[发明专利]一种基于燃煤电厂的废弃风电叶片微波裂解处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于燃煤电厂的废弃风电叶片微波裂解处理系统及方法，该方法首先将废弃的风电叶片切割成块后，采用先隔绝氧气裂解再通氧除碳的工艺，将蒸汽作为隔离保护气，防止裂解过程中破坏增强纤维的内部结构，提升回收增强纤维的强度，进而可保持增强纤维在裂解过程中较好的强度性能，裂解产物再加入微波烧结炉中，在含氧气氛下烧结除去增强纤维表面的残碳，本发明的方法将废弃风电叶片的分解过程与燃煤电厂耦合处理，提高增强纤维的回收纯净度，分离增强纤维实现废弃风电叶片回收利用。

技术领域

本发明属于工业固废无害化处理技术领域，具体涉及一种基于燃煤电厂的废弃风电叶片微波裂解处理系统及方法。

背景技术

风电作为清洁能源一直得到快速发展。风电叶片的主体材料是热固性复合材料，具备轻质高强度、耐温耐腐蚀、设计性能好等特点，一直是大型风电机组的叶片材料。到2019年年底，我国风电装机规模达到2.09亿千瓦，1KW装机容量耗用复合材料平均约为13kg，风机数量至少13万台，早期批量风电机组将面临大规模退役问题，大量报废的风电叶片作为工业固废污染环境同时造成资源浪费。

目前废弃风电叶片的处理方法有多种，包括粉碎作建筑材料、高温裂解回收纤维、溶解(超临界流体和溶剂)回收树脂和纤维、水泥制造法等，这些国内外技术都面临能耗大、处理量小、易产生二次污染等问题。

微波裂解技术是利用微波选择性对物体进行加热，无需热传导就使得物料内外部同时加热同时升温，加热均匀且速度较快，与传统加热方式相比，其能耗大大减少，约为传统加热的几分之一甚至几十分之一，节能效果显著。

废弃风电叶片回收处理一直是研究热点。例如，中国专利CN110181714A公开了一种聚合物复合材料废弃物的回收再利用方法，该专利的裂解过程是通入惰性气体或者真空度实现无氧环境，而且氧化过程中通入混合气氧含量大于21％，同时氧化时间超20min，氧含量过高和过长氧化时间导致回收率不高，回收纤维的拉伸强度下降较多；中国专利CN112024583A公开了一种废旧风电叶片回收方法，该方法抽取汽轮机中压缸蒸汽是用来加热反应釜，而非保护气，同时尾气送入火电厂SCR脱硝反应器入口，但是尾气中污染性气体难以分解，造成尾气二次污染；中国专利CN111396889A公开一种基于燃煤电厂的废弃风机叶片热解补燃系统及方法，该方法是抽取高温烟气传热实现裂解过程温度控制，同时产生的裂解气和热解油用于燃煤机组调峰控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于燃煤电厂的废弃风电叶片微波裂解处理系统及方法，以解决现有技术中的回收后纤维拉伸强度不高，整个回收过程污染严重的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于燃煤电厂的废弃风电叶片微波裂解处理方法，包括以下步骤：

步骤1，将废弃风电叶片非金属复合材料切割成块，然后加入微波气氛裂解炉中，在水蒸气环境下进行裂解，获得裂解产物；

步骤2，将裂解产物放置于微波烧结炉中，在含氧气氛下烧结，烧结后获得含有增强纤维的灰渣。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，裂解温度为350℃～900℃，裂解时间为5min～20min。

优选的，步骤1中，裂解过程同时会获得裂解尾气和裂解液，所述裂解尾气通向至锅炉二次风管，所述裂解液通向至锅炉的炉膛。

优选的，步骤1中，所述微波气氛裂解炉的水蒸气进汽管连通至低压缸的排气管。

优选的，步骤1中，所述烧结温度为400℃～500℃，烧结时间为1min～3min。

优选的，步骤1中，所述含氧气氛中氧含量为5％～21％。