體被冷卻時，汞的飽和蒸汽壓被降低，使得冷凝部分124c內(nèi)的汞蒸汽被液化。
第二收集容器140c設(shè)置在冷卻器124c的下方，用以收集液態(tài)汞。
在冷凝部分124c內(nèi)對應(yīng)第二收集容器140c可以設(shè)置金屬濾網(wǎng)128c，以便容易地收集液態(tài)汞。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖.
參照圖6，在步驟S300中，熒光燈碎片在大約100℃到大約330℃的溫度下被加熱，以產(chǎn)生含有汞蒸汽的氣體。用于加熱熒光燈碎片的溫度不高于汞的沸點。
在步驟S302中，含有汞蒸汽的氣體從熒光燈碎片開始被輸送一段預(yù)定距離，并且利用冷卻氣體來預(yù)冷卻含有汞蒸汽的氣體。
在步驟S304中，被預(yù)冷卻的氣體在到大約-38℃到大約0℃的溫度下被冷卻，以形成液態(tài)汞。
在步驟S306中，該液態(tài)汞被收集。
除去液態(tài)汞之后的剩余氣體被輸送鄰近含汞蒸汽的氣體，從而預(yù)冷卻含有汞蒸汽的氣體。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收熒光燈的方法的流程圖。
參照圖7，在步驟S400中，輥子162彼此轉(zhuǎn)向相反，以便軋碎從破碎機(jī)160的上部供入的熒光燈。
在步驟S402中，在輥子162下方的第一收集容器102a借助重力收集熒光燈的碎片。
在步驟S404中，收集到的熒光燈碎片在大約100℃到大約300℃的溫度下被加熱，以形成含有汞蒸汽的氣體。
在步驟S406中，運行泵150，從而將含有汞蒸汽的氣體導(dǎo)入換熱器170的連接部分122c并預(yù)冷，同時該第一收集容器100a在大約100℃到大約300℃的溫度下被加熱。
在步驟S408中，連接部分122c中的氣體被導(dǎo)入冷凝部分124c，并且在大約-20℃到大約0℃的溫度下被冷卻，從而液化汞蒸汽。
在步驟S410中，第二收集容器140c收集液態(tài)汞。
在步驟S412中，除去液態(tài)汞之后的剩余氣體被輸送到換熱部分126c。
泵150中的過濾器152過濾來自換熱部分126c的剩余氣體。
因此，所述回收設(shè)備包括換熱器170，從而降低了該回收設(shè)備的能量消耗。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的剖示圖。
除了入口和蓋子之外，圖8的回收設(shè)備與圖1的相同。因此，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖1所示相同或類似的零部件，并且省略任何進(jìn)一步的說明。
參照圖8，該回收設(shè)備包括破碎機(jī)160，第一收集容器100b，蓋子102b，加熱器110，管狀單元120a，冷卻器130a，第二收集容器140a，以及泵150。
所述第一收集容器100b設(shè)置在破碎機(jī)160的下方，并且該第一收集容器100b為圓柱形。第一收集容器100b包括上開口、第一開口和第二開口。上開口對應(yīng)于第一收集容器100b的上部。第一和第二開口對應(yīng)于第一收集容器100b的側(cè)壁。第一開口與第二開口相對。
連接部分122a與第一收集容器100b的側(cè)壁相連，并且連接部分122a對應(yīng)第一開口。入口設(shè)置在與收集部分122a相對的側(cè)壁部分上，并且該入口對應(yīng)第二開口。入口104可以包括閥104a。該閥104a控制由外部向第一收集容器100b供入的空氣量。
由外部供入的空氣維持第一收集容器100b內(nèi)的壓力。
蓋子102b設(shè)置在第一收集容器100b上，以便打開和關(guān)閉對應(yīng)于第一收集容器100b上部的上開口。蓋子102b在軋碎熒光燈的期間是打開的，并且在加熱熒光燈碎片時關(guān)閉，用以防止含汞氣體回流。蓋子102b關(guān)閉，密封對應(yīng)于第一收集容器100b上部的上開口。
泵150與冷凝部分124a相連，用以抽吸除去液態(tài)汞之后的氣體。
當(dāng)泵150運行時，空氣由外部通過入口104進(jìn)入第一收集容器100b，從而連續(xù)地經(jīng)過第一收集容器100b、管狀單元120a以及泵150。連接部分122a和入口104之間的距離比連接部分122a和對應(yīng)于第一收集容器100b上部的上開口之間的距離長，從而使得空氣在第一收集容器100b內(nèi)停留的時間增長。
除去液態(tài)汞之后的剩余氣體經(jīng)過過濾器152排出。
因此，由外部供入的空氣在第一收集容器100b內(nèi)被充分地加熱，從而增加該回收設(shè)備的產(chǎn)出率。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明另一典型實施例的回收設(shè)備的剖視圖。
除了第三收集容器之外，圖9中的回收設(shè)備與圖1中的相同。因此，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖1相同或類似的零部件，并且省略任何進(jìn)一步的說明。
參照圖9，該回收設(shè)備包括破碎機(jī)160，第一收集容器100c，蓋子102a，加熱器110，管狀單元120a，冷卻器130a，第二收集容器140a，第三收集容器142，以及泵150。
所述第一收集容器100c被設(shè)置在破碎機(jī)160的下方。該第一收集容器100c包括上開口、底開口和側(cè)開口。所述上開口對應(yīng)于第一收集容器100c的上表面，底開口對應(yīng)于第一收集容器100c的底表面。側(cè)開口形成在第一收集容器100c的側(cè)壁上。第一收集容器100c為圓柱形。對應(yīng)于上表面的上開口的尺寸大于對應(yīng)于底表面的底開口的尺寸。第一收集容器100c的上表面為圓錐形，以便收集從破碎機(jī)160掉下來的熒光燈碎片。第一收集容器100c的底表面為圓錐形，以便將液態(tài)汞收集在第一收集容器100c內(nèi)。
第三收集容器142位于第一收集容器100c的下方，并且第三收集容器142通過通孔與第一收集容器100c相連。在第一收集容器100c和第三收集容器142之間設(shè)置有過濾器144，用于防止熒光燈的碎片掉入第三收集容器142。
當(dāng)加熱器110加熱第一收集容器100c時，在熒光燈碎片上的部分汞被蒸發(fā)，從而汞蒸汽被導(dǎo)入管狀單元120a，而熒光燈碎片上的另一部分汞被液化，從而液態(tài)汞被導(dǎo)入第三收集容器142。
因此，回收設(shè)備包括第三收集容器142，從而使得第一收集容器100c內(nèi)的液態(tài)汞被收集進(jìn)入第三收集容器142。
用于回收汞的性能試驗生產(chǎn)出如圖1所示的回收設(shè)備。
此時，第一收集容器100a為圓柱形。第一收集容器100a的直徑和高度為一米。破碎機(jī)160軋碎200個CCFL。每個CCFL的長度為30厘米。破碎機(jī)160的輥子162的外表面之間的距離為5毫米。第一收集容器100a接受4kg的CCFL碎片。CCFL的碎片包括金屬電極。
位于第一收集容器100a上的蓋子102a關(guān)閉，并且加熱器110在200℃的溫度下加熱第一收集容器100a，從而形成含有汞蒸汽的氣體。冷卻器130a將在冷凝部分124a內(nèi)的汞蒸汽冷卻到-10℃。當(dāng)?shù)谝皇占萜?00a被加熱，并且汞蒸汽被冷卻到上述溫度時，比容量為20l/min的泵150工作1小時。
在第二收集容器140a內(nèi)收集到436mg的汞。一個CCFL具有2.5mg的汞，因此200個CCFL具有500mg的汞。因此，回收設(shè)備的回收率為87％。
制造如圖1所示的另一個回收設(shè)備，其中第一收集容器的尺寸有所不同。
在此，第一收集容器為圓柱形，第一收集容器的高度和直徑為2.5m。破碎機(jī)破碎3000個CCFL。每個CCFL的長度為30cm。破碎機(jī)的輥子的外表面之間的距離為5mm。第一收集容器接受60kg的CCFL碎片。CCFL的碎片包括金屬電極。
位于第一收集容器上的蓋子關(guān)閉，并且加熱器在250℃的溫度下加熱第一收集容器，用以形成含有汞蒸汽的氣體。冷卻器將在冷凝部分內(nèi)的汞蒸汽冷卻到-10℃。當(dāng)?shù)谝皇占萜鞅患訜?，并且汞蒸汽被冷卻到上述溫度時，比容量為20l/min的泵工作2個小時。
在第二收集容器內(nèi)收集到6.7g汞。一個CCFL具有2.5mg的汞，因此3000個CCFL具有7.5g的汞。因此，該回收設(shè)備的回收率為89％。
制造如圖1所示的又一個回收設(shè)備，其中改變第一收集容器的尺寸。
在此，第一收集容器為圓柱形。第一收集容器的高度和直徑為4m。破碎機(jī)破碎12000個CCFL。每個CCFL的長度為30cm。破碎機(jī)的輥子的外表面之間的距離為5mm。第一收集容器接受240kg的CCFL碎片。CCFL的碎片包括金屬電極。
位于第一收集容器上的蓋子關(guān)閉，并且加熱器在300℃的溫度下加熱第一收集容器，用以形成含有汞蒸汽的氣體。冷卻器將在冷凝部分內(nèi)的汞蒸汽冷卻到-10℃。當(dāng)?shù)谝皇占萜鞅患訜?，并且汞蒸汽被冷卻到上述溫度時，比容量為20l/min的泵工作3個小時。
在第二收集容器內(nèi)收集到27.1g汞。一個CCFL具有2.5mg的汞，因此12000個CCFL具有30g汞。因此，該回收設(shè)備的回收率為90％。
盡管并不想被理論束縛，但是下面仍要介紹一下關(guān)于在不高于汞的沸點的溫度下加熱熒光燈碎片能夠收集到汞的可能的原因。
在封閉容器內(nèi)的氣化過程會進(jìn)行，直到返回液體的分子數(shù)與離開液體的分子數(shù)大致相等，由此在液體和蒸汽之間形成平衡。在這一點上，以“飽和”來表示這種狀況。飽和蒸汽的壓力被稱為飽和蒸汽壓。
由于分子的動能與溫度成比例，因此脫離液體的分子數(shù)會增加。蒸汽壓力等于大氣壓力的溫度被稱為“沸點”。
室溫下，在預(yù)定體積內(nèi)的部分汞以氣相形成汞蒸汽，而在預(yù)定體積內(nèi)的剩余部分的汞以液相形成液態(tài)汞。
圖10是表示汞的飽和蒸汽壓和溫度之間的關(guān)系的曲線圖，而表1表示隨溫度變化的汞的飽和蒸汽壓。
表1


參照圖10和表1，在200℃、250℃和300℃的溫度下，汞的飽和蒸汽壓分別為13Torr、70Torr和220Torr。1Torr相當(dāng)于1mmHg。若溫度低于0℃，汞的飽和蒸汽壓可以忽略。如果溫度高于汞的沸點356.66℃，所有的汞都是處于氣相的汞蒸汽。
如果溫度低于356.66℃，在預(yù)定體積內(nèi)的部分汞為汞蒸汽，而在該預(yù)定空間內(nèi)的剩余的汞為處于液相的液態(tài)汞。也就是說，盡管溫度低于汞的沸點，汞的一部分仍為處于氣相的汞蒸汽。例如，如果溫度為125℃，飽和蒸汽壓為1Torr，而汞蒸汽的重量為大約8g。
如果飽和汞蒸汽的溫度降低，對應(yīng)于飽和蒸汽壓差的那部分汞蒸汽會液化。例如，如果對應(yīng)260℃的汞蒸汽的重量為10g/m3，小于飽和汞蒸汽的重量，并且汞蒸汽的溫度下降到0℃，則基本所有的汞蒸汽會液化。
根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的回收設(shè)備引導(dǎo)高溫汞蒸汽進(jìn)入低溫的冷凝部分。也就是說，在第一收集容器內(nèi)的蒸汽壓小于飽和蒸汽壓，從而使得熒光燈碎片上的汞不斷蒸發(fā)。
如果冷凝部分內(nèi)的溫度為-10℃，則冷凝部分的飽和蒸汽壓可以忽略不計，從而基本所有的汞蒸汽液化，并且液態(tài)汞被收集在第二收集容器內(nèi)。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，熒光燈的碎片在不高于汞的沸點的溫度下被加熱，從而使得回收設(shè)備的能量消耗和尺寸都減小，并且該回收設(shè)備出故障的可能性也降低。此外，泵具有過濾器，從而使得通過過濾器的剩余氣體基本不含汞。
此外，所述回收設(shè)備包括冷凝部分和換熱器，從而使得氣流為層流，由此降低了能量消耗。
盡管介紹了本發(fā)明的典型實施例，但是可以理解到，本發(fā)明并不局限到這些具體實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的下文所要求的保護(hù)范圍的情況下可以做出各種變化和改動。
權(quán)利要求
1.一種回收熒光燈的方法，該方法包括步驟在大約100℃到大約330℃的溫度下加熱熒光燈碎片，以形成含有汞蒸汽的氣體；在大約-38℃到大約0℃的溫度下冷卻含有汞蒸汽的氣體，以形成液態(tài)汞；以及收集所述液態(tài)汞。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，在形成含有汞蒸汽的氣體之前，還包括破碎熒光燈的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，每個熒光燈碎片的尺寸不大于大約5cm。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟引導(dǎo)熒光燈碎片發(fā)出的氣體和熒光燈碎片的顆粒進(jìn)入第一收集容器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟將來自熒光燈碎片的含有汞蒸汽的氣體輸送一段預(yù)定距離。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，在輸送含有汞蒸汽的氣體之后，還包括利用冷卻的氣體預(yù)冷卻含有汞蒸汽的氣體的步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，含有汞蒸汽的氣流為層流。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟過濾已從中除去液態(tài)汞的剩余氣體。
9.一種回收熒光燈的方法，該方法包括步驟利用兩個彼此轉(zhuǎn)向相反的輥子軋碎熒光燈；在所述輥子的下方收集熒光燈碎片；在大約100℃到大約300℃的溫度下加熱收集到的熒光燈碎片，用以產(chǎn)生含有汞蒸汽的氣體；將含有汞蒸汽的氣體輸送到冷凝部分，其中所述冷凝部分為螺旋形，并且所述螺旋形具有與重力方向大致平行的螺旋軸線；在冷凝部分中以大約-20℃到大約0℃的溫度冷卻所述氣體，以液化汞蒸汽；收集液態(tài)汞；以及過濾已經(jīng)從中除去液態(tài)汞的剩余氣體。
10.一種回收熒光燈的方法，該方法包括步驟利用兩個轉(zhuǎn)向彼此相反的輥子軋碎熒光燈；在所述輥子的下方收集熒光燈碎片；在大約100℃到大約300℃的溫度下加熱收集到的熒光燈碎片，以產(chǎn)生含有汞蒸汽的氣體；將含有汞蒸汽的氣體輸送到換熱器，以預(yù)冷卻被輸送的氣體；向冷凝部分輸送被預(yù)冷卻的氣體，其中所述冷凝部分為螺旋形，所述螺旋形具有與重力方向大致平行的螺旋軸線；在冷凝部分中以大約-20℃到大約0℃的溫度冷卻所述氣體，以液化汞蒸汽；收集液態(tài)汞；將已經(jīng)從中除去液態(tài)汞的剩余氣體輸送到換熱器；以及過濾通過換熱器的剩余氣體。
11.一種回收設(shè)備，包括收集熒光燈碎片的第一收集容器；臨近第一收集容器的加熱器，用以加熱第一收集容器，以便形成含汞蒸汽的氣體；管狀單元，其包括連接到第一收集容器的連接部分以及與連接部分相連的冷凝部分，其中所述冷凝部分為螺旋形，其螺旋軸線與重力方向大致平行，所述管狀單元引導(dǎo)含汞蒸汽的氣體；冷卻器，其圍繞冷凝部分，以便冷卻冷凝器部分中的氣體，進(jìn)而液化汞蒸汽；位于冷凝部分下方的第二收集容器，用以收集液態(tài)汞；以及與冷凝部分相連、用以抽吸氣體的泵。
12.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，還包括設(shè)置在第一收集容器上方、用于軋碎熒光燈的破碎機(jī)。
13.如權(quán)利要求12所述的回收設(shè)備，其中，破碎機(jī)包括旋轉(zhuǎn)方向彼此相反的兩個輥子。
14.如權(quán)利要求13所述的回收設(shè)備，其中，所述輥子的外表面之間的距離不大于大約5cm。
15.如權(quán)利要求12所述的回收設(shè)備，還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)將熒光燈碎片發(fā)出的氣體和熒光燈碎片的顆粒導(dǎo)向第一收集容器。
16.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，還包括設(shè)置在第一收集容器上的蓋子，以便打開和關(guān)閉該第一收集容器的上開口。
17.如權(quán)利要求16所述的回收設(shè)備，其中，當(dāng)蓋子關(guān)閉時，所述蓋子密封第一收集容器的上開口，并且第一收集容器包括入口，該入口設(shè)置在第一收集容器上與連接部分相對的位置處。
18.如權(quán)利要求17所述的回收設(shè)備，其中，所述入口包括控制由外部向第一收集容器供入的空氣量的閥。
19.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，還包括位于第一收集容器下方的第三收集容器，以便收集液態(tài)汞。
20.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述加熱器包括電加熱器。
21.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述加熱器在大約100℃到大約300℃的溫度下加熱第一收集容器。
22.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述連接部分的直徑大于冷凝部分的直徑。
23.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述冷凝部分包括兩個螺旋管，這兩個螺旋管平行地相連，以便形成U形的冷凝部分。
24.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述冷凝部分包括四個螺旋管，這些螺旋管平行地相連，以便形成W形的冷凝部分，并且所述回收設(shè)備包括設(shè)置在冷凝部分下方的兩個收集容器。
25.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述冷凝部分包括2n個平行地相連接的螺旋管，所述回收設(shè)備包括設(shè)置在冷凝部分下方的n個收集容器，其中n為正整數(shù)。
26.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述冷凝部分包括對應(yīng)于第二收集容器設(shè)置的金屬濾網(wǎng)。
27.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述管狀單元還包括位于冷凝部分和泵之間且在連接部分附近的換熱部分，以便與連接部分進(jìn)行熱交換。
28.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述冷卻器在大約-20℃到大約0℃的溫度下冷卻冷凝部分內(nèi)的氣體。
29.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述泵包括過濾通過所述泵的氣體的過濾器。
30.如權(quán)利要求29所述的回收設(shè)備，其中，所述過濾器還包括活性炭或棉芯過濾器。
31.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，含汞蒸汽的氣流為層流。
32.如權(quán)利要求31所述的回收設(shè)備，其中，所述泵的比容量不大于大約100l/min。
33.如權(quán)利要求11所述的回收設(shè)備，其中，所述泵包括旋轉(zhuǎn)式泵。
全文摘要
一種能夠降低能量消耗并且不妨害生態(tài)環(huán)境的回收熒光燈的方法，以及用于實施該回收方法的設(shè)備，熒光燈的碎片在100℃到330℃度之間被加熱以便形成含有汞蒸汽的氣體。該含有汞蒸汽的氣體在大約－38℃到0℃的溫度下被冷卻以形成液態(tài)汞。收集液態(tài)汞。因此，熒光燈的碎片在不高于汞的沸點的溫度下被加熱，從而降低能量消耗并且減小回收設(shè)備的尺寸，還能減小回收設(shè)備發(fā)生故障的可能性。
文檔編號B09B3/00GK1902723SQ200480039347
公開日2007年1月24日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者金重玄, 張鉉龍, 李相裕 申請人:三星電子株式會社