[发明专利]一种回收碳纤维增强树脂基复合材料的装置及其方法

权利要求书

1.一种回收碳纤维增强树脂基复合材料的装置，其特征在于：由氧气输送单元、回收单元以及热管（16）构成；所述氧气输送单元用于向单个回收单元提供定量的氧气；所述回收单元包括反应釜（1），用于盛放待分解的碳纤维增强树脂复合材料和氧化物半导体（3），通过高温活化氧化物半导体对碳纤维增强树脂复合材料进行分解；所述热管（16）将多个回收单元相连，用于将前一个回收单元中由于分解反应产生的热量回收并反馈给后一个回收单元作为能量来源；

所述回收单元包括反应釜（1）、支架（2）、氧化物半导体（3）、温度监测装置（4）、电阻丝（5）、液压控制装置（10）、压力监测装置（11）、安全阀（12）、排气管（13）；所述反应釜（1）的上盖（6）和釜体之间采用柔性石墨密封圈（17）密封；

所述液压控制装置（10）包括液压缸（7）、阀组（8）、变量柱塞泵（9）；

所述反应釜（1）的上盖（6）、液压缸（7）中的柱塞以及支架（2）三者固连，在所述支架（2）中盛放待分解的碳纤维增强树脂基复合材料；

所述上盖（6）快速下降、慢速与釜体闭合、快速打开三个过程由液压控制装置（10）控制。

2.根据权利要求1所述的回收碳纤维增强树脂基复合材料的装置，其特征在于：所述氧气输送单元由集气瓶（14）、单向阀和不锈钢管（15）构成，并与所述回收单元连通。

3.一种回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，其特征在于：包括氧气输送单元、回收单元以及热管（16）；所述氧气输送单元用于向单个回收单元提供定量的氧气；所述回收单元包括反应釜（1），用于盛放待分解的碳纤维增强树脂复合材料和氧化物半导体（3），通过350℃~500℃高温活化氧化物半导体对碳纤维增强树脂复合材料进行分解；所述热管（16）将多个回收单元相连，用于将前一个回收单元中由于分解反应产生的热量回收并反馈给后一个回收单元作为能量来源。

4.根据权利要求3所述的回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：将多个回收单元依次标号为回收单元H1、回收单元H2、....、回收单元Hn，将粉末状的氧化物半导体（3）加入至各回收单元的反应釜（1）中，同时将待分解的碳纤维增强树脂基复合材料放入支架（2）中，并通过液压控制装置（10）加入至各回收单元的反应釜（1）中，完成加料和密封过程；所述各回收单元中碳纤维增强树脂基复合材料的质量相等；

步骤2：打开集气瓶（14），以体积百分比计，将浓度为5%~15%的氧气通过不锈钢管（15）输送到各回收单元的反应釜（1）中；

步骤3：通过盘旋在反应釜（1）外壁的电阻丝（5）对回收单元H1的反应釜（1）进行加热，通过温度监测装置（4）监测反应釜（1）内的温度，当反应釜（1）内温度达到350℃~500℃时停止加热，回收单元H1中开始发生分解反应；

步骤4：通过热管（16）将回收单元H1中产生的热量回收并反馈给回收单元H2，当回收单元H2中反应釜（1）内温度达到350℃~500℃时，回收单元H2开始发生分解反应，并通过热管（16）将回收单元H2中产生的热量回收并反馈给回收单元H3，当回收单元H3中反应釜（1）内温度达到350℃~500℃时，回收单元H3开始发生分解反应，依次类推，通过热管（16）将第（n-1）个回收单元中由于分解反应产生的热量回收并反馈给第n个回收单元中作为能量来源，最终实现各个回收单元中反应釜（1）内温度的平衡；

步骤5：维持各回收单元分解反应10min~20min，待分解完成时，取出支架（3）获得表面干净的碳纤维材料。

5.根据权利要求3或4所述的回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述氧化物半导体（3）为Cr₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、ZnO、NiO、α- Fe₂O₃、CuO、Cu₂O。

6.根据权利要求3或4所述的回收碳纤维增强树脂基复合材料的方法，其特征在于：所述各回收单元中，氧化物半导体（3）与碳纤维增强树脂基复合材料的质量比为5:1~10:1。