CN115612171B - 一种低能耗的风电叶片回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低能耗的风电叶片回收方法，包括如下步骤：将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，进行热解碳化反应，得到碳化产物和热解碳化尾气；将热解碳化尾气和常温氧气混合，作为氧化气氛；将碳化产物在氧化气氛，进行氧化反应，反应结束后，回收增强纤维；其中，氧化反应产生的氧化尾气与低温熔盐换热，低温熔盐被换热成高温熔盐，降温后的氧化尾气依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；常温氮气与高温熔盐进行换热，预热后的氮气再作为热解碳化的反应气氛。本发明回收方法有效降低了相关技术的能耗，回收效率高，且回收纤维品质高，在废旧风电叶片回收领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于固废处理技术领域，涉及一种风电叶片的回收技术，具体地，本发明涉及一种低耗能的风电叶片回收方法。
背景技术
随着国内风电事业的蓬勃发展，废旧风电叶片日益增多，已成为一种亟待处理的高附加值的工业固废。风电叶片主要为纤维增强的树脂基复合材料。热解是一种常见的复合材料回收方法，通常是在特定气氛及高温作用下(≥850℃)将复合材料基体树脂转化为气态小分子化合物而回收附加值较高的增强纤维，实现资源化利用。该法处理废旧叶片具有工艺简单、易规模化和工程化等技术优势，但存在能耗高、回收纤维品质低等缺点，因此，开发低耗能、提高回收纤维品质的热解技术对风电叶片回收具有重要意义。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种低能耗的风电叶片回收方法。本发明回收方法有效降低了相关技术的能耗，回收效率高，且回收纤维品质高，在废旧风电叶片回收领域具有广泛的应用前景。
为实现上述目的，本发明通过如下技术方案：
本发明实施例的一种低能耗的风电叶片回收方法，包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度为280℃～320℃下进行热解碳化反应，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将所述热解碳化尾气和常温氧气混合，作为氧化气氛，其中氧气的体积分数为8％～16％；
(4)将碳化产物在氧化气氛，温度为390℃～420℃下进行氧化反应，反应结束后，回收增强纤维；
其中，步骤(4)氧化反应产生的氧化尾气与低温熔盐换热，所述低温熔盐被换热成高温熔盐，降温后的氧化尾气依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；常温氮气与所述高温熔盐进行换热，预热后的氮气再作为步骤(2)的热解碳化的反应气氛。
本发明通过反应气氛调控，将碳化与氧化过程分开，并针对不同的反应设置不同的反应温度，最大程度降低反应温度，从而降低了叶片回收能耗，同时提高了回收纤维品质。
同时本发明方法将氧化反应产生的氧化尾气的部分热量进行回收，用于加热热解碳化工艺的氮气，有效降低热解碳化反应的加热能耗，同时热解碳化产生的热解碳化尾气与常温氧气组成氧化气氛，又有效降低了氧化反应所需的加热能耗，本发明方法充分利用各种尾气余热，显著降低了叶片的整体回收能耗。
在一些实施例中，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维中的一种或两者的混合物。
在一些实施例中，所述氧化气氛中，氧气体积含量为10％～12％。
在一些实施例中，所述氧化反应的时间为1h～2h。
在一些实施例中，所述热解碳化反应的时间为1h～2h。
在一些实施例中，所述热解碳化反应与所述氧化反应的反应时间相同。
在一些实施例中，切割成块状的废旧风电叶片的尺寸为(8～10)cm×(8～10)cm。
在一些实施例中，氧化气氛的总流量为12L/min～16L/min。
在一些实施例中，所述熔盐为硝基型熔盐；进一步为硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠中的两种或三种混合物。
在一些实施例中，所述常温氮气经高温熔盐预热至150℃～170℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过反应气氛调控，将碳化与氧化过程分开，先在氮气气氛下进行热解碳化反应，再在氧化气氛下进行氧化反应，可以最大程度降低反应温度，热解碳化反应的温度为280～320℃，氧化反应的温度为390℃～420℃，相比于传统的高温热解法(≥850℃)，极大地降低叶片回收能耗，且避免了传统的高温热解法(≥850℃)对回收纤维损伤大的问题，提升了回收纤维的品质，回收价值更高。
(2)在本发明中，叶片热解碳化过程是吸热反应，但氧化过程为强放热反应，在本发明方法中，通过引入熔盐换热，将氧化反应产生的高温尾气的部分热量进行回收，用于加热热解碳化工艺的氮气，有效降低热解碳化反应的加热能耗，同时热解碳化产生的热解碳化尾气与常温氧气组成氧化气氛，又有效降低了氧化反应所需的加热能耗，本发明方法充分利用各种尾气余热，显著降低了叶片的整体回收能耗。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明风电叶片回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：传统的风电叶片回收技术通常是在特定气氛及高温作用下(≥850℃)将复合材料基体树脂转化为气态小分子化合物而回收附加值较高的增强纤维，热解回收技术回收效率高，但回收的纤维强度损失大，且回收纤维表面有残留物，回收纤维品质差，能耗也较大。本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明实施例的一种低能耗的风电叶片回收方法，包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度为280℃～320℃下进行热解碳化反应，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合，作为氧化气氛，其中氧气的体积分数为8％～16％；
(4)将碳化产物在氧化气氛，温度为390℃～420℃下进行氧化反应，反应结束后，回收增强纤维；
其中，步骤(4)氧化反应产生的氧化尾气与低温熔盐换热，所述低温熔盐被换热成高温熔盐，降温后的氧化尾气依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；常温氮气与所述高温熔盐进行换热，预热后的氮气再作为步骤(2)的热解碳化的反应气氛。
非限制性的举例如：热解碳化反应的温度可以为280℃、285℃、290℃、300℃、315℃、320℃等。氧化反应的温度可以为390℃、395℃、400℃、410℃、415℃、420℃等。
非限制性的举例如：氧气的体积分数可以为8％、10％、11％、12％、14％、16％等。通过控制氧气的体积分数在8％～16％的范围内，即保证了氧化速度不至于太慢，1h～2h可以完成氧化反应，又避免了氧化速度太快对回收纤维造成的热损伤。
本发明通过反应气氛调控，将碳化与氧化过程分开，并针对不同的反应设置不同的反应温度，最大程度降低反应温度，从而降低了叶片回收能耗，同时提高了回收纤维品质。
同时本发明方法将氧化反应产生的氧化尾气的部分热量进行回收，用于加热热解碳化工艺的氮气，有效降低热解碳化反应的加热能耗，同时热解碳化产生的热解碳化尾气与常温氧气组成氧化气氛，又有效降低了氧化反应所需的加热能耗，本发明方法充分利用各种尾气余热，显著降低了叶片的整体回收能耗。
在一些实施例中，增强纤维为玻璃纤维、碳纤维中的一种或两者的混合物。
在一些实施例中，氧化气氛中，氧气体积含量为10％～12％。非限制性的举例如：氧气的体积分数可以为10％、10.5％、11％、11.5％、11.8％、12％等。
在一些实施例中，氧化反应的时间为1h～2h。非限制性的举例如：氧化反应的时间可以为1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.8h、2h等。
在一些实施例中，热解碳化反应的时间为1h～2h。非限制性的举例如：热解碳化反应的时间可以为1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.8h、2h等。
在一些实施例中，热解碳化反应与氧化反应的反应时间相同。
在一些实施例中，切割成块状的废旧风电叶片的尺寸为(8～10)cm×(8～10)cm。非限制性的举例如：废旧风电叶片的尺寸可以切割成例如长×宽＝8cm×8cm、8.5cm×8.5cm、9cm×9cm、9.5cm×9.5cm、10cm×10cm等。可以理解的是，将风电叶片切割成块状，便于其与热解碳化气氛、氧化气氛充分接触，有助于热解碳化反应和氧化反应，进而保证回收纤维品质。
在一些实施例中，氧化气氛的总流量为12L/min～16L/min。非限制性的举例如：氧化气氛的总流量可以为12L/min、12.5L/min、13L/min、14L/min、15L/min、16L/min等。
在一些实施例中，熔盐为硝基型熔盐；进一步为硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠中的两种或三种混合物。可以直接从商业渠道购买得到，如JL3A型，使用温度在150℃～550℃之间。
在一些实施例中，常温氮气经高温熔盐预热至150℃～170℃。
图1示出了本发明风电叶片回收方法的工艺流程图。可以理解的是，作为一个示例，热解碳化反应在热解碳化炉中进行，氧化反应在氧化炉中进行，熔盐换热在熔盐换热装置中进行、水洗在水罐中进行，活性炭吸附在活性炭吸附塔中进行。本发明回收方法中所涉及的设备或装置均为现有设备或装置。
工作过程中，将由切割机切割成规定尺寸((8～10)cm×(8～10)cm)的块状风电叶片放入热解碳化炉中，热解碳化炉中通入氮气，在温度为280℃～320℃下进行热解碳化反应1～2小时，得到碳化产物和热解碳化尾气；将碳化产物放入氧化炉中，将热解碳化尾气和常温氧气混合，其中氧气的体积分数为8％～16％，作为氧化气氛，将碳化产物在氧化气氛下，温度为390℃～420℃下进行氧化反应1～2小时，反应结束后，回收增强纤维。
氧化反应产生的氧化尾气通过熔盐换热装置与低温熔盐换热，低温熔盐被换热成高温熔盐，降温后的氧化尾气主要成分是氮气、氧气、二氧化碳、稠糊芳烃、氮氧化物等。通过水罐进行水洗，稠环芳烃被析出留在水中形成油相，水洗尾气再进入活性炭吸附塔，通过活性炭吸附工艺，除去氮氧化物等污染物后为净气体，直接排空。
可以理解的是，为了进一步节省能耗，常温氮气在进入热解碳化炉前，先通过熔盐换热装置与高温熔盐进行换热，预热后的氮气再进入热解碳化炉中。
可以理解的是，为了形成废旧叶片回收的连续循环，热解碳化反应与氧化反应采用相同的反应时间。
以下为本发明非限制性的实施例。
本发明实施例1～8的回收效果用回收纤维的树脂残留率和回收纤维强度保留率来评价。
采用Mettler Toledo型热解重量分析仪分析回收纤维中树脂的含量，其含量越低表明叶片中树脂降解越充分；
利用LLY-06E型拉力试验机测定回收纤维的拉伸强度，其与原纤维强度的比值表示回收纤维的强度保留率，保留率越大说明降解过程对回收纤维的影响越小。
本发明实施例1～8的回收系统能耗用尾气热量利用率来评估。尾气带走的热量越多表示系统余热利用率越低，系统(额外补充的)能耗就越大；如尾气带走的热量越少表示系统余热利用率越高，系统(额外补充的)能耗就越小。
未加熔盐换热装置时，氧化尾气热量为Q1，增加熔盐换热装置后，从熔盐换热装置中排出的尾气热量为Q2,尾气热量利用率为η＝(Q1-Q2)/Q1。
实施例1
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为8cm×8cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度320℃，热解碳化1.4h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为15％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为13L/min)中于410℃进行氧化反应1.4h，反应后结束，回收玻璃纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例1回收纤维的强度保持率为95.1％，树脂残留率为4.1％，尾气热量利用率为67.4％。
实施例2
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为8cm×8cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度285℃，热解碳化1.5h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为8％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为14.5L/min)中于390℃进行氧化反应1.5h，反应后结束，回收玻璃纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例2回收纤维的强度保持率为94.8％，树脂残留率为5.2％，尾气热量利用率为63.6％。
实施例3
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为8cm×8cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度315℃，热解碳化1h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为12％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为15L/min)中于400℃进行氧化反应1h，反应后结束，回收玻璃纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例3回收纤维的强度保持率为94.9％，树脂残留率为4％，尾气热量利用率为64.5％。
实施例4
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为8cm×8cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度300℃，热解碳化1.2h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为9％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为15.2L/min)中于420℃进行氧化反应1.2h，反应后结束，回收玻璃纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例4回收纤维的强度保持率为93.2％，树脂残留率为3.8％，尾气热量利用率为68.1％。
实施例5
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为8cm×8cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度287℃，热解碳化1.5h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为10％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为14.3L/min)中于410℃进行氧化反应1.5h，反应后结束，回收玻璃纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例5回收纤维的强度保持率为94.8％，树脂残留率为4.4％，尾气热量利用率为66.3％。
实施例1～5所处理的风电叶片为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料叶片，具体参数和回收效果、尾气热量利用率详见表1。
表1实施例1～5相关工艺参数及回收效果、尾气热量利用率
实施例6
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为碳纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为9cm×9cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度320℃，热解碳化1.3h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为10％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为12L/min)中于412℃进行氧化反应1.3h，反应后结束，回收碳纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例6回收纤维的强度保持率为93.2％，树脂残留率为5.3％，尾气热量利用率为66.8％。
实施例7
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为碳纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为9cm×9cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度310℃，热解碳化1.4h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为14％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为13.5L/min)中于408℃进行氧化反应1.4h，反应后结束，回收碳纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例7回收纤维的强度保持率为94.1％，树脂残留率为4.9％，尾气热量利用率为65.1％。
实施例8
一种低能耗的风电叶片回收方法，风电叶片为碳纤维增强环氧树脂复合材料叶片，该风电叶片回收方法包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状，尺寸为9cm×9cm；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度305℃，热解碳化1.8h，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将热解碳化尾气和常温氧气混合后，作为氧化气氛；其中，氧气的体积分数为16％；
(4)将碳化产物在氧化气氛(流量为12.5L/min)中于400℃进行氧化反应1.8h，反应后结束，回收碳纤维；
氧化反应产生的氧化尾气通过与JL3A型熔盐换热进行热量储存后成为高温熔盐，依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；
常温氮气与高温熔盐换热，被预热至160～170℃后再作为步骤(2)热解碳化的反应气氛。
本实施例8回收纤维的强度保持率为94.5％，树脂残留率为4.5％，尾气热量利用率为64.4％。
实施例6～8所处理的风电叶片为碳纤维增强环氧树脂复合材料叶片，具体参数和回收效果、尾气热量利用率详见表2。
表2实施例6～8相关工艺参数及回收效果、尾气热量利用率
通过实施例1～8可以看出，采用本发明实施例方法，实现了较低温度下的废旧风电叶片回收(热解碳化工艺度温度280℃～320℃，氧化工艺温度390℃～420℃)能耗低的同时，回收纤维的品质高(针对玻璃纤维、碳纤维增强环氧树脂复合材料叶片，强度保持率在93％以上，树脂残留率5.5％以下)。
且发明实施例方法通过熔盐换热，氧化尾气的利用率达到了63％以上，实现了余热的充分利用，进一步降低了能耗，具有广泛的应用前景。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将拆除金属构件后的废旧风电叶片切割成块状；
(2)将切割成块状的废旧风电叶片在氮气气氛，温度为280℃～320℃下进行热解碳化反应，得到碳化产物和热解碳化尾气；
(3)将所述热解碳化尾气和常温氧气混合，作为氧化气氛，其中氧气的体积分数为8％～16％；
(4)将碳化产物在氧化气氛，温度为390℃～420℃下进行氧化反应，反应结束后，回收增强纤维；
其中，步骤(4)氧化反应产生的氧化尾气与低温熔盐换热，所述低温熔盐被换热成高温熔盐，降温后的氧化尾气依次进行水洗和活性炭吸附，然后排空；常温氮气与所述高温熔盐进行换热，预热后的氮气再作为步骤(2)的热解碳化的反应气氛。
2.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维中的一种或两者的混合物。
3.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述氧化气氛中，氧气体积含量为10％～12％。
4.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述氧化反应的时间为1h～2h。
5.根据权利要求4所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述热解碳化反应的时间为1h～2h。
6.根据权利要求5所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述热解碳化反应与所述氧化反应的反应时间相同。
7.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，切割成块状的废旧风电叶片的尺寸为(8～10)cm×(8～10)cm。
8.根据权利要求7所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述氧化气氛的总流量为12L/min～16L/min。
9.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述熔盐为硝基型熔盐。
10.根据权利要求1所述一种低能耗的风电叶片回收方法，其特征在于，所述常温氮气经高温熔盐预热至150℃～170℃。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003089212A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | Enea-Ente Per Le Nuove Tecnologie, L'energia E L'ambiente | Method and apparatus for recovering carbon and/or glass fibers from a composite material |
| CN108823683A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-16 | 北京化工大学 | 聚丙烯腈碳纤维及其制备方法 |
| CN110802101A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-18 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种两步法全组份回收风电叶片制造模具的方法 |
| CN114602955A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-10 | 山东产研绿洲环境产业技术研究院有限公司 | 一种连续式碳纤维再生装置、系统及方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003089212A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | Enea-Ente Per Le Nuove Tecnologie, L'energia E L'ambiente | Method and apparatus for recovering carbon and/or glass fibers from a composite material |
| CN108823683A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-16 | 北京化工大学 | 聚丙烯腈碳纤维及其制备方法 |
| CN110802101A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-18 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种两步法全组份回收风电叶片制造模具的方法 |
| CN114602955A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-10 | 山东产研绿洲环境产业技术研究院有限公司 | 一种连续式碳纤维再生装置、系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| T700碳纤维/环氧树脂复合材料热降解实验研究;金鑫;隋刚;杨小平;;玻璃钢/复合材料(第11期);57-62 * |
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