[发明专利]一种退役风机叶片定向解聚回收方法

说明书

本发明公开了一种退役风机叶片定向解聚回收方法，该方法包括：(1)叶片预处理：将退役风机叶片进行破碎、干燥处理；(2)催化解聚：将预处理后的退役风机叶片送入解聚装置，然后加入具有催化氧化性质的降解液与催化剂，在常压下进行油浴加热，在80‑120℃下经解聚处理9～12h后，分离得到纤维材料与降解残液；(3)降膜回收：将步骤(2)得到的降解残液送入降膜蒸发器进行降解液的回收，同时得到残液沉降；(4)树脂回收：将步骤(3)得到的残液沉降进行离心分离获得离心固体与废液，将所得离心固体经干燥后得到降解树脂。本发明能高效处理退役风机叶片并回收其中的纤维材料和树脂等资源。

技术领域

本发明涉及退役风机叶片的处理方法，具体是涉及一种退役风机叶片定向解聚回收方法。

背景技术

风机叶片是风力发电机的核心部件之一，具有低重量、高强度、抗腐蚀、耐疲劳等优异 特性，其质量可占整个风机叶片的比重高达90％。目前，风机叶片由玻璃纤维、碳纤维或混 合物增强的热固性树脂基复合材料制成，另含有少量的环氧结构胶、聚环氧丙浣基漆等成分。 风机叶片直径每增大6％，风能利用率可增加约12％，随着风力发电机单机装机容量的增加， 树脂基玻璃纤维复合材料的使用量和报废量也随之快速攀升。当前，风电机组每兆瓦额定功 率需要使用约1015吨风机叶片材料。风机叶片的通常设计寿命约为20年，在国内大部分 叶片实际使用年限大约为15年。在风力发电快速发展的高峰期之后，将有大量风机叶片退 役或由于损坏、老化而被维护替换。2018年我国退役风机叶片约为5700吨，到2022年预 计将产生5.9万吨退役风机叶片，根据装机容量预测，这一数字将在5～8年内翻一番。基于 越来越多的风机叶片寿命终止以及对资源节约和环境保护的重视，通过资源化利用的方式实 现退役风机叶片的无害化处理已形成共识，通过实现风机叶片的生产、使用、回收全过程绿 色闭环循环发展，使风能成为真正的“清洁能源”。

目前我国退役风机叶片的回收利用尚处于起步阶段，相关研究工作也才刚刚开始。此前 对退役风机叶片处理和回收利用的研究成果主要以物理回收法为主，将拆解后的退役风机叶 片采用机械切割、破碎的方法制成树脂基玻璃纤维复合材料粉末(专利201520292707.4)， 将其作为填充料应用于建筑材料、公路路面建设、水泥建材、石膏建材等领域，形成再利用 产业化(专利201610871475.9、专利202010067277.1、专利20201010067446.1)。该方法机 械机构较为简单、运行成本较低，可实现退役风机叶片的大规模的无害化处理和100％资源化 利用，但仍属于材料的降级使用，降低了退役风机叶片材料本身的资源性和经济性，再生技 术含量相对不高，且再生产品附加值低。热解法是当前主要研究和发展的一种新型退役风机 叶片处理再利用技术，现已开发了多套基于流化床热解炉系统和回转窑系统的专用装备(专 利CN202110255177.6、专利CN202110574097.7、专利CN202110572601.X、专利 CN202110256548.2)。热解法具有二次污染小、资源回收率高的特点，但需要消耗大量的能 源，对处理设备的要求也较高，具有广阔的应用前景，但在催化剂开发择选、装备开发、工 艺优化和产物资源化利用等方面还需进一步探索。采用定向解聚法回收退役风机叶片，可使 其中环氧树脂的C-N键选择性断裂，并保留C-C和C-O键骨架结构，在回收高附加值的碳纤 维的同时，对热固性有机树脂材料定向解聚，获得易于再利用的低聚物，具有工艺简便、回 收率高、低温常压、纤维材料损伤小等优势。

因此，为高效处理退役风机叶片并回收其中的纤维材料和树脂等资源，同时解决当前处 理技术工艺流程复杂、资源浪费严重、二次污染严重等问题，基于树脂的热解特性，需要开 发一种基于定向解聚技术的退役风机叶片回收处理方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出一种退役风机叶片定向解聚回收方法，解决了传 统处理方法二次污染严重、资源回收率低和再生产品附加值低、资源降级利用等难题。

本发明的一个目的是提供一种退役风机叶片定向解聚回收方法，该方法包括如下步骤：