[发明专利]一种利用太阳能回收碳纤维的方法及其装置

说明书

本发明涉及废弃材料回收技术领域，一种利用太阳能回收碳纤维的装置，包括粗处理装置和精处理装置，所述精处理装置包括：精处理炉壳体，所述精处理炉为双层壳体，内层为热解反应室外层顶部放置熔盐材料，并连接一根蛇形导热管，所述蛇形导热管内部填充有熔盐材料，所述蛇形导热管上设置有流量泵，所述蛇形导热管设置于整个夹层空间内，外层顶部用于放置熔盐材料的箱体分别与蛇形管首尾两端相连，所述外层内侧与内层外侧上均设置有蛇形管放置槽，所述蛇形管放置槽邻侧设置有电加热装置布线槽，所述热解反应室底部设置有进气管，所述进气管与空气储气罐相连，发明提出一种能源利用率较高，工作效率较高，回收纯度较高的利用太阳能回收碳纤维的装置。

技术领域

本发明涉及废弃材料回收技术领域，特别涉及一种利用太阳能的废弃材料回收装置。

背景技术

目前，全球碳纤维复合材料废弃物伴随着大量飞机的生产和退役而不断增多，如何提取复合材料中的碳纤维成为研究热点。目前有效回收碳纤维的化学方法中，热解法是最具开发应用的回收技术，也是目前世界上唯一实现商业化运营的碳纤维复合材料回收方法。热解法的基本原理就是将碳纤维复合材料废弃物填入热解设备中进行热解，热解工艺被精确控制，碳纤维复合材料废弃物被加热，加热温度保持在400～500℃之间，这种条件下生产出的清洁碳纤维能保持90％～95％的原始性能，基体树脂被分解成热解气或热解油。可以看到整个热解的过程需要耗费大量能源，增加了化石燃料燃烧产生的大气排放物。

对于这样一个需要大量能量进行的碳纤维回收生产，太阳能光热无疑是很好的能量来源。首先，太阳能属于清洁能源，使用太阳能不会向环境排放温室气体和有害物质。其次，太阳能能量强大，聚合较小面积的太阳辐射就能达到碳纤维复合材料的热解所需温度。最后，在飞机填埋场所在的沙漠地区，太阳能和土地资源往往较为丰富，除了降低生产的能源成本外还可以降低运输等一系列费用。

现有技术中，已有用太阳能分解碳纤维的尝试，例如专利CN201611247331.0公开了一种一种从废旧碳纤维增强复合材料中回收碳纤维的方法，其也是利用太阳能装置进行加热，专利CN201611247334.4，一种两步热处理回收碳纤维的方法，利用两步法进行碳纤维回收，主要技术方案包括预处理和精处理两个过程；

所述预处理过程为：将碳纤维复合材料加热至450℃～600℃，并保持3～4小时，然后冷却；所述精处理过程为：将经过所述预处理的碳纤维复合材料加热至500℃～550℃，并保持2～3小时，然后冷却，最终得到的固态产物即为回收后的碳纤维。

CN201611248783.0一种采用两步法回收碳纤维的太阳能系统及方法，主要实施方案包括所述预处理步骤：将碳纤维复合材料放置于样品操作平台，利用聚光装置将太阳光线聚集成为光斑，使光斑直接照射并加热样品操作平台上的碳纤维复合材料，其中加热温度控制在350～600℃，加热时间控制在10～60分钟，用于去除碳纤维复合材料中40～80％的树脂；

所述尾气处理步骤：通过吸气管吸收碳纤维复合材料加热时产生的尾气，将尾气通过第一气体输送管道输送至除尘装置中进行除尘处理，所述除尘装置采用脉冲过滤方式去除尾气中的颗粒粉尘；经过除尘处理后的尾气通过第二气体输送管道输送至气体吸收处理装置进行净化处理，所述气体吸收处理装置采用碱溶液作为吸收剂，通过碱溶液吸收掉尾气中的酸性有害物质；经过净化处理后的尾气通过尾气排放管道在高点放空；

所述精处理步骤：将预处理后的碳纤维复合材料放置于加热箱中，将聚光装置产生的光斑投射至吸热器，加热吸热器中的熔融盐，使吸热器与加热箱中的熔融盐循环流动，其中加热温度控制在400～580℃，加热时间控制在5～25分钟，用于去除碳纤维复合材料中的残余树脂。