CN116116884A - 一种叶片回收系统和回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种叶片回收系统和回收方法。本发明的叶片回收系统包括叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置，叶片固定装置和叶片纤维回收装置分别设置在叶片溶解装置的进口端和出口端，叶片溶解装置包括用于容置溶解液的溶解器和设置在溶解器上的超声波发生装置，溶解器具有注液口和排液口，叶片牵引装置能够对叶片的头部和根部进行牵引以使叶片进出溶解器，叶片纤维回收装置能够对经溶解器溶解的叶片纤维进行回收。本发明的叶片回收系统和回收方法能够对叶片中的长纤维进行回收利用，提高了叶片的回收价值。
Description
技术领域
本发明涉及叶片回收技术领域，尤其是涉及一种叶片回收系统和回收方法。
背景技术
风机叶片是风力发电机核心部件，主要由玻璃纤维、碳纤维、热固性树脂材料制成，同时含有少量金属、环氧结构胶，油漆等成分。随着一批风机叶片寿命将尽以及风机产品更新换代，越来越多的风机叶片需要清洁化回收利用。
目前，我国风机叶片回收处于起步阶段，旧风机叶片处理方式主要包括物理回收、焚烧、热解、溶解等方式。现有技术通常是将叶片切割破碎后进行后续处理，其优势在于可以利用现有设备或对现有设备改造后进行处理，改造成本相对较低。然而，该方式导致叶片纤维被切割后长度变短，回收利用价值大大降低，回收的叶片纤维仅能用于建筑加固、燃料等。
风机叶片长度较长，如果能够不将纤维切碎，而将叶片长纤维整体回收利用，可将其直接再加工作为其它高价值民用产品，如碳纤维用于皮划艇、自行车结构材料等。与破碎后的回收方式相比，可以大大提高其回收价值。因此，探索叶片整片处理回收方式，是亟待解决的问题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叶片回收系统和回收方法，能够对叶片中的长纤维进行回收利用，提高了叶片的回收价值。
本发明提供一种叶片回收系统，包括叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置，叶片固定装置和叶片纤维回收装置分别设置在叶片溶解装置的进口端和出口端，叶片溶解装置包括用于容置溶解液的溶解器和设置在溶解器上的超声波发生装置，溶解器具有注液口和排液口，叶片牵引装置能够对叶片的头部和根部进行牵引以使叶片进出溶解器，叶片纤维回收装置能够对经溶解器溶解的叶片纤维进行回收。
进一步地，叶片牵引装置包括分别对叶片的头部和根部进行牵引的两组牵引机构，每组牵引机构包括牵引钩、牵引绳和牵引控制设备，牵引绳的两端分别与牵引钩和牵引控制设备连接，牵引控制设备通过牵引绳伸缩对牵引钩进行控制。
进一步地，在叶片溶解装置与叶片纤维回收装置之间还设有叶片纤维干燥装置。
进一步地，叶片固定装置包括叶片固定板，叶片固定板以朝向溶解器的方式向下倾斜设置。
进一步地，叶片固定装置还包括叶片固定绷带，叶片固定绷带设置在叶片固定板上以对放置在固定板上的叶片进行固定，叶片固定绷带松紧可调。
本发明还提供一种叶片回收方法，利用上述叶片回收系统对叶片中的叶片纤维进行回收。
具体地，本发明的叶片回收方法，包括如下步骤：
S1：将叶片放置在叶片固定装置上，利用叶片牵引装置牵引叶片的头部和根部；
S2：使叶片进入溶解器，向溶解器中注入溶解液，启动超声波发生装置对叶片进行溶解；
S3：对溶解后的叶片纤维进行干燥，随后利用叶片纤维回收装置对叶片纤维进行回收。
进一步地，溶解液由1.5-2.5mol/L的硝酸溶液和8-10mol/L的H2O2溶液混合而成。
进一步地，混合时硝酸溶液与H2O2溶液的体积比为（97-99）：（1-3）。
进一步地，溶解条件包括：超声波频率300-600 kHz；溶解液的温度为40-70℃；溶解时间为4-20 h。
本发明的叶片回收系统主要用于对整片叶片中的长纤维进行回收，叶片回收系统设有叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置，叶片固定装置用于对整片叶片进行固定，叶片牵引装置用于对整片叶片的头部和根部进行牵引以使整片叶片进出溶解器，叶片纤维回收装置用于对经溶解器溶解的叶片纤维进行回收，利用该叶片回收系统对整片叶片中的叶片纤维进行回收，能够实现对整片叶片中的长纤维进行回收利用，进而提高了叶片的回收价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为叶片回收系统的结构示意图；
图2为叶片溶解示意图；
图3为叶片纤维回收示意图。
附图标记说明：
1：叶片固定板；2：叶片固定绷带；3：第一牵引控制设备；4：第一牵引绳；5：第一牵引钩；6：第二牵引控制设备；7：第二牵引绳；8：第二牵引钩；9：滑轮；10：溶解器；11：超声波发生装置；12：注液口；13：排液口；14：溶解液；15：叶片纤维干燥装置；16：叶片纤维回收装置；17：叶片；18：叶片纤维。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合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。
实施例1
结合图1至图3所示，本实施例的叶片回收系统包括叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置16，叶片固定装置和叶片纤维回收装置16分别设置在叶片溶解装置的进口端和出口端，叶片溶解装置包括用于容置溶解液14的溶解器10和设置在溶解器10上的超声波发生装置11，溶解器10具有注液口12和排液口13，叶片牵引装置能够对叶片17的头部和根部进行牵引以使叶片17进出溶解器10，叶片纤维回收装置16能够对经溶解器10溶解的叶片纤维18进行回收。
叶片固定装置主要用于对整片的叶片17进行支撑和固定，对其结构不作严格限制。在本实施例中，叶片固定装置可以包括叶片固定板1，叶片固定板1以朝向溶解器10的方式向下倾斜设置，从而便于叶片17通过自重缓慢进入溶解器10中进行溶解；叶片固定板1的倾斜设置角度可以根据实际情况进行合理设置，可以理解，该倾斜设置角度应当能够使叶片17通过自重以适宜的速度进入溶解器10。
进一步地，叶片固定装置还可以包括叶片固定绷带2，叶片固定绷带2设置在叶片固定板1上以对放置在叶片固定板1上的叶片17进行固定，叶片固定绷带2松紧可调。叶片固定绷带2一方面用于将整片的叶片17固定在叶片固定板1上，另一方面用于通过松紧控制来调节叶片17进入溶解器10的速度；具体地，在需要叶片快速进入溶解器10时，可以适当松开叶片固定绷带2以减小叶片固定绷带2对叶片17的固定作用力以使叶片17快速进入溶解器10；在需要叶片缓慢进入溶解器10时，可以适当加紧叶片固定绷带2以增大叶片固定绷带2对叶片17的固定作用力以使叶片17缓慢进入溶解器10；在需要对溶解器10中的叶片17进行溶解时，可以继续加紧固定绷带以使叶片17相对固定在叶片固定板1上，从而便于溶解器10中的叶片17充分溶解；在溶解器10中的叶片17溶解完全后，可以再次松开叶片固定绷带2以使剩余的叶片17以适宜的速度进入溶解器10中进行溶解，直至叶片17完成全部溶解。
叶片牵引装置主要用于对整片的叶片17的头部和根部进行牵引以使叶片17进出溶解器10，对其结构不作严格限制。在本实施例中，叶片牵引装置包括分别对叶片17的头部和根部进行牵引的两组牵引机构，每组牵引机构包括牵引钩、牵引绳和牵引控制设备，牵引绳的两端分别与牵引钩和牵引控制设备连接，牵引控制设备通过牵引绳伸缩对牵引钩进行控制，牵引控制设备可用于控制牵引绳的启停及伸出速度；可以理解，两组牵引机构分别设置在叶片溶解装置的进口端和出口端。此外，牵引绳可以采用耐腐蚀高分子材质，以便重复使用。
更具体地，用于对叶片17的根部进行牵引的牵引机构包括第一牵引钩5、第一牵引绳4和第一牵引控制设备3，第一牵引绳4能够相对第一牵引控制设备3伸缩，第一牵引钩5设置在第一牵引绳4的端部。同样地，用于对叶片17的头部进行牵引的牵引机构包括第二牵引钩8、第二牵引绳7和第二牵引控制设备6，第二牵引绳7能够相对第二牵引控制设备6伸缩，第二牵引钩8设置在第二牵引绳7的端部；此外，在第二牵引钩8与第二牵引控制设备6之间还可以设置滑轮9。
在前期阶段，当整片的叶片17置于叶片固定装置上时，第一牵引钩5与叶片17的根部连接，第二牵引钩8与叶片17的头部连接并且钩住含有叶片纤维18的部分，此时可以通过第一牵引控制设备3、第二牵引控制设备6牵引第一牵引绳4、第二牵引绳7将叶片17拉紧。在后期阶段，当叶片固定装置无法对叶片17进行固定时，可以通过第一牵引钩5牵引叶片17以使叶片17处于预定位置并且不沉底，以保证叶片17的溶解效果，同时利用第一牵引钩5使叶片17按预定路径进行移动以将叶片17引入到溶解器10中进行溶解。在叶片溶解过程中，可以通过第一牵引控制设备3、第二牵引控制设备6牵引第一牵引绳4、第二牵引绳7以来回晃动叶片17以加速叶片17的溶解反应。在叶片纤维18回收过程中，可以通过第二牵引钩8将回收的叶片纤维18牵引至叶片纤维回收装置16进行回收。
叶片溶解装置包括溶解器10和超声波发生装置11。溶解器10是叶片17溶解的主要场所，溶解器10内装有用于叶片17溶解的溶解液14，溶解器10可设置为负压。对溶解液14的组成不作严格限制，可以常规本领域常规的用于溶解叶片17的溶解液；在本实施例中，溶解液14由1.5-2.5mol/L的硝酸溶液和8-10mol/L的H2O2溶液混合而成，混合时硝酸溶液与H2O2溶液的体积比为（97-99）：（1-3）；溶解时，溶解液14的温度可以为40-70℃，溶解时间可以为4-20 h。对溶解器10的尺寸不作严格限制，可根据实际需求合理设置，溶解器10的高度可以设置为5-30 m，长度可以设置为15-45 m；此外，在溶解器10上设有用于溶解液14进出的注液口12和排液口13，注液口12和排液口13可以分别设置在溶解器10的上部和下部。超声波发生装置11主要用于产生超声波，以便溶解液14在超声波作用下对叶片17进行溶解，以实现更好的溶解效果；对超声波发生装置11的结构不作严格限制，可以采用本领域的常规结构并以常规方式设置在溶解器10上，超声波的频率可在300-600 kHz范围，470 kHz最佳。
在叶片溶解装置与叶片纤维回收装置16之间还设有叶片纤维干燥装置15，叶片纤维干燥装置15主要用于对溶解后的叶片纤维18进行干燥，对叶片纤维干燥装置15的设置方式不作严格限制，例如可以设置为晾晒间，晾晒间空间负压且密封，可以对叶片纤维18进行晾晒。
叶片纤维回收装置16主要用于对溶解后的叶片纤维18进行回收，可以采用本领域的常规回收装置，例如纤维缠绕设备等；可以理解，纤维缠绕设备可以设置在第二牵引控制设备6的前端，第二牵引控制设备6控制第二牵引绳7和第二牵引钩8将叶片纤维18牵引至纤维缠绕设备处进行缠绕回收。
本实施例的叶片回收系统主要用于对整片叶片中的长纤维进行回收，叶片回收系统设有叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置16，叶片固定装置用于对整片的叶片17进行固定，叶片牵引装置用于对叶片17的头部和根部进行牵引以使叶片17进出溶解器10，叶片纤维回收装置16用于对经溶解器10溶解的叶片纤维18进行回收，利用该叶片回收系统对整片的叶片17中的叶片纤维18进行回收，能够实现对叶片17中的长纤维进行回收利用，进而提高了叶片回收价值。
实施例2
结合图1至图3所示，本实施例的叶片回收方法，利用实施例1的叶片回收系统对叶片中的叶片纤维进行回收，具体步骤如下：
S1：将叶片17放置在叶片固定装置上，利用叶片牵引装置牵引叶片17的头部和根部；
S2：使叶片17进入溶解器10，向溶解器10中注入溶解液14，启动超声波发生装置11对叶片17进行溶解；
S3：对溶解后的叶片纤维18进行干燥，随后利用叶片纤维回收装置16对叶片纤维18进行回收。
在本实施例中，溶解液14由2mol/L的硝酸溶液和9mol/L的H2O2溶液混合而成，混合时硝酸溶液与H2O2溶液的体积比为98：2；溶解条件包括：超声波频率470 kHz，溶解液14的温度为60℃，溶解时间为10-20 h。
如图1所示，在初始状态下，待回收的叶片17整片置于叶片固定板1上，同时利用叶片固定绷带2进行固定。第一牵引钩5与叶片17的根部连接，第二牵引钩8勾住叶片17的头部且钩住含有纤维的部分。通过第一牵引控制设备3、第二牵引控制设备6牵引第一牵引绳4、第二牵引绳7将叶片17拉紧。
如图2所示，在溶解前期阶段，通过控制叶片固定绷带2的松紧来调节叶片17进入溶解器10的速度，待将叶片17的头部引入溶解器10后，排液口13关闭，注液口12打开，将溶解液14注满溶解器10，随后打开超声波发生装置11，超声波频率为470 kHz，超声波发生装置11启动时水温可达到60℃，无需额外的加热设备进行加热；在超声波作用下，叶片溶解通常在4h后开始复合层间分离，8h后叶片纤维18的清晰表面清晰可见，反应时间根据叶片成分存在差异，反应时间约为10-20h，期间通过第一牵引控制设备3、第二牵引控制设备6晃动叶片以加速叶片17的溶解反应和纤维脱落，待溶解液14中的叶片纤维18干净无杂物，继续引入未反应的叶片17至溶解液14。
如图3所示，在溶解后期阶段，叶片固定装置无法固定叶片17时，通过第一牵引钩5将叶片17引入溶解液14中进行溶解反应。根据反应速度定期从溶解器10中排出废液并注入新的溶解液14；在溶解过程中，如发现溶解器10底部杂质较多或者反应速度变慢，可将排液口13打开排出杂质，同时通过注液口12注入新的溶解液14。溶解后的叶片纤维18进入晾晒间晾晒，干后的叶片纤维18通过滑轮9进入纤维缠绕设备进行缠绕回收，以便后期运输。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种叶片回收系统，其特征在于，包括叶片固定装置、叶片牵引装置、叶片溶解装置和叶片纤维回收装置，叶片固定装置和叶片纤维回收装置分别设置在叶片溶解装置的进口端和出口端，叶片溶解装置包括用于容置溶解液的溶解器和设置在溶解器上的超声波发生装置，溶解器具有注液口和排液口，叶片牵引装置能够对叶片的头部和根部进行牵引以使叶片进出溶解器，叶片纤维回收装置能够对经溶解器溶解的叶片纤维进行回收。
2.根据权利要求1所述的叶片回收系统，其特征在于，叶片牵引装置包括分别对叶片的头部和根部进行牵引的两组牵引机构，每组牵引机构包括牵引钩、牵引绳和牵引控制设备，牵引绳的两端分别与牵引钩和牵引控制设备连接，牵引控制设备通过牵引绳伸缩对牵引钩进行控制。
3.根据权利要求1所述的叶片回收系统，其特征在于，在叶片溶解装置与叶片纤维回收装置之间还设有叶片纤维干燥装置。
4.根据权利要求1所述的叶片回收系统，其特征在于，叶片固定装置包括叶片固定板，叶片固定板以朝向溶解器的方式向下倾斜设置。
5.根据权利要求4所述的叶片回收系统，其特征在于，叶片固定装置还包括叶片固定绷带，叶片固定绷带设置在叶片固定板上以对放置在固定板上的叶片进行固定，叶片固定绷带松紧可调。
6.一种叶片回收方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一所述的叶片回收系统对叶片中的叶片纤维进行回收。
7.根据权利要求6所述的叶片回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将叶片放置在叶片固定装置上，利用叶片牵引装置牵引叶片的头部和根部；
S2：使叶片进入溶解器，向溶解器中注入溶解液，启动超声波发生装置对叶片进行溶解；
S3：对溶解后的叶片纤维进行干燥，随后利用叶片纤维回收装置对叶片纤维进行回收。
8.根据权利要求7所述的叶片回收方法，其特征在于，溶解液由1.5-2.5mol/L的硝酸溶液和8-10mol/L的H2O2溶液混合而成。
9.根据权利要求8所述的叶片回收方法，其特征在于，混合时硝酸溶液与H2O2溶液的体积比为（97-99）：（1-3）。
10.根据权利要求7所述的叶片回收方法，其特征在于，溶解条件包括：超声波频率300-600 kHz；溶解液的温度为40-70℃；溶解时间为4-20 h。
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2023
- 2023-04-04 CN CN202310351106.5A patent/CN116116884B/zh active Active
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