[发明专利]一种退役风机叶片高温氮气热解处理回收方法

说明书

本发明公开了一种退役风机叶片高温氮气热解处理回收方法，包括：(1)叶片预处理：将退役风机叶片进行破碎处理后，加入热解催化剂混合均匀；(2)氮气加热：在高温条件下加热氮气得到高温氮气；(3)对预处理后的退役风机叶片在高温氮气氛围中进行高温热解，得到热解气、热解油和热解渣；(4)将热解渣经涡电流分选分离得到金属，再经风力分选分离得到热解碳、纤维材料和热解残渣；(5)将步骤(2)、(3)中产生的燃烧烟气进行冷却脱氮，(6)对冷却脱氮后的燃烧烟气进行除尘除溴。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金属等资源。

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高温氮气热解处理回收方法。

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，另含有一定量的铝、铜等金属和少量的环氧结构胶、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泛应用于建筑材料、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。

因此，为高效处理退役风机叶片并回收其中的金属、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，需要开发一种能高效处理退役风机叶片并回收其中的纤维材料和金属等资源的退役风机叶片高温氮气热解处理回收方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出退役风机叶片高温氮气热解处理回收方法，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。

本发明的目的是提供一种退役风机叶片高温氮气热解处理回收方法，该方法包括如下步骤：

(1)叶片预处理：将退役风机叶片进行破碎处理后，加入热解催化剂混合均匀；