CN114653729B - 一种退役风机叶片真空热解处理回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
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真空热解处理回收方法。
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真空热解处理回收方法。
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。
本发明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：
(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，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℃。
(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。
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。
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℃。
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。
优选地，步骤(2)中，催化热解处理的气压条件为10～20kPa。
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。
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。
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。
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％。
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％。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、基于有机高分子化合物的热解特性，退役风机叶片高温处理后的燃烧烟气作预热处理后，在真空负压状态下进行催化热解处理，从而高效地催化热解其中的热固性树脂、环氧结构胶、聚环氧丙浣基漆等有机高分子物质，实现退役风机叶片中各组分的解离并将有机高分子组分转化生成热解渣、热解油和热解气。
2、热解气可为整套系统辅助供能，热解油可作为燃料油使用，燃烧产生的燃烧烟气经环保处理后排出。铝、铜等金属和玻璃纤维、碳纤维等纤维材料留存于热解渣中。采用涡电流分选将热解渣中的金属与纤维材料、热解碳、热解残渣分离，最后通过风力分选分离得到纤维材料。
3、催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，分段精确控温，
4、本发明本专利采用物料预热、分段精确控温、真空热解等方式降低了热解温度并减少了热解时间，通过添加热解催化剂减少了溴化氢的生成和排放，实现了退役风机叶片的连续热解处理。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。
实施例1
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量40.90％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：19.79kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为320℃、烟气出口温度为260℃，预热处理温度为280℃，预热处理时间为26min
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度250℃、停留时间8min，升温区段温度300℃、停留时间17min，热解区段温度380℃、停留时间70min，降温区段温度240℃、停留时间25min，经催化热解处理110min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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为570℃，该冷却装置的烟气出口温度为320℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：6.33kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：10.89kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
使用本实施例1的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.24kg、纤维材料约506.75kg，得到热解油约164.41kg、热解碳约140.48kg。
实施例2
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量40.90％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：19.79kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为320℃、烟气出口温度为260℃，预热处理温度为280℃，预热处理时间为21min
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度270℃、停留时间6min，升温区段温度330℃、停留时间14min，热解区段温度440℃、停留时间62min，降温区段温度240℃、停留时间18min，经催化热解处理100min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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为 590℃，该冷却装置的烟气出口温度为320℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：6.33kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：10.89kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
本实施例2与实施例1的区别之处主要在于：步骤(1)中退役风机叶片的预热处理时间不同，以及步骤(2)中真空热解的热解温度和时间不同。
使用本实施例2的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约43.27kg、纤维材料约504.73kg，得到热解油约162.48kg、热解碳约137.42kg。
实施例3
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量29.71％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：14.38kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为320℃、烟气出口温度为260℃，预热处理温度为280℃，预热处理时间为26min。
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度250℃、停留时间6min，升温区段温度300℃、停留时间14min，热解区段温度380℃、停留时间60min，降温区段温度240℃、停留时间20min，经催化热解处理100min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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为 560℃，该冷却装置的烟气出口温度为320℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：4.62kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：5.75kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
本实施例3与实施例1的区别之处主要在于：退役风机叶片的树脂含量不同，使用热解催化剂、脱硝剂溶液、除溴剂溶液的用量不同，以及步骤(2)中真空热解的热解时间不同。
使用本实施例3的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约63.16kg、纤维材料约639.71kg，得到热解油约119.41kg、热解碳约102.02kg
实施例4
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量29.71％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：14.38kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为320℃、烟气出口温度为260℃，预热处理温度为280℃，预热处理时间为21min。
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度270℃、停留时间5min，升温区段温度330℃、停留时间10min，热解区段温度440℃、停留时间50min，降温区段温度240℃、停留时间15min，经催化热解处理80min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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为 560℃，该冷却装置的烟气出口温度为320℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：4.62kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：5.75kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
本实施例4与实施例3的区别之处主要在于：步骤(1)中退役风机叶片的预热处理温度不同，以及步骤(2)中真空热解的热解时间和温度不同。
使用本实施例4的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约60.16kg、纤维材料约633.71kg，得到热解油约114.41kg、热解碳约100.02kg
实施例5
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量40.90％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：19.79kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为300℃、烟气出口温度为240℃，预热处理温度为260℃，预热处理时间为20min。
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度240℃、停留时间10min，升温区段温度300℃、停留时间20min，热解区段温度380℃、停留时间80min，降温区段温度240℃、停留时间30min，经催化热解处理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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为 570℃，该冷却装置的烟气出口温度为260℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：6.33kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：10.89kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
使用本实施例1的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.24kg、纤维材料约506.75kg，得到热解油约164.41kg、热解碳约140.48kg。
本实施例5与实施例1的区别之处主要在于：步骤(1)中通入燃烧烟气的温度和退役风机叶片的预热处理条件不同，以及步骤(2)中真空热解的热解时间和温度不同。使用本实施例5的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约40.36kg、纤维材料约500.47kg，得到热解油约160.50kg、热解碳约135.28kg。
实施例6
(1)叶片预处理：采用双轴切割设备将树脂含量40.90％的退役风机叶片破碎处理成约 50*400mm的小块，加入氧化钙均匀混合，退役风机叶片与氧化钙的投料比为1吨：19.79kg。送入预热室，在预热室中通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，具体地，高温处理后的燃烧烟气进入预热室的烟气入口温度为340℃、烟气出口温度为280℃，预热处理温度为280℃，预热处理时间为30min。
(2)真空热解：将步骤(1)预处理后的退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉，在催化热解处理前先将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的排气室，对排气室进行抽真空将空气排净使排气室内的气压为15kPa，再将退役风机叶片送入钢带连续式真空热解炉中的真空加热室中进行催化热解处理，该真空加热室中的气压为15kPa。催化热解处理的加热方法为四段式分区加热，该四段式分区加热包括：入料区段温度240℃、停留时间5min，升温区段温度300℃、停留时间10min，热解区段温度380℃、停留时间40min，降温区段温度240℃、停留时间15min，经催化热解处理70min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，其中热解气可作为高温无氧气体发生器和钢带连续式热解炉的能源，热解油可收集后作为燃料油。
对该步骤产生的燃烧烟气通入冷却装置进行热量回收，该冷却装置的烟气入口温度为 570℃，该冷却装置的烟气出口温度为280℃。燃烧烟气经热量回收后，再通入步骤(1)中的预热室进行循环利用。
(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，即逆流冷却系统中燃烧烟气的流动方向与冷却水的流动方向相反。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质量浓度为5％的氨水，退役风机叶片与该氨水的投料比为1吨：6.33kg，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℃。
(5)除尘除溴：将步骤(5)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质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，退役风机叶片与该氢氧化钠溶液的投料比为1吨：10.89kg，燃烧烟气达到排放标准后排入大气。
本实施例6与实施例1的区别之处主要在于：步骤(1)中通入燃烧烟气的温度和退役风机叶片的预热处理条件不同，以及步骤(2)中真空热解的热解时间不同。使用本实施例6的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约51.66kg、纤维材料约514.81kg，得到热解油约169.19kg、热解碳约148.05kg。
实施例8
本实施例8与实施例1的不同之处仅在于步骤(2)中真空热解装置内的气压不同，本实施例8的真空热解装置内的气压为10kPa。使用本实施例8的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约49.83kg、纤维材料约 514.06kg，得到热解油约169.17kg、热解碳约148.92kg。
实施例9
本实施例9与实施例1的不同之处仅在于步骤(2)中真空热解装置内的气压不同，本实施例9的真空热解装置内的气压为20kPa。使用本实施例9的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约43.54kg、纤维材料约 505.71kg，得到热解油约162.49kg、热解碳约136.49kg。
实施例10
本实施例10与实施例1的不同之处仅在于热解催化剂不同，本实施例10的热解催化剂为氧化铝。使用本实施例10的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.13kg、纤维材料约506.74kg，得到热解油约164.30kg、热解碳约140.37kg。
实施例11
本实施例11与实施例1的不同之处仅在于热解催化剂不同，本实施例11的热解催化剂为氢氧化钙。使用本实施例11的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.18kg、纤维材料约506.81kg，得到热解油约164.36kg、热解碳约140.42kg。
实施例12
本实施例12与实施例1的不同之处仅在于脱硝剂溶液的浓度不同，本实施例12选自质量浓度为10％的氨水作为脱硝剂溶液。使用本实施例12的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约50.39kg、纤维材料约517.04kg，得到热解油约169.84kg、热解碳约148.91kg。
实施例13
本实施例13与实施例1的不同之处仅在于脱硝剂溶液的浓度不同，本实施例13选自质量浓度为7.5％的氨水作为脱硝剂溶液。使用本实施例13的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约47.26kg、纤维材料约 510.82kg，得到热解油约166.71kg、热解碳约143.77kg。
实施例14
本实施例14与实施例1的不同之处仅在于脱硝剂溶液不同，本实施例14选自质量浓度为5％的尿素溶液作为脱硝剂溶液。使用本实施例14的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.25kg、纤维材料约506.73kg，得到热解油约164.55kg、热解碳约140.69kg。
实施例15
本实施例15与实施例1的不同之处仅在于除溴剂溶液的浓度不同，本实施例15选自质量浓度为15％的氢氧化钠溶液作为除溴剂溶液。使用本实施例15的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约54.66kg、纤维材料约 517.09kg，得到热解油约174.96kg、热解碳约149.10kg。
实施例16
本实施例16与实施例1的不同之处仅在于除溴剂溶液的浓度不同，本实施例16选自质量浓度为12.5％的氢氧化钠溶液作为除溴剂溶液。使用本实施例16的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约49.49kg、纤维材料约511.94kg，得到热解油约169.85kg、热解碳约148.98kg。
实施例17
本实施例17与实施例1的不同之处仅在于除溴剂溶液不同，本实施例17选自质量浓度为10％的氢氧化钙溶液作为除溴剂溶液。使用本实施例17的退役风机叶片真空热解处理回收方法对退役风机叶片进行回收，每吨退役风机叶片可回收金属约44.27kg、纤维材料约 506.75kg，得到热解油约164.49kg、热解碳约140.57kg。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
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，然后通入高温处理后的燃烧烟气作预热处理，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℃，预热处理温度为260~280℃，预热处理时间为20~30min，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，所述燃烧烟气通过真空热解步骤产生；
（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，所述真空热解装置为钢带连续式真空热解炉，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；
（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，步骤（2）中，催化热解处理的气压条件为10~20kPa。
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，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。
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，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%。
5.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（5）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%。
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