CN116274253A - 废弃风电叶片资源化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体废物处理领域,公开了一种废弃风电叶片资源化处理的方法,所述方法包括以下步骤:(1)将废弃风电叶片切割成块体;(2)将所述块体与无机酸溶液混合进行反应,或将所述块体与物料A与金属盐混合进行反应,接着过滤;(3)将步骤(2)得到的滤渣在有机溶剂中浸泡,接着过滤,收集粒径≥1.5mm的物料进行煅烧;(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于脂肪醇B中浸泡,接着过滤。该方法可以实现废弃风电叶片的资源化处理,还可以回收得到强度性能优异的玻璃纤维产品,并且还能较好的维持回收得到的玻璃纤维的形貌,回收得到后续应用范围更为广泛的玻璃纤维束产品。

Description

废弃风电叶片资源化处理的方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理领域,具体涉及一种废弃风电叶片资源化处理的方法。
背景技术
玻璃纤维复合材料,俗称玻璃钢(GFRP),是指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂的材料。玻璃纤维复合材料因其密度低、强度大等优点广泛应用于各行业,其中风力发电机组中的风电叶片是其最主要的应用领域,目前大部分的风电叶片都为玻璃纤维复合材料。但是,风电叶片的服役寿命有限,随着使用年限的增加,被替换的风电叶片以及意外损坏的叶片大量堆积,对环境存在较大危害。同时由于废弃风电叶片中含有一定对环境有害的化学物质,传统的填埋方式并不可取。因此,大量的废弃风电叶片面临着回收处理的问题。
目前常用的回收废弃风电叶片的方法并未关注回收得到的玻璃纤维的强度,回收得到的玻璃纤维强度损失严重,商业价值严重降低。另外,由于在废弃风电叶片中玻璃纤维与树脂交替层叠,难以分离,因此目前大部分的回收方法选择将废弃风电叶片进行粉碎处理后回收玻璃纤维粉,并未关注回收得到的玻璃纤维的形态,但是通常玻璃纤维束的应用范围要比玻璃纤维粉的应用范围更为广阔。
此外,束状的玻璃纤维在工业应用上范围更为广泛,但是在废弃风电叶片的回收过程中,其中原呈束状的玻璃纤维极易破碎,因此通常回收得到的是玻璃纤维粉或长度较小。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的废弃风电叶片中玻璃纤维回收困难且回收得到的玻璃纤维强度低,以及难以回收得到长度较长的束状玻璃纤维等问题,提供一种废弃风电叶片资源化处理的方法,该方法可以实现废弃风电叶片的资源化处理,并且还可以回收得到强度性能优异的玻璃纤维产品,并且还能较好的维持回收得到的玻璃纤维的形貌,回收得到后续应用范围更为广泛的玻璃纤维束产品。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种废弃风电叶片资源化处理的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将废弃风电叶片切割成块体;
(2)将所述块体与无机酸溶液混合进行反应,或将所述块体与物料A和金属盐混合进行反应,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣在有机溶剂中浸泡,接着过滤,收集粒径≥1.5mm的物料进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于脂肪醇B中浸泡,接着过滤;
所述物料A选自水、脂肪醇A或有机酸。
优选地,所述块体与无机酸溶液混合进行反应的条件包括:温度为60-120℃,时间为2-8h;
优选地,所述无机酸溶液为硫酸溶液或硝酸溶液;
优选地,所述块体与无机酸溶液混合进行反应时的液固比为3-8mL:1g;
优选地,所述无机酸溶液中H+的浓度≥4mol/L。
优选地,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应的条件包括:温度为120-250℃,时间为10-120min;
优选地,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应时的液固比为1-40mL:1g;
优选地,所述金属盐选自氯化锌、氯化镁、氯化铝和氯化铜中的一种或两种以上;
优选地,所述有机酸选自乙酸、丙酸或丁酸;
优选地,所述金属盐与所述废弃风电叶片的用量的重量比为0.05-0.3:1。
优选地,所述块体为长方体,所述长方体的长度为3-5cm,所述长方体的宽度为3-5cmcm,所述长方体的高度为0.1-0.6cm。
优选地,所述脂肪醇A和所述脂肪醇B各自独立的选自C1-C3脂肪醇;
优选地,所述C1-C3脂肪醇选自甲醇、乙醇或丙醇。
优选地,在步骤(3)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为6-24h。
优选地,在步骤(3)中,所述浸泡时的固液比为1g:20-40mL。
优选地,所述煅烧的条件包括:温度为200-400℃,时间为20-60min。
优选地,所述煅烧时的气氛为氧气和保护气的混合气;
优选地,所述混合气中氧气的体积分数≥40vol%。
优选地,在步骤(3)中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇或乙醚。
优选地,在步骤(4)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为10min-120min;
优选地,所述浸泡时的固液比为1g:10-40mL。
优选地,所述废弃风电叶片含有65-85wt%玻璃纤维和15-35wt%的树脂。
本发明所述的方法通过将废弃风电叶片进行切割,并将废弃风电叶片进行酸解或者催化降解反应将废弃风电叶片中的树脂进行部分去除,接着再将得到的产物置于有机溶剂中浸泡,浸泡后的产物进行富氧煅烧,进一步去除废弃风电叶片中的树脂,提升回收得到的产品中玻璃纤维的纯度,最后将得到的煅烧产物再次在脂肪醇中浸泡,保证回收得到的玻璃纤维的分散性。本发明所述的方法将废弃风电叶片中的树脂分多次去除,回收过程不会对玻璃纤维的形态以及强度性能造成严重损失,回收得到的玻璃纤维为束状,并且玻璃纤维的长度较长,长度可达到12mm,相较于粉末状的玻璃纤维而言具备更高的商业价值,并且本发明所述的方法回收得到的玻璃纤维的拉伸强度为玻璃纤维原料的96%左右,并且其回收得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维纯度高,且为单根分散的束状形态,具备更为广泛的工业应用前景。
另外本发明所述的方法还可以避免完全采用化学降解的方式对废弃风电叶片中的玻璃纤维进行回收,降低了化学试剂的使用量,避免了由此带来的高能耗和高污染等弊端,本发明所述的方法更加绿色环保。
附图说明
图1是本发明实施例1回收得到的玻璃纤维产品的形貌拍摄图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种废弃风电叶片资源化处理的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将废弃风电叶片切割成块体;
(2)将所述块体与无机酸溶液混合进行反应,或将所述块体与物料A和金属盐混合进行反应,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣在有机溶剂中浸泡,接着过滤,收集粒径≥1.5mm的物料进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于脂肪醇B中浸泡,接着过滤。
在本发明所述的方法中,所述物料A选自水、脂肪醇A或有机酸。
在本发明所述的方法中,所述废弃风电叶片为服役期满或在服役期间发生故障损坏的叶片,所述废弃风电叶片为玻璃纤维与树脂的复合材料,废弃风电叶片中的玻璃纤维原本呈长束状与树脂交错叠压,所述废弃风电叶片中含有65-85wt%玻璃纤维和15-35wt%的树脂,其余组分含量极少,可以忽略不计,且性质与主要成分差别不大。
在本发明所述的方法中,在步骤(1)中,将废弃风电叶片切割成块体可以增加后续回收得到的玻璃纤维的纯度,并且避免了因粉碎而导致对玻璃纤维形态产生严重损坏。
在优选的实施方式中,为了进一步提升得到的玻璃纤维的收率,在步骤(1)中,将废弃风电叶片切割若干个长方体,控制每一个所述长方体的长度为3-5cm,每一个所述长方体的宽度为3-5cm,每一个所述长方体的高度为0.1-0.6cm。
在本发明所述的方法中,在步骤(1)中,在切割废弃风电叶片得到的长方体的尺寸中,并不限定所述长方体的长度一定要小于宽度,所述长方体的长、宽和高之间的关系并未做特别限定。
在具体的实施方式中,需要将废弃风电叶片切割得到的所有块体都投入到后续的回收处理中。
在本发明所述的方法中,在步骤(2)中,将切割得到的所有块体在无机酸溶液中进行酸解反应或将废弃风电叶片与物料A和金属盐进行反应去除废弃风电叶片中的树脂,优选为采用酸解反应对废弃风电叶片中的树脂进行去除。在本发明中,通过控制步骤(2)中反应的条件从而来控制废弃风电叶片中树脂的降解程度,可以进一步避免因过度反应对玻璃纤维的抗压强度造成严重损伤以及造成玻璃纤维的断裂,进一步保留回收得到的玻璃纤维的强度和长度。
在本发明所述的方法中,为了进一步维持回收得到的玻璃纤维性能,所述块体与无机酸溶液混合进行反应的条件包括:温度为60-120℃,时间为2-8h,优选为2-5h。具体地,所述块体与无机酸溶液混合进行反应的温度可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃;所述块体与无机酸溶液混合进行反应的时间可以为2h、3h、4h、6h或8h。
在优选的实施方式中,所述块体与无机酸溶液混合进行反应时的液固比为3-8mL:1g。具体地,所述块体与无机酸溶液混合进行反应时的液固比可以为3mL:1g、4mL:1g、5mL:1g、6mL:1g、7mL:1g或8mL:1g。
在具体的实施方式中,所述的无机酸溶液为硫酸溶液或硝酸溶液。
在优选的实施方式中,所述无机酸溶液中H+的浓度≥4mol/L,例如4-9mol/L。
在进一步优选的实施方式中,在步骤(2)中,在所述块体与无机酸溶液混合进行反应时,当所述无机酸溶液中H+的浓度≥8mol/L时,所述块体与无机酸溶液混合进行反应的时间为2-6h。
在本发明所述的方法中,在步骤(2)中,将块体与无机酸溶液混合进行反应或将所述块体与物料A和金属盐混合进行反应后,反应体系中会出现絮状物质,然后进行过滤,接着将得到的滤渣进行水洗后置于有机溶剂中浸泡。
在具体的实施方式中,在步骤(2)中,将废弃风电叶片与物料A和金属盐混合进行反应,使废弃风电叶片中的树脂部分降解,其中金属盐可能起到催化剂的作用,用于促进步骤(2)中废弃风电叶片与物料A反应的进行。
在本发明所述的方法中,所述金属盐选自氯化锌、氯化镁、氯化铝和氯化铜中的一种或两种以上,优选为选自氯化锌、氯化铝或氯化铜,进一步优选为氯化锌。
在优选的实施方式中,所述有机酸选自乙酸、丙酸或丁酸。
在优选的实施方式中,为了进一步维持回收得到的玻璃纤维的长度和强度,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应的条件包括:温度为120-250℃,时间为10-120min,优选为30-90min。具体地,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应的温度可以为120℃、150℃、180℃、200℃、220℃或250℃;所述块体与物料A和金属盐混合进行反应的时间可以为10min、30min、60min、90min或120min。
在优选的实施方式中,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应时的液固比为1-40mL:1g,更优选为5-20mL:1g。具体地,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应时的液固比可以为1mL:1g、5mL:1g、10mL:1g、15mL:1g、20mL:1g、25mL:1g、30mL:1g、35mL:1g或40mL:1g。
在优选的实施方式中,在步骤(2)中,所述金属盐与废弃风电叶片的用量的重量比为0.05-0.3:1,更优选为0.08-0.2:1。具体地,所述金属盐与废弃风电叶片的用量的重量比可以为0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1、0.15:1、0.2:1或0.3:1。
在本发明所述的方法中,在步骤(3)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为6-24h,优选为10-15h。具体地,所述浸泡的温度可以为60℃、70℃、80℃或90℃,浸泡的时间可以为10h、11h、12h、13h、14h、15h、20h或24h。
在优选的实施方式中,为了进一步保留回收得到的玻璃纤维的强度性能和长度,在步骤(3)中,所述浸泡时的固液比为1g:20-40mL,优选为1g:25-35mL。具体地,所述浸泡时的固液比为可以为1g:20mL、1g:25mL、1g:30mL、1g:35mL或1g:40mL。
在具体的实施方式中,在步骤(3)中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇或乙醚,优选为乙醇。
在具体的实施方式中,在步骤(3)中,收集粒径≥1.5mm物料的具体操作为:将过滤得到的滤渣水洗后烘干至恒重,然后过特制的孔径为1.5mm的筛网,取筛上物即可。
在本发明所述的方法中,为了进一步将废弃风电叶片中的树脂去除,将浸泡后得到的滤渣进行富氧煅烧。优选地,本发明通过采用低温煅烧的方式尽可能的维持得到的玻璃纤维的形态以及强度,避免玻璃纤维的形态和强度性能在煅烧过程中遭受破坏。
在具体的实施方式中,在步骤(3)中,煅烧时采用平铺煅烧的方式。
在优选的实施方式中,在步骤(3)中,所述煅烧的条件包括:温度为200-400℃,优选为250-350℃;时间为20-60min,优选为25-40min。具体地,所述煅烧的温度可以为200℃、250℃、300℃、350℃或400℃;煅烧的时间可以为20min、30min、40min、50min或60min。
在本发明所述的方法中,为了进一步提升得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维的含量,所述煅烧时的气氛为氧气和保护气的混合气。
在优选的实施方式中,所述混合气中氧气的体积分数≥40vol%,优选为40-55vol%。
在具体的实施方式中,所述混合气中的保护气选自氮气、氩气或氦气,优选为氮气或氩气。
在本发明所述的方法中,在步骤(4)中,将步骤(3)中得到的煅烧后的产物置于脂肪醇B中再次浸泡,尽可能的降低回收得到的玻璃纤维之间的粘结,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后烘干至恒重得到回收的玻璃纤维产品。
在具体的实施方式中,在步骤(4)中,浸泡时的条件包括:温度为60-90℃,时间为10min-120min,优选为10-60min。具体地,所述浸泡时的温度可以为60℃、70℃、80℃或90℃;浸泡的时间可以为10min、30min、60min、90min或120min。
在优选的实施方式中,在步骤(4)中,所述浸泡时的固液比为1g:10-40mL。具体地,所述浸泡时的固液比可以为1g:10mL、1g:20mL、1g:30mL或1g:40mL。
在具体的实施方式中,在步骤(4)中,烘干的温度为90-105℃。
在本发明所述的方法中,所述脂肪醇A与所述脂肪醇B各自独立的选自C1-C3脂肪醇。
在优选的实施方式中,所述C1-C3脂肪醇选自甲醇、乙醇或丙醇,进一步优选为乙醇。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明的保护范围并不局限于此。
以下实施例和对比例中所处理的废弃风电叶片来自于龙源电力辽宁电厂。
实施例1
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量65.45wt%,树脂含量为34.55wt%)切割,得到251个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)将切割得到的所有长方体置于硝酸溶液(浓度为5mol/L)中进行酸解反应,反应温度90℃,反应时间3h,反应时的固液比为1g:5mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为8h,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:30mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在80℃下烘干至恒重;接着将烘干后的物料过孔径1.5mm特制筛网,接着取筛上物在320℃下煅烧30min,煅烧气氛为50vol%氧气与50vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡温度为80℃,浸泡时间为30min,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡结束后过滤,将得到的滤渣水洗3-5次后在95℃下干燥至恒重得到玻璃纤维产品。
实施例2
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量67.82wt%,树脂含量为32.18wt%)切割,得到262个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)在氯化锌的存在下(氯化锌与废弃风电叶片的用量的重量比为0.1:1),将切割得到的所有长方体与乙醇混合均匀后进行反应,反应温度200℃,反应时间60min,反应时的固液比为1g:10mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为9h,浸泡温度为85℃,浸泡时的固液比为1g:25mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在80℃下烘干至恒重;接着将烘干后的物料过孔径1.5mm特制筛网,接着取筛上物在300℃下煅烧30min,煅烧气氛为45vol%氧气与55vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡温度为60℃,浸泡时间为40min,浸泡时的固液比为1g:15mL,浸泡结束后过滤,将得到的滤渣水洗3-5次后在95℃下干燥至恒重得到玻璃纤维产品。
实施例3
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量71.45wt%,树脂含量为28.55wt%)切割,得到245个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)在氯化铝的存在下(氯化铝与废弃风电叶片的用量的重量比为0.12:1),将切割得到的所有长方体与乙酸混合进行反应,反应温度180℃,反应时间80min,反应时的固液比为1g:20mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为10h,浸泡温度为70℃,浸泡时的固液比为1g:33mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在80℃下烘干至恒重;接着将烘干后的物料过孔径1.5mm特制筛网,接着取筛上物在340℃下煅烧40min,煅烧气氛为53vol%氧气与47vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡温度为60℃,浸泡时间为40min,浸泡时的固液比为1g:20mL,浸泡结束后过滤,将得到的滤渣水洗3-5次后在95℃下干燥至恒重得到玻璃纤维产品。
实施例4
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量66.8wt%,树脂含量为33.2wt%)切割,得到232个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)将切割得到的所有长方体置于硝酸溶液(浓度为5.5mol/L)中进行酸解反应,反应温度90℃,反应时间4h,反应时的固液比为1g:8mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为8h,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:30mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在80℃下烘干至恒重;接着将烘干后的物料过孔径1.5mm特制筛网,接着取筛下物在350℃下煅烧30min,煅烧气氛为55vol%氧气与45vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡温度为85℃,浸泡时间为45min,浸泡时的固液比为1g:25mL,浸泡结束后过滤,将得到的滤渣水洗3-5次后在95℃下干燥至恒重得到玻璃纤维产品。
实施例5
按照实施例1所述的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(1)中切割得到的长方体的长度为2-3cm、宽度为1-2cm、高度为1-2cm。
实施例6
按照实施例1所述的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(3)中,将煅烧温度设为650℃。
实施例7
按照实施例1所述的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(3)中,煅烧时的气氛为8vol%氧气与92vol%氮气的混合气。
对比例1
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量65.45wt%,树脂含量为34.55wt%)切割,得到251个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)将切割得到的所有长方体置于硝酸溶液(浓度为5mol/L)中进行酸解反应,反应温度90℃,反应时间10h,反应时的固液比为1g:12mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为8h,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:30mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在95℃下烘干至恒重得到玻璃纤维产品。
对比例2
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量67.82wt%,树脂含量为32.18wt%)切割,得到262个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)在氯化锌的存在下(氯化锌与废弃风电叶片的用量的重量比为0.4:1),将切割得到的所有长方体与乙醇混合均匀后进行反应,反应温度200℃,反应时间6h,反应时的固液比为1g:10mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为8h,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:30mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在95℃下烘干至恒重得到玻璃纤维产品。
对比例3
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量71.45wt%,树脂含量为28.55wt%)切割,得到245个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)在氯化铝的存在下(氯化铝与废弃风电叶片的用量的重量比为0.4:1),将切割得到的所有长方体与乙酸混合进行反应,反应温度180℃,反应时间4h,反应时的固液比为1g:20mL;反应完成后进行过滤,将得到的固体产物水洗3-5次;
(3)将步骤(2)得到的产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为8h,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:30mL;浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗并在95℃下烘干至恒重得到玻璃纤维产品。
对比例4
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维含量71.45wt%,树脂含量为28.55wt%)切割,得到245个长方体(长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm);
(2)将得到的所有长方体在550℃下煅烧4h,煅烧气氛为55vol%氧气与45vol%氮气的混合气;
(3)将步骤(2)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡温度为60℃,浸泡时间为30min,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡结束后过滤,将得到的滤渣水洗3-5次后在95℃下干燥至恒重得到玻璃纤维产品。
测试例
测试例1
观察实施例1回收得到的玻璃纤维产品的宏观形貌,结果如图1所示。
由图1可知,本发明所述的方法回收得到的玻璃纤维的呈单根分布的束状形态,说明本发明所述的方法对玻璃纤维的形态损伤较小,可以成功回收得到束状玻璃纤维产品。
测试例2
测试回收得到的玻璃纤维拉伸强度损失率。
测试方法:根据ASTM C1557-2003《纤维拉伸强度和杨氏模量的标准试验方法》的方法测试实施例和对比例回收得到的玻璃纤维的拉伸强度,以及测试玻璃纤维原料的拉伸强度,测试过程中保证待测玻璃纤维的长度与玻璃纤维原料的长度等同,按照如下公式计算回收得到的玻璃纤维的拉伸强度损失率,结果如表1所示;
玻璃纤维拉伸强度损失率=(玻璃纤维原料的拉伸强度-回收得到玻璃纤维的拉伸强度)÷玻璃纤维原料的拉伸强度×100%。
测试例3
测试实施例和对比例中回收得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维的纯度,以及实施例1-7和对比例1-3在步骤(2)反应结束后得到的产物中树脂的降解率。
玻璃纤维纯度:称量待测样品m1g,将待测样品在600℃下焙烧3h后收集产物,并称重记为m2g,按照公式:m2/m1×100%,计算回收得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维纯度,结果如表1所示;
步骤(2)中树脂降解率:步骤(2)中所有长方体的重量为M g,其中树脂的含量为W;将实施例1-7和对比例1-3步骤(2)中得到的物料80℃真空干燥至恒重M1g,然后在650℃下煅烧4h后收集煅烧产物M2g,其中步骤(2)中得到的物料中树脂的重量为(M1-M2)g,按照以下公式计算步骤(2)中废弃风电叶片中树脂的降解率,结果如表1所示;
步骤(2)中树脂降解率=[(M×W)-(M1-M2)]/(M×W)×100%。
表1
Figure SMS_1
通过表1的结果可以看出,采用本发明所述的方法可以成功将废弃风电叶片进行资源化处理,并且回收得到的玻璃纤维形态维持较好,可以回收得到长度较长的束状玻璃纤维产品,并且拉伸强度损失较小,具备更广阔的应用范围和更高的价值。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将废弃风电叶片切割成块体;
(2)将所述块体与无机酸溶液混合进行反应,或将所述块体与物料A和金属盐混合进行反应,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣在有机溶剂中浸泡,接着过滤,收集粒径≥1.5mm的物料进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于脂肪醇B中浸泡,接着过滤;
所述物料A选自水、脂肪醇A或有机酸。
2.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述块体与无机酸溶液混合进行反应的条件包括:温度为60-120℃,时间为2-8h;
和/或,所述块体与无机酸溶液混合进行反应时的液固比为3-8mL:1g;
和/或,所述无机酸溶液为硫酸溶液或硝酸溶液;
和/或,所述无机酸溶液中H+的浓度≥4mol/L。
3.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应的条件包括:温度为120-250℃,时间为10-120min;
和/或,所述块体与物料A和金属盐混合进行反应时的液固比为1-40mL:1g;
和/或,所述金属盐选自氯化锌、氯化镁、氯化铝和氯化铜中的一种或两种以上;
和/或,所述有机酸选自乙酸、丙酸或丁酸;
和/或,所述金属盐与所述废弃风电叶片的用量的重量比为0.05-0.3:1。
4.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述脂肪醇A和所述脂肪醇B各自独立的选自C1-C3脂肪醇;
和/或,所述C1-C3脂肪醇选自甲醇、乙醇或丙醇。
5.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述块体为长方体,所述长方体的长度为3-5cm,宽度为3-5cm,高度为0.1-0.6cm。
6.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为6-24h。
7.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述浸泡时的固液比为1g:20-40mL。
8.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述煅烧的条件包括:温度为200-400℃,时间为20-60min。
9.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,所述煅烧的气氛为氧气和保护气的混合气;
和/或,所述混合气中氧气的体积分数≥40vol%。
10.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇或乙醚。
11.根据权利要求1所述的废弃风电叶片资源化处理的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为10min-120min;
和/或,所述浸泡时的固液比为1g:10-40mL。
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