一种退役风机叶片真空热解处理回收方法技术

本发明专利技术公开了一种退役风机叶片真空热解处理回收方法，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；然后通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理；(2)真空热解：对预处理后的退役风机叶片在真空负压状态下进行催化热解处理，得到热解气、热解油和热解渣；(3)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；(4)将步骤(1)中产生的燃烧烟气进行冷却脱氮，(5)对冷却脱氮后的燃烧烟气进行除尘除溴。本发明专利技术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。叶片并回收其中的纤维材料和金属等资源。叶片并回收其中的纤维材料和金属等资源。

【技术实现步骤摘要】
一种退役风机叶片真空热解处理回收方法


[0001]本专利技术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真空热解处理回收方法。

技术介绍

[0002]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”。
[0003]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。
[0004]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真空热解处理回收方法。
[0005]
技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的问题，本专利技术提出一种退役风机叶片真空热解处理回收方法，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。
[0007]本专利技术的目的是提供一种退役风机叶片真空热解处理回收方法，该方法包括如下步骤：
[0008](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，然后通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理；
[0009](2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入真空热解装置，退役风机叶片在真空负压状态下进行催化热解处理，经催化热解处理70～140min后，得到热解气、热解油和热解渣，将得到的热解气、热解油进行回收；
[0010](3)分离热解渣：将步骤(2)得到的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；
[0011](4)逆流冷却脱氮：将步骤(1)中作预热处理后的燃烧烟气通入逆流冷却系统，对燃烧烟气进行逆流冷却，即所述逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却液的流动方向相反，具体地，逆流冷却系统中设置有烟气管道，该烟气管道外周壁流动有冷却水，燃烧烟气从烟气管道的上部进入然后从烟气管道的下部出来，冷却水则自烟气管道的下部流向上烟气管道的下部，对燃烧烟气进行逆流冷却。该冷却水经自然冷却后可循环使用。同时在燃烧烟气的入口处喷入用于去除燃烧烟气中氮氧化物的脱硝剂溶液，得到冷却脱氮后的燃烧烟气；冷却脱氮后的燃烧烟气的出口温度为150℃。
[0012](5)除尘除溴：将步骤(4)得到的冷却脱氮后的燃烧烟气通入除尘除溴系统进行除尘除溴处理，燃烧烟气先经除尘装置去除细小飞灰后进入碱洗装置，再在碱洗装置中投入用于去除燃烧烟气中溴化氢的除溴剂溶液，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
[0013]优选地，所述步骤(1)中，所述热解催化剂选自氧化铝、氧化钙、氢氧化钙中的任意一种，所述退役风机叶片与热解催化剂的投料比为1吨：15～20kg。
[0014]优选地，所述步骤(1)中，高温处理后的燃烧烟气的烟气入口温度为300～340℃、烟气出口温度为240～280℃。
[0015]优选地，步骤(1)中，预热处理温度为260～280℃，预热处理时间为20～30min。
[0016]优选地，步骤(2)中，催化热解处理的气压条件为10～20kPa。
[0017]优选地，为适合于大规模工业化应用，实现连续性的生产，所述真空热解装置为钢带连续式真空热解炉。
[0018]进一步优选地，所述步骤(3)中，催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，所述四段式分区加热包括：入料区段温度240～280℃、停留时间5～10min，升温区段温度280～350℃、停留时间10～20min，热解区段温度350～450℃、停留时间40～80min，降温区段温度200～350℃、停留时间15～30min。采用此加热方法有利于提高热解处理效率。
[0019]进一步优选地，步骤(2)中，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入真空热解装置中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净后，再对退役风机叶片进行催化热解处理。
这是由于物料是连续进料的，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入真空热解装置中的排气室中将空气排净，可以确保连续进料真空热解装置内的密封性，进一步确保真空热解装置内的气压稳定性。
[0020]优选地，所述步骤(5)中，所述脱硝剂溶液选自氨水、尿素溶液中的任意一种，所述退役风机叶片与脱硝剂溶液的投料比为1吨：4.6～6.5kg，所述脱硝剂溶液的质量浓度为 5wt％～10wt％。
[0021]优选地，所述步骤(6)中，所述除溴剂溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液中的任意一种，所述退役风机叶片与除溴剂溶液的投料比为1吨：5～12kg，所述除溴剂溶液的质量浓度为10wt％～15wt％。
[0022]本专利技术与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退役风机叶片真空热解处理回收方法，其特征在于：该包括如下步骤：(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，然后通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理；(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入真空热解装置，退役风机叶片在真空负压状态下进行催化热解处理，经催化热解处理70～140min后，得到热解气、热解油和热解渣，将得到的热解气、热解油进行回收；(3)分离热解渣：将步骤(2)得到的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；(4)逆流冷却脱氮：将步骤(1)中作预热处理后的燃烧烟气通入逆流冷却系统，对燃烧烟气进行逆流冷却，即所述逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却液的流动方向相反，同时在燃烧烟气的入口处喷入用于去除燃烧烟气中氮氧化物的脱硝剂溶液，得到冷却脱氮后的燃烧烟气；(5)除尘除溴：将步骤(4)得到的冷却脱氮后的燃烧烟气通入除尘除溴系统进行除尘除溴处理，燃烧烟气先经除尘装置去除细小飞灰后进入碱洗装置，再在碱洗装置中投入用于去除燃烧烟气中溴化氢的除溴剂溶液，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。2.根据权利要求1所述的退役风机叶片真空热解处理回收方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述热解催化剂选自氧化铝、氧化钙、氢氧化钙中的任意一种，所述退役风机叶片与热解催化剂的投料比为1吨：15～20kg。3.根据权利要求1所述的退役风机叶片真空热解处理回收方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高温处理后的燃烧烟气的烟气入口温度为300～340℃、烟气出口温度为240～280℃。4.根据权利要求1所述的退役风机叶片真空热解处理回收方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩然，张书豪，王亚琢，顾菁，吴玉锋，陈勇，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室广州，
类型：发明
国别省市：