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复合材料风机叶片回收技术
2010-11-10 来源:CNFRP
关键词:复合材料 风机叶片 回收

回收过程如下:
◆使用液压剪切机或类似的工具将废弃物在现场切割成便于运输的尺寸;
◆到达工厂后,这些部件进一步被粉碎成手掌大小的块;
◆材料被连续送入500℃高温的无氧回转炉内,塑料被高温分解成合成气体;
◆气体用于电力生产,也用于加热回转炉 ;
◆在二级回转炉内,玻璃纤维材料在大气存在的条件下得以净化;
◆利用磁铁筛除并回收金属;
◆去除玻纤材料残余物中的灰尘;
◆混有少量聚丙烯纤维的玻璃纤维通过炉子后,PP纤维融化并连接到玻纤上形成稳定的绝缘板。

    高温热解产品主要是耐热的绝缘材料。这些纤维还可以用作填料、粘性涂料、热塑性部件、沥青和混凝土中的增强材料,以及新玻璃纤维的原材料。复合材料中所含有的热能可用于发电和为工艺过程供电。

    回收的玻璃钢(GRP)风机叶片材料不能再用在新叶片中,因为回收的玻璃纤维总是比原始玻纤强度低,因此风电行业不能使用回收的增强纤维。碳纤维与玻纤不同,从预浸环氧树脂/碳纤材料中回收碳纤维,回收到的碳纤维的E模量没有改变,而最终的拉伸强度只降低了5%。尽管叶片回收各企业对风机叶片处理方法及回收途径上取得了明显成功,但是由于成本问题,相关项目并未得到很好的发展。目前为止,丹麦大多数的磨损叶片和生产废料都采用掩埋处理的方法,这是最廉价解决方案。

    现在对叶片回收问题存在几种不同的观点,有人认为叶片回收的根本问题所在并非材料本身,而是缺乏足够份额废料,因此,各商家在对回收项目进行投资上存在资金困难。也有人认为:采用热固性复合材料的行业希望生产出持久耐用的产品,并期待未来几年能有新的回收技术出现。就热固性材料及其化学性质而言,很难发现有什么好的回收方法。因此,热固性复合材料的回收是一个重大的挑战。然而,不论从环境还是经济角度出发,叶片的回收都会成为一个更加重要的问题。目前的叶片废弃物的流向还是难以控制,因此必须找到一个解决方案。各国希望走复合材料废弃物的商业之路,逐步向可持续性方向发展。

    由于废弃叶片在回收上面临着巨大挑战,因此一些机构开始研发新的叶片生产方法,以简化废弃叶片的处理及回收工艺。由汽车行业我们不难发现热塑性材料更易回收,因此在风机叶片中尝试使用热塑性基体的复合材料。但是热塑性材料制成的兆瓦级叶片是否具备足够的力学性能和物理性能还没有得到证实。对于5 kW左右的小型风机,可以使用一些模塑成型的增强型热塑性材料或其它热塑材料。这种情况下,叶片的回收就会容易的多。

    越来越多的风机公司开始采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫,这是一种可完全回收的热塑性结构泡沫,回收后还可以再利用。将其粉碎并混合到新产品中后,仍能保持相同的性能和强度。 目前,Alcan Airex已经对其PET泡沫AIREX T91实现了回收。

    风机叶片的回收仍然存在很多问题,不过,关于玻璃纤维增强材料(GRP)的回收方法以及回收后的材料可能的应用领域的研究已经有了进展。

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