[发明专利]一种利用流化床回收热固性复合材料的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从废弃热固性复合材料中回收纤维的设备和方法；具体讲是一种利用流化床回收热固性复合材料的装置及其方法；属于废弃复合材料回收和再利用技术领域。

背景技术

随着热固性复合材料在航空航天、汽车工业、体育器械等领域的广泛应用，所产生的废弃物与日俱增。复合材料废弃物一方面有来自于复合材料制造复合材料的过程的边角余料，其产率达30%；另一方面有不断增加的废旧制成品，在航空航天领域，25-30年后到达使用寿命的复合材料飞机达成千上万架。而此时有效回收系统和供应链仍然不到位的话，复合材料的处置将会成为一个严重的问题，回收复合材料显得十分重要。

目前，国内对热固性复合材料的回收再利用的研究还处于起步阶段。现有技术公开的回收方法主要包括：物理法、能量法、高温热解法、溶剂降解法等。传统的方法很难高效的回收复合材料，物理法只适用于未被污染的复合材料，且再生产品的使用价值较低；能量法适用于有机物含量较高的复合材料，但易造成环境污染和资源浪费。公开号为CN101591548A的中国专利申请公开了一种高温热解法回收复合材料的装置及工艺，可对废弃的复合材料进行处理，通过燃烧残渣作为水泥原料，热解油可作为燃料，但该热解法工艺复杂，热解过程使用的催化剂易中毒、寿命短、再生性能差，并且通过热解法得到的热解油品质差。公开号为CN102391543A的中国专利申请公开了一种采用酸、丙酮等溶剂回收复合材料的方法，反应条件温和、反应容易控制、副产物少等优点；但由于使用了有机溶剂，易造成环境污染。已公开的技术中还有采用超临界水、超临界醇等绿色溶剂取代有机挥发性溶剂，如公开号为CN200710144538.X的中国专利公开了一种以水为溶剂，在250℃-400℃高温以及4 MPa-27MPa 的高压下分解废弃热固性树脂复合材料的方法。该法回收效率高，对纤维损伤较小，但需要较高的温度及压力，对反应设备要求严格，目前还处在实验阶段，很难工业化。 

由英国Nottingham大学开发的流化床回收热固性复合材料技术，对纤维的破坏和损伤小，回收纤维及树脂的效率较高；但存在高温高压、能耗高，间歇生产等缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种自动化程度高、操作简便，低能耗下可连续处理回收废弃热固性复合材料的装置；同时还提供了利用该装置连接处理回收废弃热固性复合材料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种利用流化床回收热固性复合材料的装置，包括一流化床，该流化床两端分别设有进料口和出料口；其特点为：它还设置有：

一空气加热器，其进气端与外设的气瓶相接；其出气端通过管路与所述流化床底板开设的进气口相接；

一进料器，其出口端通过法兰与所述流化床的进料口连通；

一石英砂循环储罐，其上端通过管路与所述流化床的出料口管路相接；其下端为出砂口，该出砂口通过管路与第一旋风分离器连接，经第一旋风分离器收回的石英砂经其出口返回所述流化床；

一回收纤维储罐，其上端通设有2条管道，其中一管道与所述流化床的出料口管道连接，回收流化床中被气流带出的短纤维；另一管道与第二旋风分离器的下端口连通；第二旋风分离器的出风口通过管道与一处理废气的后处理炉加热器的进气口连通；

所述流化床为卧式流化床，由流化床箱体和流化床顶盖构成；其出料口装有一呈30-60°下倾斜角设置的出料口管道，其出料口管道临近外端口处前后垂直设有两个出口管道；该流化床顶盖的中部设有出气口，该出气口通过管道经一引风机与所述第二旋风分离器的进风口连接；在所述卧式流化床的底板上侧与该底板平行设置有一气体分布板，该气体分布板距其底板的间距为60～200mm；所述气体分布板位于所述出料口一侧设有溢流堰；在所述卧式流化床底板靠近进料器一侧开设有一进气口，该进气口通过管道与所述空气加热器的出气口相接；

在所述空气加热器的出口端、所述卧式流化床内腔的进口和出口处以及所述石英砂循环储罐的出砂口外侧均装有温度变送器；

在所述空气加热器出气口与所述卧式流化床进气口的管路上、所述卧式流化床内的出气口周边和气体分布板的底部和所述回收纤维储罐出口处的外侧的管道上均装有压力变送器；

所述空气加热器的出口与所述卧式流化床进气口连接的管道上装有内置电磁阀的截气阀；

所述压力变送器和所述温度变送器均通过导线与一485信号输出端相接，再通过RS232转接卡用数据线与外设的计算机接口连接。