1 行业背景
随着目前能源消耗的加剧、环境污染日益严重,照明行业的要求也越来越严格。荧光灯是靠灯管内的气体放电介质—汞蒸气放电产生光亮,荧光灯在正常工作时需要维护必要的游离汞蒸汽压(0.67~1.33Pa)以保证汞和玻璃、荧光粉以及电极间的化学结合。根据国家发改委能源研究所调研数据,一只荧光灯灯管平均含汞量为0.5mg。废弃荧光灯管中的汞进入空气、水体、土壤后,将会通过呼吸及消化系统进入人体,导致人体健康疾病。目前我国照明行业污染越来越严重,固废、废水及废气成为人们关注的焦点。根据中国照明电器协会调研,2010年电光源生产企业总产量为59.2亿支,实际用汞量22.69吨。其中在电光源生产过程中产生的含汞固体废物总量为422.7万吨,含汞量598.7千克,其中汞回收量155.6千克,回收汞循环利用量72.7千克,交由有资质机构处理的含汞固废量为3.44吨。另外,荧光灯达到其一定寿命后,灯管中汞的释放量都无法估量。
2 生产工艺及排污节点
在气体放电光源产品的生产过程中,汞注入过程集中在排气工艺环节,此环节前通常没有汞的使用,此环节后会随着汞的注入以及后续生产工艺的进行产生汞的排放问题。自动和手动两种情况下荧光灯生产工艺流程及产污节点如图1、图2所示。
图1自动生产工艺流程及产污节点
图2手动生产工艺及产污节点
延伸阅读:
2021年起我国将不再使用荧光灯和含汞电池
3 技术政策要求
2012年,工信部组织编制了荧光灯等6个行业的清洁生产技术推行方案,《荧光灯行业清洁生产技术推行方案》提出应用和推广的技术包括:
低汞生产工艺:在采用固态汞的基础上,通过设备改造,改进灯管排气技术,提高灯管的真空度,尽可能降低氢、氧、氮、一氧化碳和碳氢化合物等杂质气体的含量,降低管压降,获得适合灯管设计的汞蒸气压;通过改善阴极的活性提高灯管的性能;通过上述手段,削减生产过程中的汞使用和汞排放,同时延长产品的寿命,达到低汞化的目的。
荧光灯用高性能固汞生产工艺:荧光灯用固汞,是汞与其它金属形成的均匀混合物或合金,使汞在常温下以固体形态存在。通过生产出单颗固汞含汞量低于1毫克,均匀性(精密度)达到20%以内的高性能固汞,来实现荧光灯微汞化技术要求,并满足各类型荧光灯产品的性能要求,降低材料成本。
固汞为原料的生产工艺:采用固汞为原料的注汞工艺,金属汞已经在原料制备过程中与其他金属混合成为汞齐(即汞合金),注汞过程即为向灯管中置入汞齐的过程。单颗汞齐中汞的含量已经固定,易于精准控制灯管中的含汞量。
4 废荧光灯管处置过程
目前废旧荧光灯管回收处理主要由“直接破碎分离”和“切端吹扫分离”两种工艺。前者的特点是结构紧凑、占地面积小、投资省,但荧光粉无法再利用。中国直行荧光灯管所用荧光粉主要成分为卤磷酸钙,回收价值低,多采用“直接破碎分离”工艺;后者可将稀土荧光粉分类收集以利回收再利用,但投资较大。节能灯管大多采用了照明效率高的稀土荧光粉原料,考虑到稀土的利用价值较高,采用“切端吹扫分离”工艺为好。
图3切端吹扫工艺流程及产污节点
图4直接破碎分离流程及产污节点
5 我国废荧光灯管处置现状
目前我国废弃荧光灯管已经开始单独收集,并引进国外处理技术对其资源化处理处置,例如瑞典的MRT工艺、奥地利英特佳公司及日本野村兴产公司的荧光灯处置技术,且工艺的尾气处理系统均采用活性炭吸附装置。
图5MRT公司废荧光灯管处置装置
目前我国应用的废荧光灯管处置装置,生成含汞废气的处理工艺为载银活性炭吸附。由于载银活性炭价格昂贵,且吸附饱和后的活性炭仍属于危险废物,需要额外的费用处理,导致含汞废气处理的运行成本较高。因此需要技术先进、运行可靠并可降低运行成本的含汞废气处理工艺、设备及材料替代目前的活性炭吸附。
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原标题:生活中的汞源---含汞电光源生产汞污染防治现状
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