CN108997609A - 一种玻璃钢产品生产过程中产生的废旧材料的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃钢产品生产过程中废旧材料的回收方法，该方法基于排除杂质后的废旧玻璃钢来进行，首先将废旧玻璃钢置于容器进行密封并向其中充满氮气或者二氧化碳，然后对容器中的废旧玻璃钢进行高温加热，加热过程中对气化的树脂进行冷凝收集，脱离了树脂后的玻璃纤维被加热形成颗粒状的玻璃纤维；本发明通过高温加热的方式将玻璃钢中的基体材料和增强材料进行分离并分类收集，既能够使废旧玻璃钢中的材料最大限度完全回收，也能够将加热后产生的气体进行冷凝回收，同时也解决了现有回收方法中空气污染的缺陷。

Description

一种玻璃钢产品生产过程中产生的废旧材料的回收方法
技术领域
本发明属于玻璃钢回收技术领域，具体涉及一种玻璃钢产品生产过程 中产生的废旧材料的回收方法。
背景技术
玻璃钢是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材 料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料，具有质轻而硬，不导电，性 能稳定，机械强度高，回收利用少以及耐腐蚀等特点，玻璃钢在生产过程 中会产生一定的废料，这些废料与老化后的玻璃钢材料属于无法回收再利 用材料，直接掩埋后无法降解，对土壤有很大的污染和危害。
产品使用寿命一般在10-20年左右，在生产制作过程中会产生3％-5％ 工业废料，一些生命周期结束、丧失使用功能的玻璃钢复合材料产品的数 量与日俱增，我国的玻璃钢复合材料废弃物己达数百万吨,而且还在以每年 至少50多万吨的速度增长。
世界各发达国家如德国、英国、美国、日本等国都对玻璃钢复合材料 废弃物的回收利用非常重视，较早研究处理的技术方法主要有：化学回收 法、物理回收法和能量回收法，各有利弊。
第一种：化学回收最大的优点在于可处理被油漆、粘接剂和其他材料 污染的玻璃钢复合材料废弃物，而金属异物在热解后从固体副产物中除去 再回收，处理最为完善，能将废弃物分解处理成原料再投入使用。此方法 以美国为主，热解温度高、热解气产生多、资源回收利用效率低。
第二种：物理回收(粉碎方法)若玻璃钢废弃物未被污染，物理回收 法也是一种很好的回收方法，回收的粒料和粉料可同碳酸钙混合是一种很 好的再生利用材料。此方法以德国为主，问题是对粉碎设备要求极高；对 废弃物中的树脂含量要求高；不能用于处理被油漆、粘合剂等有机物污染 的废弃物。
第三种：能量回收(焚烧方法)能量回收法是通过粉碎与燃烧综合的 方法，将废弃物(纤维增强热固性树脂基复合材料)处理变成水泥、玻璃 原料。此方法以日本为主，但只有废弃物树脂含量高时，即燃烧热值达到 一定值时，才能用于水泥厂的原料燃料进行焚烧回收能量，所以对于树脂 含量低的废弃物必须混入烯烃类物质，这样焚烧产生的大气污染更严重， 废气处理复杂，不是一种最环保的方法。
另外还有用溶剂溶解固化的树脂以分离玻璃纤维与树脂的方法,但因 溶剂对环境有影响,对人有毒害等问题不能推广。目前我国采用的方法的是 以掩埋为主，但掩埋会污染地表水，且玻璃钢掩埋后不降解，100年后刨出 还是原来的样子。
现有技术中有对玻璃钢废料进行热解处理的方式，但因其热解温度低、 需加入催化剂、热解设备复杂等因素，致使其热解效率低，热解残留物中 含有大量的碳化物等对环境有危害的物质，排污很难达标，无法工业化。
玻璃钢废料成分复杂，目前的处理方法均不能很好的处理，因此需要 对玻璃钢肥料的回收方法进行研究和改进。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺点，提供了一种玻璃钢产品生产过程中废 旧材料的回收方法，该方法不仅能够将玻璃钢分解，而且能够将其中的增 强材料和基体材料分别进行回收，既不造成浪费，同时过程安全可靠，也 不会造成二次污染。
本发明的具体技术方案是：
一种玻璃钢产品生产过程中废旧材料的回收方法，该方法基于排除杂 质后的废旧玻璃钢来进行，关键点是，所述的回收方法基于加热反应装置 来进行，所述的回收方法包括以下步骤：
a、粉碎
将废旧玻璃钢粉碎形成废料颗粒，废料颗粒的粒径为3-8mm；
b、热解
将废料颗粒送入加热反应装置中，加热至1200-1400℃进行热解；
c、回收
热解过程中，废旧玻璃钢中的基体材料发生气化，对气化产生的可燃 气体进行冷凝收集，废旧玻璃钢中的增强材料形成熔融态的玻璃体，对玻 璃体进行冷却回收。
所述的加热反应装置包括内外嵌套结构的内腔和外腔，内腔外壁和外 腔内壁之间设置有支撑杆，外腔内部在下半部分安装有一组输出端朝向内 腔的等离子枪，外腔的上半部分设置有观察孔，上半部分的内部安装有温 度检测探头；内腔设置有进料口，内腔上部设置有伸出外腔且依次连接有 催化裂解装置和冷却回收设备的气体出口，内腔下部设置有伸出外腔且连 接有冷却设备的玻璃体出口；所述内腔和外腔的材质均采用结晶形天然石 墨。
所述的外腔外部包裹有隔热保温材料，该隔热保温材料为纳米微孔隔 热毡。
本发明的有益效果是：废旧玻璃钢中主要是玻璃纤维作为增强材料， 以树脂等有机物质为基体材料，本方法将废旧玻璃钢中基体材料和增强材 料进行高温热解，能够彻底将其中的树脂等有机物基体材料裂解成H2、CO 等可燃气体，玻璃纤维等无机物增强材料经过高温熔融形成对环境无危害 的玻璃体，整个过程采用等离子枪作为热源，能够将有害物质彻底气化， 环保效果好，产生的可燃气体通过冷凝收集进行再利用。无机物最终以熔 融态形式流出，自然冷却后可形成能够再利用的玻璃体，无害化比较彻底， 可以直接填埋或作为建材利用。
附图说明
图1是本发明中加热反应装置的结构示意图。
附图中，1、内腔，101、进料口，102、气体出口，103、玻璃体出口， 2、外腔，201、观察孔，3、支撑杆，4、等离子枪，5、冷却回收设备，6、 冷却设备。
具体实施方式
本发明涉及一种玻璃钢产品生产过程中废旧材料的回收方法，该方法 基于排除杂质后的废旧玻璃钢来进行，所述的回收方法通过粉碎、热解和 回收的方式，最终使得玻璃钢中的基体材料和增强材料分别以不同的形态 进行回收，既能够避免玻璃钢材质的浪费，又不会造成环境污染，回收方 法的操作步骤通过具体实施例进行阐述。
具体实施例，废旧玻璃钢排除杂质时主要针对金属异物，排除杂质后 的废旧玻璃钢进行粉碎，随后进行加热热解并回收产生的废旧材料，该回 收方法是基于加热反应装置来进行的，加热反应装置包括内外嵌套结构的 内腔1和外腔2，两者均为球型，内腔1外径为400mm，壁厚20mm，外腔2 内径1200mm，壁厚40mm，内腔1外壁和外腔2内壁之间设置有支撑杆3， 外腔2外部包裹有隔热保温材料，该隔热保温材料为纳米微孔隔热毡，由 纳米二氧化硅和红外线阻隔材料组成，导热系数低，隔热性能可达到传统 陶瓷纤维类隔热材料的3-4倍，外腔2外部隔热保温材料的包裹设置，既 能够避免热量过多地散发至外部，又能够避免操作人员直接接触热量。外 腔2内部在下半部分安装有一组输出端朝向内腔1的等离子枪4，等离子枪 4为电弧等离子枪，外腔2的上半部分设置有观察孔201，上半部分的内部 安装有温度检测探头202；内腔1设置有进料口101，内腔1上部设置有伸 出外腔2且依次连接有催化裂解装置和冷却回收设备5的气体出口102，催 化裂解装置是成熟的化工热解设备，可在市场上直接购买，冷却回收设备5 采用水冷系统，冷却后的液体为20摄氏度，内腔1下部设置有伸出外腔2 且连接有冷却设备6的玻璃体出口103，冷却设备6为风扇，进行通风换热冷却，也可以不设置冷却设备6，进行自然冷却；所述内腔1和外腔2的材 质与现有的石墨坩埚材质相同，均采用结晶形天然石墨为主体材料，石墨 具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急 热、急冷具有一定抗应变性能，对酸、碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优 良的化学稳定性。该加热反应装置工作时温差达1400℃，因热胀冷缩引发 的变形及内应力也不小，而圆球体对各个方向的应变比较均匀，故将其形 状设计成圆球，以防止内、外腔因变形引发的开裂。
基于上述结构的加热反应装置，回收方法包括以下步骤：
a、粉碎
使用玻璃钢粉碎机将废旧玻璃钢粉碎形成废料颗粒，废料颗粒的粒径 为3-8mm；
b、热解
将废料颗粒沿进料口101送入加热反应装置的内腔1中，加热至 1200-1400℃进行热解，加热的热源采用等离子枪4，可产生上万度的高温， 根据需要将温度控制在1200-1400℃范围内，将有害物质摧毁，彻底气化， 环保效果好；
c、回收
热解过程中，废旧玻璃钢中的基体材料发生气化，基体材料主要为树 脂类的有机物，气化产生的气体包括H2、CO等可燃气体，沿内腔上方的气 体出口102排出，通过冷凝设备对可燃气体进行冷凝收集，废旧玻璃钢中 的增强材料形成熔融态的玻璃体，增强材料主要包括玻璃纤维等无机物， 熔融的玻璃体沿玻璃体出口103流出，通过冷却设备对玻璃体进行冷却回 收。
本发明区别于现有技术中的物理粉碎和化学回收的方法，避免了物理 粉碎后燃烧产生的空气污染，也避免了化学回收中回收利用率低的缺点， 本发明中的方法基于现有技术中的热解工艺来进行改进，在热解前将废旧 材料进行粉碎至颗粒状，随后通过带有等离子枪的加热反应装置对废料颗 粒进行高温热解，热解过程中生成的可燃气体的熔融玻璃体均可以进行冷 却回收，回收利用率较高，而且整个过程中不会产生二次污染，同时，加热反应装置的设置使得本发明中方法在耗能和安全操作上均优于现有技 术。

Claims (3)

1.一种玻璃钢产品生产过程中产生的废旧材料的回收方法，该方法基于排除杂质后的废旧玻璃钢来进行，其特征在于，所述的回收方法基于加热反应装置来进行，所述的回收方法包括以下步骤：
a、粉碎
将废旧玻璃钢粉碎形成废料颗粒，废料颗粒的粒径为3-8mm；
b、热解
将废料颗粒送入加热反应装置中，加热至1200-1400℃进行热解；
c、回收
热解过程中，废旧玻璃钢中的基体材料发生气化，对气化产生的可燃气体进行冷凝收集，废旧玻璃钢中的增强材料形成熔融态的玻璃体，对玻璃体进行冷却回收。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃钢产品生产过程中产生的废旧材料的回收方法，其特征在于，所述的加热反应装置包括内外嵌套结构的内腔(1)和外腔(2)，内腔(1)外壁和外腔(2)内壁之间设置有支撑杆(3)，外腔(2)内部在下半部分安装有一组输出端朝向内腔(1)的等离子枪(4)，外腔(2)的上半部分设置有观察孔(201)，上半部分的内部安装有温度检测探头(202)；内腔(1)设置有进料口(101)，内腔(1)上部设置有伸出外腔(2)且依次连接有催化裂解装置和冷却回收设备(5)的气体出口(102)，内腔(1)下部设置有伸出外腔(2)且连接有冷却设备(6)的玻璃体出口(103)；所述内腔(1)和外腔(2)材质均采用结晶形天然石墨。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃钢产品生产过程中产生的废旧材料的回收方法，其特征在于，所述的外腔(2)外部包裹有隔热保温材料，该隔热保温材料为纳米微孔隔热毡。
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