从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法和装置

摘要

本发明公开了一种从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法和装置：(1)在一个密闭容器中将废旧冰箱冰柜箱体整体进行破碎破选后得到颗粒状的硬泡保温材料，或经拆解后得到硬泡保温材料；(2)将颗粒状的硬泡保温材料在真空状态下用螺旋送料器缓慢送入脱氟反应器中并对螺旋送料器和脱氟反应器中的硬泡保温材料进行加热，加热温度控制在100～160℃；(3)硬泡保温材料在脱氟反应器中进行保温处理，温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～2h，进入冷凝回收机冷凝回收，冷凝回收机的温度控制在-20～20℃；(4)经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱过滤后经真空泵送入大气。本发明能从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中彻底分离出氟利昂，并加以收集回收。

权利要求

1.一种从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法，其特征是：采用下述步骤实现：

(1)、首先在一个密闭容器中将拆除了制冷装置和内隔板的废旧冰箱冰柜箱体整体进行破碎破选后得到颗粒状的硬泡保温材料，或经拆解后得到硬泡保温材料；

(2)、将颗粒状的硬泡保温材料在真空状态下用螺旋送料器缓慢送入脱氟反应器中并对螺旋送料器和脱氟反应器中的硬泡保温材料进行加热，加热温度控制在100～160℃；

(3)、硬泡保温材料在脱氟反应器中进行保温处理，温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～2h，硬泡保温材料中的氟利昂经过螺旋送料器中的加热和挤压、脱氟反应器中的加热和保温作用下脱除，进入冷凝回收机冷凝回收，冷凝回收机的温度控制在-20～

20℃；

(4)、经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱过滤后经真空泵送入大气。

2.根据权利要求1所述的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法，其特征是：还包括步骤(5)、对活性炭吸附箱进行加热保温处理，加热温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～1h，少量吸附于活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机进行回收，经真空泵送入大气。

3.根据权利要求1所述的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法，其特征是：体系压力控制在30Pa以下。

4.实现权利权利1所述的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法的装置，其特征是：螺旋送料器(7)一端连接有入料斗(4)，另一端连接有脱氟反应器(6)，所述的螺旋送料器(7)设有一号加热单元(5)，所述的脱氟反应器(6)设有二号加热单元(8)，一号三通阀(9)的a口与所述的脱氟反应器(6)连接，所述的一号三通阀(9)的b口与所述的冷凝回收机(11)的入口连接，所述的冷凝回收机(11)的出口与活性炭吸附箱(12)的入口连接，二号三通阀(15)的d口与所述的活性炭吸附箱(12)的出口连接，所述的二号三通阀(15)的e口与真空泵(14)的入口连接，所述的一号三通阀(9)的c口与所述的二号三通阀(15)的f口连接，所述活性炭吸附箱(12)设有三号加热单元(13)，所述的冷凝回收机(11)连接有真空压力表(10)。

5.根据权利权利1所述的实现从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法的装置，其特征是：所述的螺旋送料器(7)设有动密封套(3)并通过皮带(2)由电机(1)驱动。

说明书

从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种回收氟利昂的方法和装置，特别是涉及一种从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中分离回收氟利昂的方法与装置。

背景技术

[0002] 20世纪80年代中后期以来，大量电子电器产品进入我国家庭，按10～15年的使用年限计算，从2003年开始家用电器已到了淘汰报废的高峰期。有关资料显示，我国冰箱的社会保有量已超过1.5亿台，每年报废量平均在400万台以上，报废的冰箱冰柜含有氟利昂等对环境有害的物质，需要进行妥善处理。冰箱中的氟利昂主要包含在压缩机和聚氨酯硬泡保温材料中，经研究发现，压缩机中含氟利昂165g，硬泡保温材料含氟利昂550g。目前对压缩机中制冷剂的回收利用和处理处置的研究较多，对硬泡保温材料的无害化处理研究却很少，其根本原因就是硬泡保温材料中氟利昂的回收利用和处理处置较复杂，成本也较高，出于经济利益的考虑，都在回避这一社会敏感问题。废旧冰箱、冰柜中含有大量的硬泡保温材料，其中就含有15～20％的发泡剂氟利昂(CFC-11)，废旧冰箱冰柜拆解处理后产生的大量硬泡保温材料的处置将是我国近期不可回避的环境问题。

[0003] 目前，国内外主要是采用焚烧和破碎的方法处理硬泡保温材料。采用焚烧处理硬泡保温材料，是指保温材料经粗碎后在850～1000℃进行高温焚烧，主要产物为氯化氢、氟化氢、二氧化碳、氮氧化物、水蒸汽等，其中的氯化氢和氟化氢主要是由氟利昂分解生成。氯化氢和氟化氢是强酸性气体，对设备具有强腐蚀作用，此外，保温材料在焚烧时还会产生有毒有害物质，需要投入高昂的设备维护运行费用和废气治理费用。破碎处理硬泡保温材料是一种普遍使用的方法，由于冰箱冰柜箱体拆解困难，一般在密闭的空间内将箱体整体破碎再进行分选，实现金属与硬泡保温材料分离，破碎过程中硬泡保温材料部分氟利昂会释放出来，经过负压抽取后进行简单吸附处理或者直接排入大气。

[0004] 实际上，有关研究(参考文献[1]杨勇等，废冰箱保温材料低温热解及气体成分分析；[2]DR J S，Estimating CFC releases from cutting of fridges)表明：冰箱中的硬泡保温材料有60％～70％的氟利昂以气相形式存在，30％～40％以液相形式存在，溶入部分在破碎过程中很难释放。采用纯破碎方法处理硬泡保温材料显然是不妥的，吸附在硬泡保温材料的氟利昂会缓慢释放出来破坏臭氧层，1个氟利昂分子至少可破坏10万个臭氧分子。

[0005] 因此，废冰箱冰柜等冷藏电器产品中的硬泡保温材料的处理应全面考虑经济效益和环境保护，现有技术需要进一步改善，同时还需要开发新的处理方法和设备，以寻找低成本、高效环保的适合大规模处理的资源化技术。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中彻底分离出氟利昂，并加以收集回收的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法。

[0007] 本发明所要解决的第二技术问题是提供一种实现从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中彻底分离出氟利昂，并加以收集回收的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的装置。

[0008] 为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法，采用下述步骤实现：

[0009] (1)、首先在一个密闭容器中将拆除了制冷装置和内隔板的废旧冰箱冰柜箱体整体进行破碎破选后得到颗粒状的硬泡保温材料，或经拆解后得到硬泡保温材料；

[0010] (2)、将颗粒状的硬泡保温材料在真空状态下用螺旋送料器缓慢送入脱氟反应器中并对螺旋送料器和脱氟反应器中的硬泡保温材料进行加热，加热温度控制在100～160℃；

[0011] (3)、硬泡保温材料在脱氟反应器中进行保温处理，温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～2h，硬泡保温材料中的氟利昂经过螺旋送料器中的加热和挤压、脱氟反应器中的加热和保温作用下脱除，进入冷凝回收机冷凝回收，冷凝回收机的温度控制在-20～20℃；

[0012] (4)、经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱过滤后经真空泵送入大气。

[0013] 还包括步骤(5)、对活性炭吸附箱进行加热保温处理，加热温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～1h，少量吸附于活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机进行回收，经真空泵送入大气。

[0014] 体系压力控制在30Pa以下。

[0015] 为了解决第二个技术问题，本发明提供的实现从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法的装置，螺旋送料器一端连接有入料斗，另一端连接有脱氟反应器，所述的螺旋送料器设有一号加热单元，所述的脱氟反应器设有二号加热单元，一号三通阀的a口与所述的脱氟反应器连接，所述的一号三通阀的b口与所述的冷凝回收机的入口连接，所述的冷凝回收机的出口与活性炭吸附箱的入口连接，二号三通阀的d口与所述的活性炭吸附箱的出口连接，所述的二号三通阀的e口与真空泵的入口连接，所述的一号三通阀的c口与所述的二号三通阀的f口连接，所述活性炭吸附箱设有三号加热单元，所述的冷凝回收机连接有真空压力表。

[0016] 所述的螺旋送料器设有动密封套并通过皮带由电机驱动。

[0017] 采用上述技术方案的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法和装置，其工作原理简述于下：

[0018] 本发明将废旧冰箱冰柜中硬泡保温材料置入装置的料斗中，连接整个设备，使体系处于真空状态，开通电机，用螺旋送料器将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器中，在此过程中对螺旋送料器和脱氟反应器进行加热。在螺旋送料器送料过程中，螺旋送料器内硬泡保温材料受到挤压和研磨作用，氟利昂从硬泡保温材料的泡孔中和泡沫颗粒固体中逸出，对螺旋送料器的加热起到了很好的协同效应，可以使氟利昂快速分离；此外，在脱氟反应器中进行二次加热保温使得氟利昂彻底从硬泡保温材料中分离；整个体系在真空条件下进行，真空抽吸力会导致氟利昂迅速从硬泡保温材料中分离，实现氟利昂的高效分离。从硬泡保温材料中分离的氟利昂进入冷凝回收机得到冷凝回收，极少量未来得及冷凝下来的氟利昂气体进入活性炭吸附箱，活性炭吸附后为洁净气体，经真空泵排入大气。为了使活性炭重复再生使用，对活性炭吸附箱进行加热，移除吸附于其中的氟利昂气体，气体再次进入冷凝回收机中得到冷凝液化回收，从而实现了硬泡保温材料中氟利昂的彻底分离与回收。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] 本发明将包裹和吸附于废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中的氟利昂进行彻底分离和回收，避免了由于焚烧处理而产生的高能耗和环境污染问题，减少了现有技术采用单纯破碎的方法处理硬泡保温材料导致的氟利昂排放；环保效益和经济效益大；整个过程在真空体系中进行，没有二次污染；工艺和装置简单可行，作业时间短，条件易于控制，安全性好；通过挤压和研磨作用、加热作用和真空抽吸作用相结合，高效实现硬泡保温材料中氟利昂的分离与回收。

[0021] 以冰箱为例，我国冰箱的社会保有量已超过1.5亿台，每年报废量平均在400万台以上。以每台冰箱6kg硬泡保温材料计算，我国每年(以400万台计)需要处理的硬泡保温材料高达24000吨，其中含有的发泡剂氟利昂高达2000吨以上。一台冰箱的硬泡保温材料中含约550g氟利昂，若完全释放会破坏臭氧层，引起的温室效应相当于2200kgCO2的释放量，计算得知，使用本发明方法每年处理440万台废旧冰箱的硬泡保温材料，相当于每年少排放880万吨CO2，达到减排的效果。

[0022] 综上所述，本发明是一种从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中彻底分离出氟利昂，并加以收集回收的从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法和装置。

附图说明

[0023] 图1为废旧冰箱冰柜硬泡保温材料分离回收氟利昂的装置示意图。

[0024] 图中：1.电机，2.皮带，3.动密封套，4.入料斗，5.一号加热单元，6.脱氟反应器，7.螺旋送料器，8.二号加热单元，9.一号三通阀，10.真空压力表，11.冷凝回收机，12.活性炭吸附箱，13.三号加热单元，14.真空泵，15.二号三通阀。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0026] 从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法，采用下述步骤实现：

[0027] (1)、首先在一个密闭容器中将拆除了制冷装置和内隔板的废旧冰箱冰柜箱体整体进行破碎破选后得到颗粒状的硬泡保温材料，或经拆解后得到硬泡保温材料；

[0028] (2)、将颗粒状的硬泡保温材料在真空状态下用螺旋送料器缓慢送入脱氟反应器中并对螺旋送料器和脱氟反应器中的硬泡保温材料进行加热，加热温度控制在100～160℃；

[0029] (3)、硬泡保温材料在脱氟反应器中进行保温处理，温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～2h，硬泡保温材料中的氟利昂经过螺旋送料器中的加热和挤压、脱氟反应器中的加热和保温作用下脱除，进入冷凝回收机冷凝回收，冷凝回收机的温度控制在-20～20℃；

[0030] (4)、经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱过滤后经真空泵送入大气。

[0031] (5)、对活性炭吸附箱进行加热保温处理，加热温度控制在100～160℃，保温时间控制在0.5～1h，少量吸附于活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机进行回收，经真空泵送入大气。

[0032] 体系压力控制在30Pa以下。

[0033] 参见图1，实现从废旧冰箱冰柜硬泡保温材料中回收氟利昂的方法的装置，螺旋送料器7设有动密封套3并通过皮带2由电机1驱动，螺旋送料器7一端连接有入料斗4，另一端连接有脱氟反应器6，螺旋送料器7设有一号加热单元5，脱氟反应器6设有二号加热单元8，一号三通阀9的a口与脱氟反应器6连接，一号三通阀9的b口与冷凝回收机11的入口连接，冷凝回收机11的出口与活性炭吸附箱12的入口连接，二号三通阀15的d口与活性炭吸附箱12的出口连接，二号三通阀15的e口与真空泵14的入口连接，一号三通阀9的c口与二号三通阀15的f口连接，活性炭吸附箱12设有三号加热单元13，冷凝回收机
11连接有真空压力表10。

[0034] 实施例1：

[0035] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀15开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力30Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为100℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0036] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为100，保温时间为30min；

[0037] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为20℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0038] 4、关闭电机1、一号加热单元5、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为100，保温时间为0.5h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。

[0039] 实施例2：

[0040] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀15开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力20Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为120℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0041] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为120℃，保温时间为1h；

[0042] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为10℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0043] 4、关闭电机1、一号加热单元、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为120℃，保温时间为0.5h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。

[0044] 实施例3：

[0045] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀15开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力10Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为140℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0046] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为140，保温时间为1.5h；

[0047] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为0℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0048] 4、关闭电机1、一号加热单元5、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为140℃，保温时间为0.5h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。

[0049] 实施例4：

[0050] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀1开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力5Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为150℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0051] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为150℃，保温时间为2h；

[0052] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为-10℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0053] 4、关闭电机1、一号加热单元5、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为150℃，保温时间为0.5h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。

[0054] 实施例5：

[0055] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀15开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力5Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为155℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0056] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为155℃，保温时间为2h；

[0057] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为-20℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0058] 4、关闭电机1、一号加热单元5、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为155℃，保温时间为1h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。

[0059] 实施例6：

[0060] 1、将颗粒状的硬泡保温材料(粒径范围为2～5mm)置入料斗4中，连接整个设备，一号三通阀9连通ab关闭c，二号三通阀15开通de关闭f，开启真空泵14，使体系处于真空状态，体系压力5Pa，开启一号加热单元5和二号加热单元8对来料进行加热，加热温度为160℃，开通电机1，用螺旋送料器7将硬泡保温材料缓慢送入脱氟反应器6中；

[0061] 2、来料在脱氟反应器6中进行保温处理，保温温度为160℃，保温时间为1h；

[0062] 3、设置冷凝回收机11的冷凝温度为0℃，经冷凝回收处理后的气体经过活性炭吸附箱12过滤后经真空泵14送入大气；

[0063] 4、关闭电机1、一号加热单元5、二号加热单元8，将一号三通阀9连通bc关闭a，二号三通阀15开通ef关闭d，开启3号加热单元13对活性炭吸附箱12进行加热处理，加热温度为160℃，保温时间为0.5h，少量吸附于活性炭吸附箱12的活性炭中的氟利昂逸出后重新进入冷凝回收机11进行回收，经真空泵14送入大气。