用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法技术

本公开涉及一种准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法，该方法通过将风力涡轮机切分包括不同类型的材料或包括不同相对含量的相同类型的材料的至少第一风力涡轮机叶片部分和第二风力涡轮机叶片部分来进行回收。第二风力涡轮机叶片部分来进行回收。第二风力涡轮机叶片部分来进行回收。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法


[0001]本公开涉及一种准备用于回收（recycle）的风力涡轮机叶片的方法。具体而言，本公开涉及一种通过基于单独部分中的材料类型和/或材料成分将风力涡轮机叶片切分成若干部分来准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法。更具体地，本公开关于通过将风力涡轮机叶片切分成诸如前面板（bow panel）、后面板、翼梁帽、抗剪腹板等若干部分来准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法。

技术介绍

[0002]使用风力涡轮机发电是一个不断增长的市场，并且对于对抗因使用化石燃料作为能源而引起的气候变化作出重要贡献。全球风能委员会在2016年估计，全球有超过341000台风力涡轮机在运行，并且随着风能的加速发展，这个数字在未来几十年将继续显著增加。许多公司正在为全球越来越多的涡轮机生产叶片，并且这些叶片在它们磨损、损坏时或作为提高能源产量的升级的一部分（可称为“更新改造”），需要定期更换。另外，老一代的风力涡轮机因为它们超过了预期的20
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30年寿命正在退役。因此，回收退役的风力涡轮机中的材料具有巨大的潜力。
[0003]拆卸风力涡轮机并非易事，并且传统上是将涡轮机分成四个大区段来完成：混凝土底座、塔杆、转子叶片（通常是三个）和机舱。每个区段要么很重，要么很长，并且因此在运输到回收厂或垃圾填埋场之前可切分成更小的部分。
[0004]尽管回收风力涡轮机叶片的前景可能很有吸引力，并且与风能作为“绿色”能源的概念相一致，但之前尚未证明在技术上或经济上是可行的。随着风力涡轮机尺寸的增大，风力涡轮机叶片也增大，导致风力涡轮机叶片在退役后的处置或回收成本增加。然而，全球安装的数以千计的转子叶片正接近其寿命终点。因此，需要新的创新回收解决方案来以最优化的方式利用回收材料，节省成本并且降低回收风力涡轮机的环境影响。具体而言，需要新的解决方案，使得可重获并且再利用风力涡轮机叶片中的高价值材料。
[0005]现代风力涡轮机叶片由复合材料制成，并且通常由两个半壳（即上半壳和下半壳）组装而成，但也存在其中风力涡轮机壳制造为单结构的风力涡轮机叶片制造技术。在叶片由两个半壳组装而成的情况下，两个半壳在叶片的前缘和后缘处以层压接头胶合在一起。每个半壳（或在单结构叶片壳的情况下为每个壳侧）包括翼梁帽（即壳的厚纤维增强部分），翼梁帽由朝向前缘的前面板和朝向叶片后缘的后面板侧接。翼梁帽一般由层压板制成，该层压板包括嵌入树脂聚合物基质中的诸如玻璃纤维或碳纤维的单向纤维（即纤维增强聚合物），以及双轴纤维增强聚合物的外层。由于厚度和大量增强纤维的存在，翼梁帽可沿叶片翼展为风力涡轮机叶片提供其抗弯强度和刚度。前面板和后面板通常以夹层构造制成，夹层构造包括轻质材料芯，如轻木、PET或PVC泡沫，以在不牺牲强度的情况下降低叶片的总重量。轻质芯嵌入典型地由双轴纤维增强聚合物制成的外部层压壳和内部层压壳中。上壳和下壳中的翼梁帽典型地由抗剪腹板结合在一起，抗剪腹板一般也以夹层构造制成，该夹层构造包括嵌入在由双轴纤维增强聚合物制成的层压壳之间的轻质材料芯。因此，风力涡轮
机叶片可包括多种不同的材料，这些材料在不同的叶片部分之间可能不同。
[0006]当今，风力涡轮机叶片的回收通常涉及将风力涡轮机叶片切分成更小的叶片部分，并且破碎和碾碎叶片部分以获得包括存在于风力涡轮机叶片中的材料的颗粒。颗粒可用作例如用于水泥行业的固体燃料以替代传统的化石燃料或在建筑中用作混凝土中的水泥基质的一部分。备选地，典型地通过化学回收和/或热回收（如溶剂分解和/或热解）来重获富含能量的有机碎片(fraction)和/或分离更高价值的组分（如碳纤维碎片），颗粒可进一步程度地回收。
[0007]然而，目前已知的回收方法在商业上的吸引力非常有限。因此，本领域中需要新的风力涡轮机叶片回收方法，其旨在改进用于诸如风力涡轮机叶片的复合结构的回收方法。除了其它目的之外，本公开旨在提供复合结构，特别是风轮机叶片的更有价值、可预测和环境可持续的回收。

技术实现思路

[0008]本公开的一个目的在于提供一种改进的用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法。因此，本公开提供了一种用于准备风力涡轮机叶片的方法，其包括将风力涡轮机切分成包括不同材料类型和/或材料成分的多个部分。例如，可切割风力涡轮机叶片，使得一些叶片部分主要包括富含纤维的碎片（例如增强纤维），其它叶片部分主要包括富含芯的碎片（例如轻木或泡沫），而其它叶片部分主要包括富含胶的碎片（例如乙烯基酯、环氧树脂、聚氨酯）等。
[0009]所公开的方法通过部分或完全分离风力涡轮机叶片中的单独材料，提供了更智能的风力涡轮机叶片切分，以便于在材料含量方面更一致的风力涡轮机叶片部分，以及进而更一致的颗粒。因此，与当今的风力涡轮机叶片的回收相比，该方法提供了更定制和更有效的回收以及更有价值的回收产品。在本文中，“回收”应广义地理解，也包括重获、协同处理、改换用途和/或再利用。回收可包括分解使用过的物品（例如风力涡轮机叶片）以制作用于制造新产品的原材料。本文中的回收还可包括协同处理，其可指在工业过程中，主要是在诸如水泥、石灰、钢铁、玻璃和发电的能源密集型行业中使用废物（例如来自风力涡轮机叶片的颗粒）作为原材料和/或作为能源来替代天然矿产资源和化石燃料（如煤、石油和天然气）。本文中的回收还可包括重获，其可指使用废物（例如，从复合材料获得的纤维）作为输入材料来创造有价值的产品作为新的输出，或从废物中重获能量。本文中的回收还可包括再利用，其可指使用物品（例如，从复合材料中分离的纤维）用于其原始目的（即，作为增强纤维）的行为或实践。备选地，再利用可指使用物品（例如来自翼梁帽的梁）来实现不同的功能（例如，建筑中的加强梁），这也可称为改换用途。
[0010]因此，本公开的第一方面涉及根据权利要求1所述的用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法。本公开进一步涉及根据权利要求20所述的用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的系统。
附图说明
[0011]图1是示出示例性风力涡轮机的示意图，图2是示出用于根据本文中公开的方法来处理的示例性风力涡轮机叶片的示意
图，图3是示出分开成不同层的示例性风力涡轮机叶片的示意图，图4是示出由不同风力涡轮机叶片部分构成的示例性风力涡轮机叶片的横截面的示意图。
[0012]图5是示出单独风力涡轮机叶片部分的破碎和碾碎的示意图。
具体实施方式
[0013]下面将对本公开及本公开的具体实施例进行描述。结合具体实施例描述的方面或优点不一定限于该实施例并且可在任何其它实施例中实践，即使未如此示出或即使未如此明确描述。
[0014]风力涡轮机叶片存在多种设计并且制造复杂。风力涡轮机叶片一般由复合材料制成，并且由两个半壳组装而成，这两个半壳胶合在一起形成叶片。每个半壳由若干部分构成，如前面板、翼梁帽和后面板。每个壳中的翼梁帽由设在半壳之间的抗剪腹板连接。叶片中的部分中的每一个可包括不存在于其它部分中的材料，或可包括相同但相对含量不同的材料。例如，前面板、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于准备用于回收的风力涡轮机叶片的方法，其中所述风力涡轮机叶片包括多种材料，所述多种材料包括主材料和次级材料，其中所述次级材料不同于所述主材料，所述方法包括：
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提供所述风力涡轮机叶片，
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将所述风力涡轮机叶片切分成包括第一风力涡轮机叶片部分和第二风力涡轮机叶片部分的多个风力涡轮机叶片部分，其中所述第二风力涡轮机叶片部分不同于所述第一风力涡轮机叶片部分，并且其中所述第一风力涡轮机叶片部分包括第一相对量的所述主材料和第一相对量的所述次级材料，并且所述第二风力涡轮机叶片部分包括第二相对量的所述主材料和第二相对量的所述次级材料，并且其中所述主材料的第一相对量大于所述主材料的第二相对量，
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机械破碎和/或碾碎所述第一风力涡轮机叶片部分以获得第一颗粒，使得所述第一颗粒包括所述第一相对量的所述主材料和所述第一相对量的所述次级材料，以及
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与所述第一风力涡轮机叶片部分分开地机械破碎和/或碾碎所述第二风力涡轮机叶片部分，以获得与所述第一颗粒分开的第二颗粒，使得所述第二颗粒包括所述第二相对量的所述主材料和所述第二相对量的所述次级材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一风力涡轮机叶片部分和/或所述第二风力涡轮机叶片部分包括小于5％重量的夹层芯材料，例如所述夹层芯材料包括轻木、聚乙烯（PET）泡沫或聚氯乙烯（PVC）泡沫。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第一风力涡轮机叶片部分和/或所述第二风力涡轮机叶片部分包括小于5％重量的硬化胶，例如所述硬化胶包括聚氨酯胶或环氧树脂胶。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述次级材料的第二相对量大于所述次级材料的第一相对量。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括使所述第一颗粒经受化学回收和/或热回收，并且使所述第二颗粒与所述第一颗粒分开地经受化学回收和/或热回收。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括将所述第一颗粒或其部分与所述第二颗粒或其部分混合以获得具有预定相对量的所述主材料和所述次级材料的混合颗粒，并且使所述混合颗粒经受化学回收和/或热回收。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个风力涡轮机叶片部分包括翼梁帽、前面板、后面板、抗剪腹板、后缘部分、前缘部分、根部区段、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的壳部分、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的芯部分中的两个或更多个。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一风力涡轮机叶片部分是翼梁帽、前面板、后面板、抗剪腹板、后缘部分、前缘部分、根部区段、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的壳部分、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的芯部分中的一个。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二风力涡轮机叶片部分是翼梁帽、前面板、后面板、抗剪腹板、后缘部分、前缘部分、根部区段、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的壳部分、所述前面板、所述后面板或所述抗剪腹板的芯部分中的一个。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个风力涡轮机叶片部分包括
第三风力涡轮机叶片部分，其中所述第三风力涡轮机叶片部分不同于所述第二风力涡轮机叶片部分和所述第一风力涡轮机叶片部分，并且其中所述第三风力涡轮机叶片部分包括第三相对量的所述主材料和第三相对量的所述次级材料，并且其中所述主材料的第三相对量不同于所述主材料的第一相对量和第二相对量。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括与所述第一风力涡轮机叶片部分和所述第二风力涡轮机叶片部分分开地机械破碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：LM风力发电公司，
类型：发明
国别省市：