DE4131974C2

DE4131974C2 -

Info

Publication number: DE4131974C2
Application number: DE4131974A
Authority: DE
Inventors: Dieter Poeppel; August 8420 Kelheim De Hoellerich
Original assignee: POEPPEL DIETER 8420 KELHEIM DE
Current assignee: POEPPEL DIETER 8420 KELHEIM DE
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-07-08
Also published as: DE4131974A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von Leuchtstoffröhren, das die Wiederverwendung oder Entsorgung der wesentlichen Bestandteile von Leuchtstoff röhren, das sind Quecksilber, Leuchtstoff, Edelgas und Glas, ermöglicht, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens entwickelte Vorrichtung.

Aufgrund der weltweit verknappenden Rohstoffreserven, der ständig steigenden Preise für Rohstoffe und andere Ausgangsmaterialien sowie der verschärften Anforderungen des Umweltschutzes ist es nötig geworden, den in immer größeren Mengen anfallenden Müll in verstärktem Maße aufzuarbeiten und einzelne Rohmaterialien der Wiederverwendung zuzuführen. Das gilt u. a. für Leuchtstoff röhren, die hochgiftiges Quecksilber zur Erzeugung von Spektrallinien im UV-Bereich, teure Leuchtstoffe zur Umwandlung der UV-Strahlung in sichtbares Licht sowie Glas und Edelgase als Bestandteile enthalten. Für eine 2 m lange Leuchtstoffröhre werden etwa 6 mg Quecksilber und 4 g Leuchtstoff verwendet.

Aus der DE-OS-34 10 989 ist beispielsweise ein Verfahren zur Aufarbeitung von ausgebrannten Leuchtstofflampen bekannt, bei dem die Enden des Entladungsgefäßes abgetrennt werden, nachdem zuvor zur Belüftung der Leuchtstoffröhre in dieser eine Öffnung mittels einer Flamme erzeugt worden ist. Daran anschließend werden der Leuchtstoff und das Quecksilber mit Druckluft aus dem Entladungsgefäß entfernt.

Auch die EP-A-4 29 690 beschreibt ein Verfahren, bei dem zunächst die Leuchtstoff röhren belüftet und darauffolgend die Endkappen entfernt werden.

Da diese Verfahren im wesentlichen darauf beruhen, die Leuchtstoffröhren einzeln zu belüften und dann die Röhrenenden zu entfernen, ist die Automatisierung dieser Verfahren nur sehr begrenzt möglich. Dies hat zur Folge, daß es für einen Einsatz in größerem Maßstab nicht wirtschaftlich ist. Demgemäß blieb die Zahl der bisher entsorgten Leuchtstoffröhren auf täglich max. 4 000 Stück begrenzt, eine Zahl, die gemessen an der Zahl anfallender Altröhren, viel zu niedrig liegt.

Weiterhin beschreiben die EP-A-2 98 035 und die DE-OS-39 09 380 Verfahren zum Rezyklieren/Entsorgen von Leuchtstoffröhren, bei denen die Röhren unter Flüssigkeit (Wasser) zertrümmert, die aufsteigenden Gase abgesaugt werden und der entstehende Staub durch die Flüssigkeit (Wasser) gebunden wird, so daß das Glas der Röhren nur als Bruchglas, nicht aber als intakte Röhre wiederverwendet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein verbessertes Verfahren zur Entsorgung und Wiederverwendung von Leuchtstoffröhren zur Verfügung zu stellen, das die oben geschilderten technischen Probleme löst, d. h., die Entsorgung der Leuchtstoff röhren soll unter Bereitstellung der Leuchtstoffe, des Quecksilbers und der Glasröhren zur Wiederverwendung für die Leuchtstoffröhrenherstellung vereinfacht und mit größerer Stückzahl durchführbar gemacht werden. Die Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft das in Patentanspruch 1 beschriebene Verfahren. Es stellt ein einfach durchführbares, automatisiertes Verfahren dar, mit dessen Hilfe täglich problemlos 10.000 bis 80.000 Leuchtstoffröhren entsorgt werden können. Dabei wird die Quecksilberkonzentration in der Abluft auf unter 1/10 des MAK-Wertes gesenkt, und die Röhrenbestandteile Leuchtstoff, Quecksilber und Glas werden einer Wiederverwendung zugeführt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, gekennzeichnet durch eine Umfassung zur bündigen Aufnahme eines gestapelten Blocks Leuchtstoffröhren, ein- oder beidseitig und senkrecht zur Längsachse der Leuchtstoffröhren beweglich angebrachte Schneideeinrichtungen sowie Zuführungs- und Abführungseinrichtungen für ein Spülfluid.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren bereitstehenden Leuchtstoffröhren werden bündig zu einem Block in einer Umfassung gestapelt, um ein Ausweichen des Röhrenblocks in die Breite bei Einwirkung von mechanischem Druck zu verhindern. Vorzugsweise wird der Röhrenblock in seiner Lage fixiert.

Die Metallkappen der Leuchtstoffröhren können unter beliebigen äußeren Druckverhältnissen abgetrennt werden. Bevorzugt ist es jedoch, die Leuchtstoffröhren in einem geschlossenen System zu einem Röhrenblock zu stapeln und den Umgebungsdruck des Röhrenblocks zu reduzieren, insbesondere auf Werte, die dem Innendruck der Leuchtstoffröhren (2,5-5 mbar) entsprechen.

Das Abtrennen der Metallkappen von den Leuchtstoffröhren erfolgt unter Einwirkung von beweglich angebrachten Schneideeinrichtungen, die z. B. messerartig ausgebildet sind. Ihr mittels einer Antriebseinrichtung regelbarer Vorschub beträgt vorzugsweise 6-12 cm/min und insbesondere 9-10 cm/min. Um mit der erfindungs gemäßen Vorrichtung Leuchtstoffröhren nicht nur einer bestimmten Länge, sondern sämtlicher handelsüblicher Längen, in einfacher Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu entsorgen, ist eine auf die jeweilige Länge der Leuchtstoffröhren verstellbare Umfassung bevorzugt.

Das in den Leuchtstoffröhren enthaltene Stoffgemisch (Hg, Leuchtstoff und Edelgas) wird herausgespült. Dazu leitet man ein Spülfluid, vorzugsweise Luft, und insbesondere auf 40-60° C angewärmte Luft, durch die von den Metallkappen befreiten Leuchtstoffröhren.

Das Durchleiten des Spülfluids durch die Leuchtstoffröhren erfolgt bevorzugt über eine mit elektrischen Heizdrähten ausgestaltete Düsenleiste, die an einer der Schneideeinrichtungen befestigt ist und mit einem Kompressor verbunden ist.

Das herausgespülte Stoffgemisch wird vorzugsweise einer Kühlung unterworfen, um einen Teil des aus den Leuchtstoffröhren herausgespülten Quecksilbers zu kondensieren und zusammen mit Leuchtstoff in Wasser abzuscheiden. Die Kühlung wird vorzugsweise durch einen wassergekühlten Lamellenkühler bewirkt, so daß das aus den Leuchtstoffröhren herausgespülte Stoffgemisch auf 15-20° C abgekühlt wird.

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Abtrennung von Quecksilber und Leuchtstoff in einem Hg-Rührabscheider. Das abgetrennte Quecksilber und der Leuchtstoff werden in Wasser eingebracht. Der Hg-Rühr abscheider ist vorzugsweise mit einem elektrischen Rührer mit gezahnten Seiten armen, einem Schrägboden mit Abflußeinrichtung und einem Auffangbehälter ausgestattet.

Das Stoffgemisch wird vorzugsweise in einem Staubabscheider entstaubt, der abgetrennte Leuchtstoff und Quecksilber in Wasser abgeschieden. Zur Wie dergewinnung des in Wasser abgeschiedenen Quecksilbers und Leuchtstoffs ist es bevorzugt, das Quecksilber als hochreines Flüssig-Quecksilber abzutrennen, das Wasser über dem sedimentierten Leuchtstoff abzusaugen und den Leuchtstoff zu trocknen.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform wird das Stoffgemisch zur Senkung der Hg-Konzentration auf max. 0,01 mg Hg/m³ mit einem Hg-Adsorbens, insbesondere Aktivkohle, in Kontakt gebracht.

Sofern es erwünscht ist, können die Leuchtstoffröhren ein zweites Mal mit einem Fluid unter Zusatz eines Hg-Absorbens, insbesondere eines Polysulfides wie z. B. Calciumpolysulfid, gespült werden.

Um die Leuchtstoffröhren - mit leicht gekürzten Längen - zur Wiederverwendung bereitstellen zu können, werden die geöffneten Leuchtstoffröhren nach dem Herausspülen des Stoffgemisches vorzugsweise einer Flüssigwäsche unterworfen. Auch anfallendes Bruchglas wird durch Flüssigwäsche gereinigt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Umfassung mit einem Leuchtstoffröhren block;

Fig. 2 den Plan einer schematischen Leuchtstoffröhren-Entsorgung mit der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung;

Fig. 3a einen Röhrenkorb zur Rundröhrenentsorgung;

Fig. 3b die Anordnung von vier Röhrenkörben in einer gasdicht abschließbaren Kammer.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entsorgung und Wiederver wendung von Leuchtstoffröhren sowie die dazu verwendete Vorrichtung werden anhand der Figuren verdeutlicht. Anfallende Röhren 3 werden nach Länge sortiert, Röhren 3 gleicher Länge werden in einer Umfassung 6 bündig zu einem Röhrenblock gestapelt. Die Umfassung 6 enthält auf längenverstellbaren Vierkant eisen 7 aufgebrachte senkrechte Streben 7a sowie ein Bodenteil 7b. Die Seiten sind entweder offen oder können mit Seitenwänden verkleidet sein. Mittels der in Längsrichtung verstellbaren Vierkanteisen 7 läßt sich die Länge der Umfassung 6 an die Länge der zur Entsorgung anstehenden Leuchtstoffröhren 3 anpassen. Für das Entsorgungsverfahren wird die Umfassung 6 auf eine Länge eingestellt, die um etwa 10 cm unter der der Leuchtstoffröhren 3 liegt, so daß die Röhren 3 an beiden Enden jeweils etwa 5 cm überstehen. Zur Fixierung der Leuchtstoffröhren 3 wird ein flächiges Gewicht auf der Oberfläche des Röhrenblocks arretiert. Die Umfassung 6 mit den gestapelten Leuchtstoffröhren 3 wird in eine gasdicht abschließbare Kammer 1 eingebracht.

An den Innenwänden der Kammer 1 befinden sich Gleitschienen 4 zur Befestigung der messerartigen Schneideeinrichtungen 2, 2′. Diese überspannen die gesamte Breite des in der Umfassung 6 gestapelten Röhrenblocks. Die mit den Röhren beschichtete Umfassung 6 wird so in der Kammer 1 positioniert, daß das Schneide messer 2 die Röhren in einer Entfernung von 3-4 cm von dem einen Röhren ende schneidet. Dazu läßt es sich in einer senkrechten Gleitschiene auf- und abwärts bewegen. Das zweite Schneidemesser 2′ ist nicht nur senkrecht beweglich, sondern zusätzlich auch in Längsrichtung, wodurch es sich so arretieren läßt, daß auch die Metallkappen 3a am anderen Ende der einheitlich langen Leuchtstoff röhren 3 im Abstand von 3-4 cm vom Röhrenende abgeschnitten werden können. Als Schneidemesser 2, 2′ werden schmale Vierkanteisen verwendet, die nach unten verjüngt und geschärft sind. Die Dicke der Vierkanteisen ist für ein sauberes Abtrennen der Metallkappen 3a von den Leuchtstoffröhren 3 nur von untergeord neter Bedeutung. In der Praxis haben sich jedoch die besten Ergebnisse erzielen lassen, wenn die Dicke (Aufsatzfläche) der Schneidemesser 2, 2′ 1-10 mm, insbesondere 1-4 mm, beträgt. Als Material für die Schneidemesser 2, 2′ wird Stahl verwendet. Grundsätzlich eignet sich jede Art von Stahl, bevorzugte Verwendung finden jedoch für Messer und sonstige Schneideeinrichtungen handelsübliche Stahle.

Die Leuchtstoffröhren 3 und Schneidemesser 2, 2′ sind also derart angeordnet, daß der Abstand zwischen den Schneidemessern 2, 2′ um etwa 2 cm größer als die Länge der Umfassung 6, aber um etwa 8 cm kürzer als die Länge der jeweils beschickten Röhren 3 ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die von den Röhrenenden abgeschnittenen Metallkappen 3a herunterfallen können in einen trichterförmigen Fallschacht, an den sich ein Schneckengetriebe 6 anschließt. Die Metallkappen 3a werden zur Verringerung ihres sperrigen Volumens durch das Schneckengetriebe 6 gequetscht und mittels einer rotierenden Bürste am Schneckengetriebe 6 in eine Metallkammer 8 am Boden der Kammer 1 ausgetragen. Die Metallkappen werden dabei so zusammengedrückt, daß je zwei Metallkappen 3a einer Leuchtstoffröhre 3 ein Volumen von 16 cm³ beanspruchen, so daß das Volumen der Metallkammer 8 für einen mit 10 000 Röhren beschickten Röhrenblock mindestens 160 l betragen sollte. Das Schneckengetriebe 6 bewirkt weiterhin, daß restliche Glassplitter von den Metallkappen 3a abgetrennt und zerkleinert werden, so daß sich Metall und Glas leicht trennen lassen. Das anfallende Bruchglas kann nach der Wäsche gesammelt und zur Wiederverwendung bereitgestellt werden.

An dem in Längsrichtung beweglichen Schneidemesser 2′ ist eine über die gesamte Breite der Kammer 1 laufende, etwa 10 cm hohe, eng gelöcherte Düsenleiste befestigt, die über einen Schlauch mit dem Kompressor 5 verbunden ist. In der Düsenleiste befinden sich elektrische Heizdrähte, um die von dem Kompressor 5 durch den Schlauch und die Düsenleiste in die geöffneten Leuchtstoffröhren 3 geleitete Luft anzuwärmen. Zweckmäßigerweise wird die Luft, die der Kompressor 5 in die geschnittenen Röhren 3 einleiten soll, zuvor mittels Abwärme (Wärme kopplung) auf eine Temperatur von 40-60° C, vorzugsweise 45-55° C, gebracht, so daß die Heizdrähte im wesentlichen nur noch Temperaturverluste, die die zur Röhrenspülung verwendete Luft im Laufe des Transports bis zum Eintritt in die Leuchtstoffröhren 3 erfährt, benötigt werden.

Über eine trichterförmige Austrittsöffnung steht die Kammer 1 mit einem Kühler 9, einem Quecksilber-Rührabscheider 10, einem Staubabscheider 13, einem Adsorber 15 und einer Vakuumpumpe 16 in Verbindung.

Die gasdicht abschließbare Kammer 1 wird, sobald der Röhrenblock eingeführt worden ist, evakuiert auf einen Druck von 0,5-10 mbar und insbesondere 1-5 mbar, Drucken also, die etwa dem Druck im Inneren der Röhren (2,5-5 mbar) entspricht. Nunmehr werden die Metallkappen 3a an beiden Enden der Röhren 3 mit den Schneidemessern 2, 2′ abgetrennt. Dazu fahren die beiden Schneidemesser 2, 2′ gleichzeitig und mit gleicher und konstanter Geschwindigkeit, die mit Hilfe einer Antriebseinrichtung regelbar eingestellt werden kann, abwärts. Grundsätzlich hat sich gezeigt, daß der Vorschub der Schneidemesser 2, 2′ auf jeden beliebigen Wert eingestellt werden kann, ohne den Anteil der Leuchtstoffröhren 3, die bei diesem Vorgang zu Bruch gehen, wesentlich zu vergrößern oder zu verkleinern. Aus praktischen Überlegungen heraus wird bevorzugt ein Vorschub von 6-12 cm/min gewählt. Besonders bevorzugt ist ein Vorschub von 9-10 cm/min, um den Vorgang des Abtrennens der Metallkappen 3a von den Leuchtstoffröhren 3 nicht unnötig zu verlängern und damit die Tagesleistung an entsorgten Leuchtstoffröhren zu senken. Andererseits soll die Geschwindigkeit der Schneidemesser 2, 2′ auch nicht zu hoch sein, um einen befriedigenden Spüleffekt zu erreichen, wie den nachfolgenden Ausführungen entnommen werden kann.

Nachdem von den drei obersten Röhrenreihen die Metallkappen 3a abgetrennt sind, wird während des Abwärtslaufens der Schneidemesser 2, 2′ mittels des Kompressors 5 über den Schlauch und die Düsenleiste an dem Schneidemesser 2′ Frisch- oder Abluft in die Kammer 1 bzw. in die bereits beidseitig offenen Leuchtstoffröhren 3 geleitet. Die Düsen am Schneidemesser 2′ sind entsprechend der Packung der Röhren 3 (dichteste Packung, Flaschenpackung) angebracht, so daß die Luft, die der Kompressor 5 mit einem Druck von 2-10 bar durch die Düsen drückt, direkt in die Röhren 3 eingeleitet wird. An den elektrischen Heizdrähten, mit denen die an dem Schneidemesser 2′ angebrachte Düsenleiste versehen ist, wird die mittels Wärmekopplung vorgewärmte Frisch- bzw. Abluft auf Temperaturen von 40-60° C, vorzugsweise 45-55° C, gebracht. Gleichzeitig läuft die Vakuumpumpe 16 mit voller Kraft, so daß der Kammerdruck während des Schneidevorgangs nicht auf Werte wesentlich über dem Röhreninnendruck ansteigt. Durch dieses gleichzeitige Einpressen und Absaugen von angewärmter Luft wird eine ausgezeichnete Spülung der Röhren 3 erreicht, um den in den Röhren 3 enthaltenen Quecksilberdampf, Leuchtstoff und das Edelgas herauszuspülen. Ein weiterer Vorteil dieses Ausblas- /Absaugverfahrens besteht darin, daß kein Flüssig-Hg aus dem Luftgemisch auskon densieren und "auskleckern" kann. Der Vorgang der Luftspülung wird fortgeführt, bis die Schneidemesser 2, 2′ die unterste Röhrenreihe erreicht haben und mit höherer Geschwindigkeit (60-90 cm/min) wieder aufwärts in die Ausgangsstellung bewegt worden sind. Das durch die Röhren 3 zu spülende Luftvolumen wird vorzugsweise so ausgewählt, daß jede Röhre 3 mit insgesamt 5-10 l Warmluft gespült wird.

Durch die trichterförmige Austrittsöffnung gelangt die mit Quecksilber, Edelgasen und Leuchtstoff beladene Warmluft aus der Kammer 1 in den Kühler 9, einen mit Wasser als Kühlmittel arbeitenden Lamellenkühler. Das mit den Leuchtstoff röhrenbestandteilen beladene Warmluftgemisch wird in dem Kühler 9 auf etwa 15-20° C abgekühlt. Aufgrund des stark von der Temperatur abhängigen Sättigungs gehaltes von Quecksilberdämpfen wird bei einer Abkühlung der Luft von z. B. 50 auf 20° C der Hg-Gehalt in 1 m³ Luft von etwa 130 mg auf nur 14 mg abgesenkt. Das bedeutet, daß die 116 mg Differenz an Quecksilber (dazu kommt noch eine gewisse Menge an Quecksilber aufgrund der temperaturbedingten Volumenminderung der Luft) aus dem Gasgemisch als Flüssig-Hg "ausfallen". Das durch die Abkühlung kondensierte Flüssig-Hg ist mit geringsten Mengen Leuchtstoffstaubes aus den Röhren 3 ummantelt. Zur Trennung des Quecksilbers und des Leuchtstoffs wird das Kondensat in einen mit Wasser gefüllten Auffangbehälter geleitet. In Wasser sinkt Quecksilber aufgrund seiner hohen Dichte von etwa 13,5 g/cm³ sofort zu Boden, während der Leuchtstoff nur sehr langsam sedimentiert. Das abgesunkene Quecksilber wird als hochreines Hg sofort über einen Ablaßhahn aus dem Auffangbehälter ausgelassen und kann zur Wiederverwendung zur Verfügung gestellt werden. Wenn der Leuchtstoff im Laufe von mehreren Stunden (10-24 Stunden) ebenfalls sedimentiert ist, kann das Wasser abgesaugt werden, und der feuchte Leuchtstoff mittels eines Warmluftgebläses getrocknet werden. Dieser steht anschließend als Reinstprodukt zur Wiederverwendung in Leuchtstoffröhren bereit.

Das mit Quecksilber, Leuchtstoff und Edelgas beladene Luftgemisch wird vom Kühler 9 weiter zu dem Hg-Rührabscheider 10 mit Schrägboden, Abflußeinrichtung, Auffangbehälter 11 und einem elektrischen Rührer 12 mit gezahnten Seitenarmen geleitet. Dort lassen sich weiteres Quecksilber und Leuchtstoff abscheiden. Dies erfolgt aufgrund der Rührbewegung des elektrischen Rührers 12, durch die die kleineren Hg-Tröpfchen an der Innenwandung abgeschieden werden. Da das Quecksilber mit Leuchtstoff ummantelt ist, ist die hohe Oberflächenspannung des Quecksilbers (ca. 0,5 Nm^-1) deutlich reduziert. Das hat zur Folge, daß das Quecksilber in kleineren Tröpfchen mit gegenüber reinstem Quecksilber vergrößerter spezifischer Oberfläche vorliegt und sich durch die Turbulenz des Rührers 12, der mit einer Geschwindigkeit von 30-100 U/min rührt, niederschlagen läßt. Kondensiertes, mit Leuchtstoffstaub ummanteltes Quecksilber läuft an der Innenwand des Hg-Rührabscheiders 10 nach unten und gelangt von dem schrägen Boden des Abscheiders 10 in den Auffangbehälter 11. Dieser ist analog zu dem Auffangbehäl ter unter dem Kühler 9 mit Wasser gefüllt, so daß Quecksilber und Leuchtstoff wiederum leicht voneinander zu trennen sind.

Von dem Hg-Rührabscheider 10 wird das Luftgemisch zu einem Zyklon 13 gesaugt, der wegen der Abtrennung des größten Teils des Leuchtstoffs in die Vorrichtung integriert worden ist. Nach der bekannten Wirkungsweise von Zyklonen werden Leuchtstoff und restliches, noch immer im Luftgemisch vorhandenes Quecksilber durch ein geeignetes Staubaustragorgan ausgetragen in einen Leuchtstoff-Auf fangbehälter 14, der mit Wasser gefüllt ist, so daß sich Quecksilber und Leuchtstoff wiederum wie in den Auffangbehältern des Kühlers 9 und des Rührabscheiders 10 leicht abtrennen lassen. Neben Quecksilber und Leuchtstoff werden in dem Zyklon 13 möglicherweise auch kleinere Glassplitter ausgeschieden, die beim Schneiden der Röhren anfallen und mit dem Warmluftstrom ausgetragen werden. Diese Splitter haben in Wasser eine Sedimentationsgeschwindigkeit, die zwischen der des Flüssig-Quecksilbers und der des Leuchtstoffs liegt, so daß es kein Problem darstellt, Quecksilber und Leuchtstoff frei von Glassplittern wiederzugewinnen.

Das nunmehr weitgehend von Leuchtstoff und Quecksilber gereinigte Luft-Edelgas- Gemisch verläßt durch ein zentrales Gasaustrittsrohr den Zyklon 13 und wird in einen handelsüblichen Hg-Adsorber 15 (Adsorbens: Aktivkohle) geleitet. Das Adsorbens nimmt letzte Reste an Quecksilber auf und senkt somit die Hg- Konzentration auf unter 0,01 mg/m³ Luftgemisch. Für den Fall, daß adsorbiertes Quecksilber flüssig auskondensiert, steht zum Sammeln dieses Flüssig-Quecksilbers ein Auffangbehälter 15a bereit.

Das den Adsorber 15 verlassende Luftgemisch wird analystisch (z. B. mittels eines AAS-Gerätes 17) auf seinen Restgehalt an Quecksilber gemessen. Bei ordnungs gemäßem Verfahrensablauf beträgt die Hg-Konzentration maximal 0,01 mg/m³ Luftgemisch und somit nicht mehr als 1/10 des MAK-Wertes, so daß die Luft durch ein Auslaßventil 18 in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Ist die Hg- Konzentration jedoch aus irgendwelchen Gründen unerwünscht hoch, wird die Abluft noch einmal zu einem weiteren Reinigungszyklus in die Kammer 1 eingeleitet. Eine zweite Verwendung der edelgashaltigen Abluft zum Durchspülen von weiteren zu entsorgenden Leuchtstoffröhren führt zu einer Konzentrierung des Edelgases und wird zweckmäßigerweise durchgeführt, wenn das Edelgas zu seiner erneuten Verwendung verkauft werden kann. Dies trifft derzeit in aller Regel nur für Xenon, nicht aber für die übrigen üblicherweise verwendeten Edelgase zu.

Wenn der Vorgang, die beidseitig geschnittenen Leuchtstoffröhren mit der eingedrückten Warmluft zu spülen, beendet ist, kann Calciumpolysulfid (CaS_x) über eine Sprüheinrichtung in die Kammer 1 gegeben werden, so daß eventuell noch nicht ausgetriebenes Quecksilber gebunden und abgesaugt werden kann. Im Inneren der Kammer 1 ist ein Ventilator angebracht, der für die gleichmäßige Verteilung des Polysulfids sorgt.

Um eventuell auftretende Druckschwankungen auszugleichen, ist die Vorrichtung zur Entsorgung der Leuchtstoffröhren mit einem Gas-Pufferraum 19 ausgestattet, dessen Sicherheitsventil je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden kann.

Nachdem die vorstehend geschilderten Vorgänge beendet sind, wird die Kammer 1 belüftet und anschließend geöffnet, die Umfassung 6 mit dem Röhrenblock entnommen und in einem salzsauren Wasserbad (pH 3-5) unter leichtem Rühren für einige Minuten gespült. Eventuell noch pastenartig an der Röhrenwandung haftender Leuchtstoff wird so ausgewaschen und gelöst. Die gereinigten Röhren 3 können für die Herstellung von neuen Leuchtstoffröhren mit leicht gekürzten Längen wiederverwendet werden.

Die Entsorgung des mit Quecksilber gesättigten Adsorbens erfolgt als Quecksilber sulfid, indem das Adsorbens aus der Adsorptionskerze entnommen, in ein Faß gefüllt und mit Schwefelblüte bedeckt wird. Die Fässer werden verschlossen gelagert und bei Bedarf auf Sondermülldeponien entsorgt.

Erfindungsgemäß lassen sich auch Rundröhren entsorgen. Dazu befindet sich am Bodenteil der Umfassung 6 eine bewegliche und arretierbare Querschiene 24, auf der vier Röhrenkörbe 22 befestigt sind (Fig. 3b). Diese haben eine Höhe von 1,80 m und einen Innendurchmesser von 42 cm, so daß in ihnen je 60 Rundröhren Platz finden. Die Röhren werden so in die Körbe 22 eingelegt (Fig. 3a), daß der Kunststoff-Stromanschluß 25 der Röhren von dem Schneidemesser 2′ abgetrennt werden kann. Genau wie die stabförmigen Leuchtstoffröhren 3 werden die Rundröhren mit einem Gewicht fixiert, z. B. in der Mitte mit einer mit Schaum stoff gepolsterten oberen Querschiene 23. Diese Querschiene 23 wird links und rechts an der Umfassung 6 befestigt.

Die Umfassung 6 wird so in die Kammer 1 eingeführt, daß das Schneidemesser 2 mit dem Röhrenschnitt 21 maximal 5 cm des Rundröhrenglases abtrennt (Fig. 3a). Das andere Schneidemesser 2′ dagegen wird anschließend so über den Röhrenkör ben 22 arretiert, daß der Röhrenschnitt 20 mit dem Schneidemesser 2, im Abstand von 10 cm vom Kunststoff-Stromanschluß 25 erfolgt. Dieser hintere Schnitt 20 wird weiter mittwärts angesetzt, um die Öffnungsbreite der geschnittenen Rundröhren zu vergrößern und dadurch die Menge der die Röhren spülenden Warmluft zu erhöhen.

Das Schneiden der Röhren erfolgt wiederum mit einem Vorschub der Schneidemes ser 2, 2′ von 6-12 cm/min und insbesondere von 9-10 cm/min, dem sich der oben beschriebene Spülvorgang anschließt. Das abgeschnittene Glas mit dem Kunststoff-Stromanschluß 25 fällt in eine Kammer, die Mittelteile der Rundröhren und das mit dem Messer 2 abgeschnittene Glas gelangt in eine zweite Kammer und kann als Bruchglas nach der Wäsche für neue Leuchtstoffröhren wiederverwertet werden. Die übrigen Schritte zum Spülen der Röhren und zum Abtrennen von Quecksilber und Leuchtstoff erfolgen genau wie oben für die normalen Längsröhren 3 beschrieben.

Beispiel

Entsorgung von 3 600 Leuchtstoffröhren von 2 m Länge. Die Umfassung wurde bei einer Breite und Höhe von jeweils 1,80 m auf eine Länge von 1,90 m eingestellt, so daß 2 m lange Leuchtstoffröhren an beiden Enden je 5 cm über das Bodenteil der Umfassung herausragten. Ein 1,80 · 1,90 m großes Gewicht, gepolstert mit Schaumstoff, wurde zur Beschwerung der 60 · 60 Röhren auf den Röhrenblock gelegt und arretiert.

Die mit dem Röhrenblock beschickte Umfassung wurde in die Kammer eingesetzt und dort so positioniert, daß das nur senkrecht bewegliche Schneidemesser 4 cm von einem Ende der Leuchtstoffröhren die Metallkappen abschneiden konnte, und die abgetrennten Metallkappen am Bodenteil der Umfassung vorbei in den trichterförmigen Schacht des Schneckengetriebes fallen, dort gequetscht und in die Metallkammer ausgetragen werden konnten. Das auch in Längsrichtung variable Schneidemesser mußte entsprechend arretiert werden, so daß auch vom anderen Ende der Röhren 4 cm abgeschnitten werden konnten.

Die Kammer wurde geschlossen und mit der Vakuumpumpe auf einen Druck von 0,5 mbar evakuiert. Sobald dieser Druck erreicht wurde, wurde mit dem Schneidevorgang begonnen. Dazu wurden beide Schneidemesser synchron und mit konstanter Geschwindigkeit von 3 Röhrenschichten (etwa 9-10 cm) pro Minute nach unten bewegt. Eine Minute nach Beginn des Schneidevorgangs wurde mit der Zufuhr von Frischluft (1,5 m³/min) begonnen, die über die Düsenleiste am Schneidemesser mit einem Druck von 3 bar in die Röhren eingepreßt wurde. An den Heizdrähten war die Frischluft, thermostatisch geregelt, auf 55°C erwärmt worden. Um den Kammerinnendruck weiter bei niedrigen Werten von maximal 5 mbar zu halten, wurde die Vakuumpumpe auf volle Leistung gestellt, und das Sicherheitsventil des Gas-Pufferraumes geschlossen. Nach 20 Minuten waren alle Röhren beidseitig geschnitten und mit der Warmluft durchgespült worden. Die Aufwärtsbewegung der Schneidemesser erfolgte in nur 3 Minuten, währenddessen die Spülung mit der angewärmten Frischluft fortgesetzt wurde.

Als die beiden Messer wieder am oberen Ende der senkrechten Gleitschiene angekommen waren, wurde 1 l Calciumpolysulfid in die Kammer gesprüht, mittels des in der Kammer angebrachten Ventilators gleichmäßig verteilt und mit der Vakuumpumpe abgesaugt. Nach der Absaugung war die Entsorgung beendet. Die Kammer konnte belüftet und geöffnet, und die Umfassung mit dem Röhrenblock nach Prüfung der Kammerluft auf Quecksilberdämpfe entnommen werden.

Die Umfassung wurde mitsamt Röhren in eine entsprechend große, mit wäßriger HCl, pH 3,5, gefüllte Kunststoffwanne gehievt, um die Reinigung des Röhrenglases vorzunehmen. Weniger als 300 der 3 600 entsorgten Leuchtstoffröhren waren während des Abschneidens der Röhrenenden zu Bruch gegangen. Das mit Leuchtstoff, Edelgas und Quecksilber beladene Warmluftgemisch wurde in einem Lamellenkühler mit Leitungswasser auf etwa 15°C abgekühlt, so daß bereits ein beträchtlicher Teil des Quecksilbers abgetrennt werden konnte.

Der elektrische Rührer des Hg-Rührabscheiders wurde mit 80 U/min gedreht. Als Zyklon und Adsorptionsanlage wurden handelsübliche Produkte verwendet. Mit Aktivkohle betrug die Aufnahmekapazität an Hg mindestens 16% der Adsorbens masse.

Der Zeitplan für die Entsorgung der 3 600 Leuchtstoffröhren war folgender:

Einsetzen des Röhrenblocks in die Kammer, Ansetzen der Schneidemesser, Schließen der Kammer
10 Minuten
Evakuieren der Kammer auf 0,5 mbar	3 Minuten
Röhrenschnitt und Luftspülung abwärts	20 Minuten
Röhrenspülung aufwärts	3 Minuten
CaS_x-Spülung	3 Minuten
Evakuieren, Belüften und Öffnen der Kammer, Herausnahme des Röhrenblocks	10 Minuten
Summe	49 Minuten

Bei einer Betriebszeit von 9 Stunden täglich sind 10 Läufe leicht möglich, was eine Entsorgung von mindestens 36 000 Leuchtstoffröhren pro Tag bedeutet. Bei Verwendung größerer Umfassungen für mehr als 3 600 Röhren läßt sich der tägliche Durchsatz noch weiter steigern.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung und Wiederverwendung von Leuchtstoffröhren, dadurch gekennzeichnet, daß man Leuchtstoffröhren bündig zu einem Röhrenblock stapelt, die Metallkappen der Leuchtstoffröhren unter mechanischer Druckeinwirkung abtrennt und das in den Leuchtstoffröhren enthaltene Stoffgemisch herausspült.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Röhrenblock in seiner Lage fixiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Umgebungsdruck des Röhrenblocks reduziert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man das Abtrennen der Metallkappen durch Einwirkung messerartiger Schneideeinrichtungen bewirkt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man den Vorschub der messerartigen Schneideeinrichtungen mittels einer Antriebseinrichtung auf einen Wert im Bereich von 6-12 cm/min einstellt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man das Herausspülen des in den Röhren enthaltenen Stoffgemisches durch Hindurchleiten eines Spülfluids durch die von den Metallkappen befreiten Röhren bewirkt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spülfluid Luft verwendet, vorzugsweise angewärmte Luft von 40-60°C.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man das aus den Leuchtstoffröhren herausgespülte Stoff gemisch einer Kühlung unterwirft, dabei Hg-Dämpfe kondensiert und als Flüssig-Hg zusammen mit Leuchtstoff in Wasser abscheidet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus den Leuchtstoffröhren herausgespülte Stoffgemisch auf 15-20°C abkühlt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man aus dem aus den Leuchtstoffröhren herausgespülten Stoffgemisch weiteres Flüssig-Quecksilber zusammen mit Leuchtstoff durch Rührabscheidung abtrennt und in Wasser einbringt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man das aus den Leuchtstoffröhren herausgespülte Stoff gemisch entstaubt und den mit Quecksilber verunreinigten Leuchtstoff in Wasser einbringt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 10, oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß man das auf Grund seiner hohen Sedimentationsgeschwindigkeit in Wasser sofort absinkende Quecksilber von ebenfalls abgeschiedenem Leuchtstoff, der jedoch langsamer sedimentiert, als hochreines Flüssig-Quecksilber abtrennt, den Leuchtstoff sich absetzen läßt, das Wasser über dem sedimentierten Leuchtstoff absaugt und den Leuchtstoff trocknet.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man das aus den Leuchtstoffröhren herausgespülte Stoff gemisch zur Senkung der Quecksilber-Konzentration auf maximal 0,01 mg Hg/m³ mit einem Hg-Adsorbens, vorzugsweise Aktivkohle, in Kontakt bringt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man die Leuchtstoffröhren einer weiteren Spülung mit einem Spülfluid unter Zusatz eines Quecksilber-Absorbens, vorzugsweise Calciumpolysulfid, unterwirft.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß man die von den Metallkappen befreiten Leuchtstoffröhren nach dem Herausspülen des Stoffgemisches einer Flüssigwäsche unterwirft.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigwäsche mit einer salzsauren Lösung durchführt.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-16, gekennzeichnet durch eine Umfassung (6) zur bündigen Aufnahme eines gestapelten Blocks Leuchtstoffröhren (3), ein- oder beidseitig und senkrecht zur Längsachse der Leuchtstoffröhren (3) beweglich angebrachte Schneideeinrichtungen (2, 2′) sowie Zuführungs- und Abführungsein richtungen für ein Spülfluid.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor richtung ausgestaltet ist als geschlossenes System.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideeinrichtungen (2, 2′) messerartig ausgebildet sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglich angebrachten Schneideeinrichtungen (2, 2′) mittels einer Antriebseinrichtung mit wählbarem Vorschub verfahrbar sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub in einem Bereich von 6-12 cm/min regelbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassung (6) zur Einstellung auf die Länge der Leuchtstoff röhren (3) verstellbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-22, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Schneideeinrichtungen (2, 2′) eine mit elektrischen Heiz drähten ausgestattete Düsenleiste befestigt ist, und diese Düsenleiste zum Hindurchleiten des Spülfluids durch die Leuchtstoffröhren mit einem Kompressor (5) verbunden ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-23, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Einrichtungen vorhanden sind; ein Kühler (9), ein Hg-Rührabscheider (10), ein Staubabscheider (13) mit Auffangbehälter (14), ein Adsorber (15) mit Auffangbehälter (15a), eine Vakuumpumpe (16), ein Meßgerät (17) zur Bestimmung der Hg- Konzentration, ein Auslaßventil (18) und ein Gaspufferraum (19) mit Sicherheitsventil zum Ausgleich von Druckschwankungen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (9) Lamellenform hat und wassergekühlt ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Hg- Rührabscheider (10) ausgestattet ist mit einem elektrischen Rührer (12) mit gezahnten Seitenarmen, einem Schrägboden mit Abflußeinrichtung und einem Auffangbehälter (11).