CN115678582A - 一种风电叶片卧式回收反应装置及风电叶片回收方法 - Google Patents

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CN115678582A CN202211330412.2A CN202211330412A CN115678582A CN 115678582 A CN115678582 A CN 115678582A CN 202211330412 A CN202211330412 A CN 202211330412A CN 115678582 A CN115678582 A CN 115678582A
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程广文
姚明宇
于在松
郭中旭
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赵瀚辰
王晓乾
杨成龙
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    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明提出一种风电叶片卧式回收反应装置及风电叶片回收方法,包括回转炉、投料管和出料仓,回转炉内设有螺旋导料机构以及若干个折流挡板。投料管的一端为投料口,投料管的侧壁开设有进风口。出料仓竖直方向设置,出料仓的上端开设有排气口,出料仓的下端开设有落料口,出料仓的侧壁连接于回转炉的出料口,出料仓内设有纤维阻挡装置。本发明采用回转炉结构且增加了折流挡板,避免了烟气短路的情况,增强了电厂热烟气与物料的换热效率,热解反应更加均匀和充分。通过对出料仓的设计,使得纤维不会从出风口随着烟气向外排出,提高纤维的回收率,使得纤维100%回收。本发明实现可控热解氧化,降低热解需要产生的能耗,提高回收的纤维品质。

Description

一种风电叶片卧式回收反应装置及风电叶片回收方法
技术领域
本发明涉及风电叶片回收技术领域,尤其涉及一种风电叶片卧式回收反应装置及风电叶片回收方法。
背景技术
废旧风电叶片是一种高附加值的工业固废,其主要材质是玻纤或碳纤增强的环氧树脂复合材料。随着国内首批投运风电机组达到服役年限,大量废旧叶片需要处理。热解是一种新型的树脂基复合材料回收方法,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。由于风电叶片的主要材质为玻璃钢,该法可用于风电叶片的回收,具有易规模化的特点,但在处理废旧叶片时存在能耗高、烟气换热不充分导致热解不均匀、回收纤维品质低以及纤维回收率低等问题。因此,开发新型的风电叶片热解回收装置显得尤为重要与必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电叶片卧式回收反应装置,解决了热解过程中烟气换热不充分而导致的热解不均匀的问题,以及风电叶片纤维回收率低的问题,还提供了一种风电叶片回收方法,解决了风电叶片热解时能耗高和回收纤维品质低的问题。
本申请实施例一方面提出一种风电叶片卧式回收反应装置,包括:回转炉、投料管和出料仓,所述回转炉水平设置并沿水平轴向旋转,回转炉的左右两端面分别为进口端面和出口端面,进口端面上连接有进料管,出口端面上连接有出料管,回转炉内部形成容纳风电叶片的腔体,腔体内设有螺旋导料机构以及若干个折流挡板,折流挡板交错设置在腔体内壁上。
所述投料管水平设置,投料管的一端为投料口,投料管的另一端通过第一旋转接头水平连接于回转炉的进料管,投料管的侧壁开设有进风口。
所述出料仓竖直方向设置,出料仓的上端开设有排气口,出料仓的下端开设有落料口,出料仓的侧壁开设有连接孔,连接孔处通过第二旋转接头连接于回转炉的出料口,出料仓在位于连接孔上方位置设有纤维阻挡装置。
本发明提供的风电叶片卧式回收反应装置,采用回转炉结构且增加了折流挡板,避免了烟气短路的情况,增强了电厂热烟气与物料的换热效率,热解反应更加均匀和充分。
本发明通过对出料仓的设计,使得纤维不会从出风口随着烟气向外排出,提高纤维的回收率,使得纤维100%回收。
在一些实施例中,所述纤维阻挡装置包括若干个交错设置的纤维挡板,纤维挡板固定在出料仓的内壁上。纤维挡板可交错设置,形成折流结构,纤维可被纤维挡板阻挡而落下。
在一些实施例中,所述纤维阻挡装置还可以包括过滤板,过滤板可拆卸固定在出料仓的内壁上。过滤板通过螺栓可拆卸固定在出料仓的内壁上,烟气可通过过滤板向上排出,纤维被过滤板阻拦后下落,从落料口排出。
在一些实施例中,所述回转炉的壁面上开设有取样口。在风电叶片的热解过程中,定时从取样口中取料,观察风电叶片的反应状态,以调整通入烟气的温度和热解时间。
在一些实施例中,所述回转炉的外壁面上设有若干个敲打装置。用于将反应过程中贴合在回转炉内壁的风电叶片通过敲打落下。
在一些实施例中,所述出料仓的侧壁上开设有可启闭的取料口,取料口位于连接孔相对的一侧。当回转炉出料不顺畅时,打开取料口的门体,通过如钩子等工具将纤维钩出。将取料口设于连接孔相对的一侧,可便于钩料。
在一些实施例中,所述回转炉的壳体内填充有隔热层。优选的,隔热层的材质选用陶瓷纤维,由于陶瓷纤维优异的隔热性能和极低的热容,能大大降低设备能耗及表面温度,具有明显的节能效果。
在一些实施例中,还包括用于支撑回转炉的支撑座,所述支撑座包括底座和支撑架,支撑架设有两个,每个支撑架上安装有托轮,两个支撑架分别支撑于进料管和出料管,进料管上通过传动链轮连接旋转驱动装置。
在一些实施例中,所述回转炉沿纵截面安装有检修法兰,检修法兰位于靠近进料管的位置。使得后期对回转炉维修更加方便。
本申请实施例另一方面提出一种风电叶片回收方法,利用上述的风电叶片卧式回收反应装置,包括如下步骤:
S1,将分割好的风电叶片从投料口投装进入回转炉内,然后关闭投料口,从进风口向回转炉内通入烟气;
S2,调节通入烟气的温度为250℃~400℃,持续时间为30~60min,风电叶片逐渐转化为黑色炭块;
S3,调节通入烟气的温度为400℃~550℃,持续时间为60~150min,黑色炭块逐渐变白,形成黑白相间的块状物体,并生成二氧化碳,定时从回转炉的取样口中取料,观察反应状态;
S4,开启回转炉的旋转驱动装置,正转回转炉,使回转炉内的风电叶片滚动,持续时间为45~100min,黑白相间的块状物体转化为纤维,停止通入烟气,反转回转炉,将纤维从出料仓卸出。
本发明的有益效果为:
(1)本发明提供的风电叶片卧式回收反应装置,采用回转炉结构且增加了折流挡板,避免了烟气短路的情况,增强了电厂热烟气与物料的换热效率,热解反应更加均匀和充分;
(2)本发明通过对出料仓的设计,使得纤维不会从出风口随着烟气向外排出,提高纤维的回收率,使得纤维100%回收;
(3)本发明提供的风电叶片的回收方法,实现可控热解氧化,降低热解需要产生的能耗,使热解充分均匀,提高回收的纤维品质。
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为本申请实施例中的风电叶片卧式回收反应装置的结构示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为图1的侧视图;
图4为图1中的回转炉的取样口的结构示意图;
图5为实施例1中出料仓的内部结构示意图;
图6为实施例2中出料仓的内部结构示意图;
附图标记:
1-投料口;2-进风口;3-投料管;4-第一旋转接头;5-托轮;6-进料管;7-传动链轮;8-检修法兰;9-热电偶;10-敲打装置;11-折流挡板;12-回转炉;13-出料管;14-第二旋转接头;15-排气口;16-连接孔;17-出料仓;18-落料口;19-底座;20-支撑架;21-过滤板; 22-纤维挡板;23-第二控制阀;24-第一控制阀;25-取样管道。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图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。
下面参考附图描述本发明实施例的风电叶片卧式回收反应装置。
如图1~3所示,本申请实施例一方面提出一种风电叶片卧式回收反应装置,包括:回转炉12、投料管3和出料仓17,回转炉12用于盛装待热解的风电叶片,投料管3用于向回转炉12内投放风电叶片以及通入热烟气,出料仓17用于将热解后形成的纤维以及烟气排出。
回转炉12水平设置并沿水平轴向旋转,回转炉12的左右两端面分别为进口端面和出口端面,进口端面上连接有进料管6,出口端面上连接有出料管13,回转炉12内部形成容纳风电叶片的腔体,腔体内设有螺旋导料机构以及若干个折流挡板11,折流挡板11交错设置在腔体内壁上。螺旋导料机构未在图中标识,为现有技术,例如,螺旋导料机构可以为在腔体内壁上设置的螺纹状导料板,当回转炉12发生正转时,风电叶片在回转炉12内翻转发生热解反应,当回转炉12发生反转时,风电叶片热解后的纤维可沿着螺纹状导料板输送至出料仓17进行排料。折流挡板11交错固定在螺纹状导料板的间隙处,形成多道迷宫折流结构,使烟气和风电叶片充分接触,反应均匀。
在一些具体的实施例中,回转炉12沿纵截面安装有检修法兰8,检修法兰8位于靠近进料管6的位置,使得后期对回转炉12维修更加方便。
在一些具体的实施例中,回转炉12的壳体内填充有隔热层。
优选的,隔热层为陶瓷纤维,由于陶瓷纤维优异的隔热性能和极低的热容,能大大降低设备能耗及表面温度,具有明显的节能效果。
在一些具体的实施例中,还包括支撑座,支撑座用于支撑回转炉12,支撑座包括底座 19和支撑架20,支撑架20设有两个,每个支撑架20上安装有托轮5,两个支撑架20分别支撑于进料管6和出料管13,进料管6上通过传动链轮7连接旋转驱动装置。
进一步的,旋转驱动装置包括电机和减速器,电机的输出端连接减速器的输入端,减速器的输出端连接链轮,并带动链轮转动,进而带动回转炉12转动。需要指出的是,旋转驱动装置在图中没有标识出,为现有技术,可以安装在底座19上或者其他不影响本反应装置正常使用的合适位置。
在一些具体的实施例中,回转炉12的壁面上开设有取样口,在风电叶片的热解过程中,定时从取样口中取料,观察风电叶片的反应状态,以调整通入烟气的温度和热解时间。需要说明的是,由于回转炉12腔体内是负压,所以取样时回转炉12内的烟气不会跑出来。
在一些具体的实施例中,如图4所示,取样口可设计为双阀门通道的结构,具体为在取样口处连接有一取样管道25,取样管道25的靠内部位置设置有第一控制阀24,在取样管道25的靠外部位置设置有第二控制阀23,第一控制阀24和第二控制阀23之间形成用于取样的空腔。可防止取样时外部空气进入到回转炉12内而造成回转炉12内温度降低或风电叶片较多的流出。需要取样时,具体操作流程为:旋转回转炉12使取样口转至中下部或底部的位置,先打开第一控制阀24,使风电叶片落入到用于取样的空腔内,然后关闭第一控制阀24,再打开第二控制阀23,取出风电叶片样品,关闭第二控制阀23。
在一些具体的实施例中,回转炉12的外壁面上设有若干个敲打装置10。用于将反应过程中贴合在回转炉12内壁的风电叶片通过敲打落下。
投料管3水平设置,投料管3的一端为投料口1,投料管3的另一端通过第一旋转接头4水平连接于回转炉12的进料管6,投料管3的侧壁开设有进风口2。第一旋转接头4 的作用在于,当回转炉12转动时,保证投料管3静止不动,第一旋转接头4起到类似于轴承的作用。进风口2设于投料管3的上方,连接有进风管,用于通入热烟气,进风管上设有控制阀。投料口1用于投入待热解的风电叶片。投料口1处设有可开合的密封门体。
投料时,打开投料口1,通过小型输送机将待热解的风电叶片输送至回转炉12内。
回转炉12内插入有测温装置,用于回转炉12内温度的监测。具体的,从投料管3向回转炉12内插入热电偶9。
出料仓17竖直方向设置,出料仓17的上端开设有排气口15,用于将反应后的烟气排出。出料仓17的下端开设有落料口18,用于将热解后的纤维排出。出料仓17的侧壁开设有连接孔16,用于连接回转炉12的出料口。连接孔16处通过第二旋转接头14连接于回转炉12的出料口。第二旋转接头14的作用在于,当回转炉12转动时,保证出料仓17静止不动,第二旋转接头14起到类似于轴承的作用。
在一些具体的实施例中,第一旋转接头4和第二旋转接头14均采用耐高温材质。
出料仓17在位于连接孔16上方位置设有纤维阻挡装置,用于将排气的过程中烟气夹杂的纤维进行阻挡,防止纤维随着烟气排出。
在一些具体的实施例中,如图5所示,纤维阻挡装置可包括若干个交错设置的纤维挡板22,纤维挡板22固定在出料仓17的内壁上。具体的,纤维挡板22可交错水平设置,形成折流结构,纤维可被纤维挡板22阻挡而落下。
优选的,纤维挡板22可交错倾斜设置,每个纤维挡板22的朝内一侧均向下倾斜一定角度,可使被阻挡的纤维沿着倾斜面滑落。
可选的,纤维阻挡装置还可包括过滤板21,过滤板21通过螺栓可拆卸固定在出料仓 17的内壁上,烟气可通过过滤板21向上排出,纤维被过滤板21阻拦后下落,从落料口18排出。
可选的,如图6所示,纤维挡板22和过滤板21也可以同时设置。将过滤板21设于纤维挡板22的上方,将纤维挡板22无法阻挡的纤维由过滤板21进行二次阻挡。
在一些具体的实施例中,出料仓17的侧壁上开设有可启闭的取料口,取料口位于连接孔16相对的一侧。取料口处连接有可开启的密封门体,取料口的作用在于:当回转炉12出料不顺畅时,打开取料口的门体,通过如钩子等工具将纤维钩出。将取料口设于连接孔16相对的一侧,可便于钩料。
在一些具体的实施例中,出料仓17的落料口18处设有控制阀。
在一些具体的实施例中,整个装置为可移动式设计,可在底座19下端设置多个转向轮,具体为设置6个转向轮,可保证稳定性。
在一些具体的实施例中,转向轮还带有驻车功能。驻车结构可为在每个转向轮旁边设有带有千斤顶结构或液压缸结构的支撑柱,此为现有技术,在此不做赘述。
在一些具体的实施例中,回转炉12采用304不锈钢材质,耐高温耐腐蚀。
需要说明的是,本装置还设有控制系统,用于控制回转炉12的转速、旋转时间、启停、各控制阀的开闭、温度监控等等,控制系统安装于本装置的投料管3处,便于操作。或者安装于其他不影响本装置操作的合适位置。对于控制系统的构造及原理为现有技术,在本案中不做赘述。
本申请实施例另一方面提出一种风电叶片回收方法,利用上述的风电叶片卧式回收反应装置,包括如下步骤:
S1,将分割好的风电叶片从投料口1投装进入回转炉12内,然后关闭投料口1,从进风口2向回转炉12内通入烟气;
优选的,将风电叶片切割成长度为20~40cm,宽度为15~40cm的矩形形状。
S2,调节通入烟气的温度为250℃~400℃,持续时间为30~60min,风电叶片逐渐炭化,转化为黑色炭块;
S3,调节通入烟气的温度为400℃~550℃,持续时间为60~150min,黑色炭块逐渐变白,形成黑白相间的块状物体,并生成二氧化碳,定时从回转炉12的取样口中取料,观察反应状态;
S4,开启回转炉12的旋转驱动装置,正转回转炉12,使回转炉12内的风电叶片滚动,持续时间为45~100min,黑白相间的块状物体在外力滚动的作用下开始裂开,逐渐转化为雪白色的纤维,停止通入烟气,反转回转炉12,将纤维从出料仓17卸出。
在一些具体的实施例中,回转炉12的转速的调节范围为0.5-5r/min。
本发明利用火电厂烟气将废旧叶片进行低温热解,通过分离回收高品质纤维,同时将热解产生的废固(炭)、废液(高沸点有机物)和废气直接送入火电厂锅炉系统回收热量并进行尾气净化。
本技术通过引出火电厂旁路烟气并对其参数进行调控,使叶片发生可控热解氧化反应,得到高附加值的玻纤或碳纤,尾气返回电厂锅炉系统净化后超低排放,从而实现风电叶片的清洁高效回收。
本发明的专用卧式回收反应装置,可精确监控烟气参数,叶片热解反应分步骤进行,实现可控热解氧化,纤维100%回收。由于采用炉体回转方式且增加了迷宫折流结构,避免了烟气短路的情况,增强了电厂热烟气与物料的换热效率,且通过调节转速大小可以将物料翻转搅拌均匀。
以下通过具体的实施例来对本发明进行进一步阐述。
实施例1
如图1~3所示,一种风电叶片卧式回收反应装置,包括:支撑座、回转炉12、投料管3和出料仓17,回转炉12用于盛装待热解的风电叶片,投料管3用于向回转炉12内投放风电叶片以及通入热烟气,出料仓17用于将热解后形成的纤维以及烟气排出。
回转炉12水平设置并沿水平轴向旋转,回转炉12的左端面为进口端面,回转炉12的右端面为出口端面,进口端面上连接有进料管6,出口端面上连接有出料管13,回转炉12内部形成容纳风电叶片的腔体,腔体内设有螺旋导料机构以及4个折流挡板11,螺旋导料机构为在腔体内壁上设置的螺纹状导料板,当回转炉12发生正转时,风电叶片在回转炉 12内翻转发生热解反应,当回转炉12发生反转时,风电叶片热解后的纤维可沿着螺纹状导料板输送至出料仓17进行排料。
折流挡板11交错固定在螺纹状导料板的间隙处,形成多道迷宫折流结构,使烟气和风电叶片充分接触,反应均匀。
回转炉12沿纵截面安装有检修法兰8,检修法兰8位于靠近进料管6的位置,使得后期对回转炉12维修更加方便。
回转炉12的壳体内填充有陶瓷纤维的隔热层。由于陶瓷纤维优异的隔热性能和极低的热容,能大大降低设备能耗及表面温度,具有明显的节能效果。
支撑座用于支撑回转炉12,支撑座包括底座19和支撑架20,支撑架20设有两个,每个支撑架20上安装有托轮5,两个支撑架20分别支撑于进料管6和出料管13,进料管6 上通过传动链轮7连接旋转驱动装置。
旋转驱动装置包括电机和减速器,电机的输出端连接减速器的输入端,减速器的输出端连接链轮,并带动链轮转动,进而带动回转炉12转动。
回转炉12的壁面上开设有取样口,在风电叶片的热解过程中,定时从取样口中取料,观察风电叶片的反应状态,以调整通入烟气的温度和热解时间。需要说明的是,由于回转炉12腔体内是负压,所以取样时回转炉12内的烟气不会跑出来。
如图4所示,取样口设计为双阀门通道的结构,具体为在取样口处连接有一取样管道 25,取样管道25的靠内部位置设置有第一控制阀24,在取样管道25的靠外部位置设置有第二控制阀23,第一控制阀24和第二控制阀23之间形成用于取样的空腔。可防止取样时外部空气进入到回转炉12内而造成回转炉12内温度降低或风电叶片较多的流出。需要取样时,具体操作流程为:旋转回转炉12使取样口转至中下部或底部的位置,先打开第一控制阀24,使风电叶片落入到用于取样的空腔内,然后关闭第一控制阀24,再打开第二控制阀23,取出风电叶片样品,关闭第二控制阀23。
回转炉12的外壁面上设有若干个敲打装置10。用于将反应过程中贴合在回转炉12内壁的风电叶片通过敲打落下。
投料管3水平设置,投料管3的左端为投料口1,投料管3的右端通过第一旋转接头4水平连接于回转炉12的进料管6,投料管3的侧壁开设有进风口2。第一旋转接头4的作用在于,当回转炉12转动时,保证投料管3静止不动,第一旋转接头4起到类似于轴承的作用。进风口2设于投料管3的上方,连接有进风管,用于通入热烟气,进风管上设有控制阀。投料口1用于投入待热解的风电叶片。投料口1处设有可开合的密封门体。
投料时,打开投料口1,通过小型输送机将待热解的风电叶片输送至回转炉12内。
从投料管3向回转炉12内插入热电偶9,用于回转炉12内温度的监测。
出料仓17竖直方向设置,出料仓17的上端开设有排气口15,用于将反应后的烟气排出。出料仓17的下端开设有落料口18,用于将热解后的纤维排出。出料仓17的左侧壁开设有连接孔16,用于连接回转炉12右端的出料口。连接孔16处通过第二旋转接头14连接于回转炉12的出料口。第二旋转接头14的作用在于,当回转炉12转动时,保证出料仓 17静止不动,第二旋转接头14起到类似于轴承的作用。
第一旋转接头4和第二旋转接头14均采用耐高温材质,防止使用时间久了由于高温而发生变形。
如图5所示,出料仓17在位于连接孔16上方位置设有若干个交错设置的纤维挡板22,用于将排气的过程中烟气夹杂的纤维进行阻挡,防止纤维随着烟气排出。
纤维挡板22固定在出料仓17的内壁上。纤维挡板22交错倾斜设置,形成折流结构,纤维可被纤维挡板22阻挡而落下。每个纤维挡板22的朝内一侧均向下倾斜一定角度,可使被阻挡的纤维沿着倾斜面滑落。
出料仓17的侧壁上开设有可启闭的取料口,取料口位于连接孔16相对的一侧。取料口处连接有可开启的密封门体,取料口的作用在于:当回转炉12出料不顺畅时,打开取料口的门体,通过如钩子等工具将纤维钩出。将取料口设于连接孔16相对的一侧,可便于钩料。出料仓17的落料口18处设有控制阀。
整个装置为可移动式设计,可在底座19下端设置6个转向轮,可保证稳定性。转向轮还带有驻车功能。驻车结构可为在每个转向轮旁边设有带有千斤顶结构或液压缸结构的支撑柱,此为现有技术,在此不做赘述。
回转炉12采用304不锈钢材质,耐高温耐腐蚀。
本装置还设有控制系统,用于控制回转炉12的转速、旋转时间、启停、各控制阀的开闭、温度监控等等,控制系统安装于本装置的投料管3处,便于操作。或者安装于其他不影响本装置操作的合适位置。对于控制系统的构造及原理为现有技术,在本案中不做赘述。
本申请实施例另一方面提出一种风电叶片回收方法,利用上述的风电叶片卧式回收反应装置,包括如下步骤:
S1,将风电叶片切割成长度为20~40cm,宽度为15~40cm的矩形形状。将切割好的风电叶片从投料口1投装进入回转炉12内,然后关闭投料口1,从进风口2向回转炉12内通入烟气;
S2,调节通入烟气的温度为250℃~400℃,持续时间为30~60min,风电叶片逐渐炭化,转化为黑色炭块;
S3,调节通入烟气的温度为400℃~550℃,持续时间为60~150min,黑色炭块逐渐变白,形成黑白相间的块状物体,并生成二氧化碳,定时从回转炉12的取样口中取料,观察反应状态;
S4,开启回转炉12的旋转驱动装置,正转回转炉12,使回转炉12内的风电叶片滚动,持续时间为45~100min,黑白相间的块状物体在外力滚动的作用下开始裂开,逐渐转化为雪白色的纤维,停止通入烟气,反转回转炉12,将纤维从出料仓17卸出。
其中,本方法中的回转炉12的转速的调节范围为0.5-5r/min。
实施例2
如图1~3所示,一种风电叶片卧式回收反应装置,包括:支撑座、回转炉12、投料管3和出料仓17,回转炉12用于盛装待热解的风电叶片,投料管3用于向回转炉12内投放风电叶片以及通入热烟气,出料仓17用于将热解后形成的纤维以及烟气排出。
回转炉12水平设置并沿水平轴向旋转,回转炉12的左端面为进口端面,回转炉12的右端面为出口端面,进口端面上连接有进料管6,出口端面上连接有出料管13,回转炉12内部形成容纳风电叶片的腔体,腔体内设有螺旋导料机构以及4个折流挡板11,螺旋导料机构为在腔体内壁上设置的螺纹状导料板,当回转炉12发生正转时,风电叶片在回转炉 12内翻转发生热解反应,当回转炉12发生反转时,风电叶片热解后的纤维可沿着螺纹状导料板输送至出料仓17进行排料。
折流挡板11交错固定在螺纹状导料板的间隙处,形成多道迷宫折流结构,使烟气和风电叶片充分接触,反应均匀。
回转炉12沿纵截面安装有检修法兰8,检修法兰8位于靠近进料管6的位置,使得后期对回转炉12维修更加方便。
回转炉12的壳体内填充有陶瓷纤维的隔热层。由于陶瓷纤维优异的隔热性能和极低的热容,能大大降低设备能耗及表面温度,具有明显的节能效果。
支撑座用于支撑回转炉12,支撑座包括底座19和支撑架20,支撑架20设有两个,每个支撑架20上安装有托轮5,两个支撑架20分别支撑于进料管6和出料管13,进料管6 上通过传动链轮7连接旋转驱动装置。
旋转驱动装置包括电机和减速器,电机的输出端连接减速器的输入端,减速器的输出端连接链轮,并带动链轮转动,进而带动回转炉12转动。
回转炉12的壁面上开设有取样口,在风电叶片的热解过程中,定时从取样口中取料,观察风电叶片的反应状态,以调整通入烟气的温度和热解时间。需要说明的是,由于回转炉12腔体内是负压,所以取样时回转炉12内的烟气不会跑出来。
如图4所示,取样口设计为双阀门通道的结构,具体为在取样口处连接有一取样管道 25,取样管道25的靠内部位置设置有第一控制阀24,在取样管道25的靠外部位置设置有第二控制阀23,第一控制阀24和第二控制阀23之间形成用于取样的空腔。可防止取样时外部空气进入到回转炉12内而造成回转炉12内温度降低或风电叶片较多的流出。需要取样时,具体操作流程为:旋转回转炉12使取样口转至中下部或底部的位置,先打开第一控制阀24,使风电叶片落入到用于取样的空腔内,然后关闭第一控制阀24,再打开第二控制阀23,取出风电叶片样品,关闭第二控制阀23。
回转炉12的外壁面上设有若干个敲打装置10。用于将反应过程中贴合在回转炉12内壁的风电叶片通过敲打落下。
投料管3水平设置,投料管3的左端为投料口1,投料管3的右端通过第一旋转接头4水平连接于回转炉12的进料管6,投料管3的侧壁开设有进风口2。第一旋转接头4的作用在于,当回转炉12转动时,保证投料管3静止不动,第一旋转接头4起到类似于轴承的作用。进风口2设于投料管3的上方,连接有进风管,用于通入热烟气,进风管上设有控制阀。投料口1用于投入待热解的风电叶片。投料口1处设有可开合的密封门体。
投料时,打开投料口1,通过小型输送机将待热解的风电叶片输送至回转炉12内。
从投料管3向回转炉12内插入热电偶9,用于回转炉12内温度的监测。
出料仓17竖直方向设置,出料仓17的上端开设有排气口15,用于将反应后的烟气排出。出料仓17的下端开设有落料口18,用于将热解后的纤维排出。出料仓17的左侧壁开设有连接孔16,用于连接回转炉12右端的出料口。连接孔16处通过第二旋转接头14连接于回转炉12的出料口。第二旋转接头14的作用在于,当回转炉12转动时,保证出料仓 17静止不动,第二旋转接头14起到类似于轴承的作用。
第一旋转接头4和第二旋转接头14均采用耐高温材质,防止使用时间久了由于高温而发生变形。
出料仓17在位于连接孔16上方位置设有若干个交错设置的纤维挡板22,用于将排气的过程中烟气夹杂的纤维进行阻挡,防止纤维随着烟气排出。
如图6所示,纤维挡板22固定在出料仓17的内壁上。纤维挡板22交错倾斜设置,形成折流结构,纤维可被纤维挡板22阻挡而落下。每个纤维挡板22的朝内一侧均向下倾斜一定角度,可使被阻挡的纤维沿着倾斜面滑落。
纤维挡板22的上方还安装有过滤板21,过滤板21通过螺栓可拆卸固定在出料仓17的内壁上,将纤维挡板22无法阻挡的纤维由过滤板21进行二次阻挡。烟气可通过过滤板 21向上排出,纤维被过滤板21阻拦后下落至倾斜的纤维挡板22上,最终从落料口18排出。
出料仓17的侧壁上开设有可启闭的取料口,取料口位于连接孔16相对的一侧。取料口处连接有可开启的密封门体,取料口的作用在于:当回转炉12出料不顺畅时,打开取料口的门体,通过如钩子等工具将纤维钩出。将取料口设于连接孔16相对的一侧,可便于钩料。出料仓17的落料口18处设有控制阀。
整个装置为可移动式设计,可在底座19下端设置6个转向轮,可保证稳定性。转向轮还带有驻车功能。驻车结构可为在每个转向轮旁边设有带有千斤顶结构或液压缸结构的支撑柱,此为现有技术,在此不做赘述。
回转炉12采用304不锈钢材质,耐高温耐腐蚀。
本装置还设有控制系统,用于控制回转炉12的转速、旋转时间、启停、各控制阀的开闭、温度监控等等,控制系统安装于本装置的投料管3处,便于操作。或者安装于其他不影响本装置操作的合适位置。对于控制系统的构造及原理为现有技术,在本案中不做赘述。
本申请实施例另一方面提出一种风电叶片回收方法,利用上述的风电叶片卧式回收反应装置,包括如下步骤:
S1,将风电叶片切割成长度为20~40cm,宽度为15~40cm的矩形形状。将切割好的风电叶片从投料口1投装进入回转炉12内,然后关闭投料口1,从进风口2向回转炉12内通入烟气;
S2,调节通入烟气的温度为250℃~400℃,持续时间为30~60min,风电叶片逐渐炭化,转化为黑色炭块;
S3,调节通入烟气的温度为400℃~550℃,持续时间为60~150min,黑色炭块逐渐变白,形成黑白相间的块状物体,并生成二氧化碳,定时从回转炉12的取样口中取料,观察反应状态;
S4,开启回转炉12的旋转驱动装置,正转回转炉12,使回转炉12内的风电叶片滚动,持续时间为45~100min,黑白相间的块状物体在外力滚动的作用下开始裂开,逐渐转化为雪白色的纤维,停止通入烟气,反转回转炉12,将纤维从出料仓17卸出。
其中,本方法中的回转炉12的转速的调节范围为0.5-5r/min。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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)

1.一种风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,包括:
回转炉,所述回转炉水平设置并沿水平轴向旋转,回转炉的左右两端面分别为进口端面和出口端面,进口端面上连接有进料管,出口端面上连接有出料管,回转炉内部形成容纳风电叶片的腔体,腔体内设有螺旋导料机构以及若干个折流挡板,折流挡板交错设置在腔体内壁上;
投料管,所述投料管水平设置,投料管的一端为投料口,投料管的另一端通过第一旋转接头水平连接于回转炉的进料管,投料管的侧壁开设有进风口;
出料仓,所述出料仓竖直方向设置,出料仓的上端开设有排气口,出料仓的下端开设有落料口,出料仓的侧壁开设有连接孔,连接孔处通过第二旋转接头连接于回转炉的出料口,出料仓在位于连接孔上方位置设有纤维阻挡装置。
2.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述纤维阻挡装置包括若干个交错设置的纤维挡板,纤维挡板固定在出料仓的内壁上。
3.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述纤维阻挡装置包括过滤板,过滤板可拆卸固定在出料仓的内壁上。
4.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述回转炉的壁面上开设有取样口。
5.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述回转炉的外壁面上设有若干个敲打装置。
6.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述出料仓的侧壁上开设有可启闭的取料口,取料口位于连接孔相对的一侧。
7.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述回转炉的壳体内填充有隔热层。
8.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,还包括用于支撑回转炉的支撑座,所述支撑座包括底座和支撑架,支撑架设有两个,每个支撑架上安装有托轮,两个支撑架分别支撑于进料管和出料管,进料管上通过传动链轮连接旋转驱动装置。
9.根据权利要求1所述的风电叶片卧式回收反应装置,其特征在于,所述回转炉沿纵截面安装有检修法兰,检修法兰位于靠近进料管的位置。
10.一种风电叶片回收方法,其特征在于,利用权利要求1~9任一项所述的风电叶片卧式回收反应装置,包括如下步骤:
S1,将分割好的风电叶片从投料口投装进入回转炉内,然后关闭投料口,从进风口向回转炉内通入烟气;
S2,调节通入烟气的温度为250℃~400℃,持续时间为30~60min,风电叶片逐渐转化为黑色炭块;
S3,调节通入烟气的温度为400℃~550℃,持续时间为60~150min,黑色炭块逐渐变白,形成黑白相间的块状物体,并生成二氧化碳,定时从回转炉的取样口中取料,观察反应状态;
S4,开启回转炉的旋转驱动装置,正转回转炉,使回转炉内的风电叶片滚动,持续时间为45~100min,黑白相间的块状物体转化为纤维,停止通入烟气,反转回转炉,将纤维从出料仓卸出。
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