CN116274307A - 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。该方法包括:(1)将废弃风电叶片粉碎至粒径为0.15‑4mm,得到风电叶片碎料;(2)将风电叶片碎料与有机物混合进行反应,接着过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂中浸泡,接着过滤;(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物进行煅烧;(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,接着过滤,将得到的滤渣过12目筛,取筛下物进行煅烧;(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,接着过滤。本发明所述的方法不仅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且形貌维持良好的束状玻璃纤维产品。
Description
技术领域
本发明涉及固体废物的处理领域,具体涉及一种废弃风电叶片资源化处理的方法。
背景技术
风力发电是目前实行绿色发展的重要路径。随着风力发电的迅速发展,大量的风电机组设备被投入使用。风电叶片是风电机组中用于将风能转化为电能的重要零部件,主要为树脂为玻璃纤维的复合材料,其余材料在整体叶片中含量较低。风电叶片的服役时间一般为20年左右,大量到期退役和因故损坏的废弃风电叶片面临着一系列后续回收处理等问题。在风电叶片中,玻璃纤维呈束状与树脂为层状堆叠的结构,很难将风电叶片中的玻璃纤维和树脂进行剥离。
目前,常用的回收废弃风电叶片中玻璃纤维的方法为直接将废弃风电叶片进行破碎成细粉后,再通过热裂解的方式回收玻璃纤维和裂解油,并没有关注回收得到的玻璃纤维的形态,并且回收得到的玻璃纤维的强度损失严重,大大限制了其后续的应用范围。
另外,在废弃风电叶片的处理过程中,原本呈束状的玻璃纤维极易破碎,因此想要在回收过程中维持玻璃纤维的形态难度较大。但是,束状的玻璃纤维相较于玻璃纤维粉而言具备更广泛的应用领域和更高的商业价值。
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回收难度大且回收得到的玻璃纤维强度损失严重且回收得到的玻璃纤维多为粉末状等问题,提供一种废弃风电叶片资源化处理的方法。本发明所述的方法不仅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且形貌维持良好的束状玻璃纤维产品,其得到的玻璃纤维产品的商业价值更高,应用范围更广,具有很重要的现实意义。
为了实现上述目的,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,接着粉碎,收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物混合接触,接着过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂中浸泡,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物进行煅烧;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,接着过滤。
优选地,所述有机物选自C1-C5的脂肪醇、C6-C8的烷烃和C7-C9的芳香烃中的一种或两种以上;
优选地,所述C1-C5的脂肪醇选自甲醇、丙醇和正丁醇中的一种或两种以上;
优选地,所述C6-C8的烷烃选自环己烷、己烷和庚烷中的一种或两种以上;
优选地,所述C7-C9的芳香烃为甲苯和/或对甲苯。
优选地,在步骤(2)中,所述混合接触的条件包括:温度为60-120℃,时间为30-60min;
优选地,所述混合接触时的固液比为1g:5-20mL。
优选地,所述混合溶剂由乙醇和水混合得到;
优选地,在所述混合溶剂中,乙醇和水的用量的体积比为1-3:1。
优选地,在步骤(2)中,所述浸泡时的固液比为1g:3-20mL;
优选地,所述浸泡的时间为40-120min。
优选地,在步骤(3)中,所述煅烧的条件包括:温度为150-430℃,时间为20-90min;
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≥45vol%。
优选地,在步骤(4)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-100℃,时间为1-6h;
优选地,所述浸泡时的固液比为1g:4-10mL。
优选地,在步骤(4)中,所述煅烧的条件包括:温度为200-350℃,时间为10-30min;
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≥45vol%。
优选地,在步骤(5)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为30-90min。
优选地,在步骤(5)中,所述浸泡时的固液比为1g:10-20mL。
优选地,所述废弃风电叶片中含有53-86wt%的玻璃纤维和14-47wt%的树脂。
本发明所述的方法通过将废弃风电叶片与有机物混合接触进行反应,所述有机物在废弃风电叶片内部进行渗透腐蚀,在废弃风电叶片内部产生很多孔隙,增加了树脂与玻璃纤维之间的间距,再将反应后的物料多次置于乙醇溶液中进行浸泡,进一步增加废弃风电叶片中树脂的蓬松度,由此可以使废弃风电叶片中的玻璃纤维与树脂更好的分离,便于在后续的煅烧过程在将树脂去除的同时维持玻璃纤维的形态,还可以进一步保证回收得到的玻璃纤维的强度不受损失。本发明所述的方法不仅可以实现废弃风电叶片的资源化处理,还可以回收得到束状的玻璃纤维产品,很好的维持了玻璃纤维的形态,并且玻璃纤维产品之间很少粘结,呈单根束状分散,其产品后续应用范围更为广泛。更重要的是,通过本发明所述的方法回收得到的玻璃纤维产品的拉伸强度与原玻璃纤维原料相比几乎没有受到任何损失,其产品的拉伸强度为原本玻璃纤维原料的98.5-99.2%,且回收得到的玻璃纤维纯度依旧可达到99%,与现有的回收废弃风电叶片中玻璃纤维的方法相比取得了非常明显的进步。
附图说明
图1是本实施例2回收得到的玻璃纤维产品的宏观形貌图。
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,接着粉碎,收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物混合接触,接着过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂中浸泡,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,接着过滤,将得到的滤渣过12目筛,取筛下物进行煅烧;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,接着过滤。
在本发明所述的方法中,所述废弃风电叶片是指到期退役或因故障损坏的风电叶片,其主要成分为玻璃纤维和树脂(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),所述废弃风电叶片中含有53-86wt%的玻璃纤维,14-47wt%的树脂,优选为含有60-70wt%的玻璃纤维和30-40wt%的树脂。在废弃风电叶片中,玻璃纤维呈束状与树脂进行层状叠压,采用本发明所述的方法可以在不破坏原本玻璃纤维形态的基础将其进行回收,得到的是呈束状的单根玻璃纤维,并且其回收得到的玻璃纤维的强度性能几乎没有受到损伤,具备很高的商业价值。
在优选的实施方式中,在步骤(1)中,将废弃风电叶片切割成小块体后再进行粉碎,有助于维持最后回收得到的玻璃纤维形态。
在具体的实施方式中,在步骤(1)中,可以采用筛分的方式收集粒径为0.15-4mm的碎料,筛分的具体过程为:将粉碎得到的粉碎料先经过孔径为4mm的筛网进行筛分,取筛下物,接着筛下物通过0.15mm的筛网进行筛分,取筛上物即收集得到粒径为0.15-4mm的碎料。
在本发明所述的方法中,将废弃风电叶片碎料与有机物混合接触后,废弃风电叶片碎料与有机物混合接触进行反应,此反应可能有助于废弃风电叶片中的树脂体积发生膨胀,并且还可能在废弃风电叶片内部渗透进较多容易燃烧的有机物组分,这些组分不仅可以增加废弃风电叶片中玻璃纤维层与树脂之间的间距,便于后期在不破坏玻璃纤维形态的基础上更好的将树脂尽可能的去除,并且还可以在后续煅烧去除树脂的过程中同样可以促进玻璃纤维的完整回收。
在本发明所述的方法中,所述有机物选自C1-C5的脂肪醇、C6-C8的烷烃和C7-C9的芳香烃中的一种或两种以上。
在优选的实施方式中,所述C1-C5的脂肪醇选自甲醇、丙醇和正丁醇中的一种或两种以上,进一步优选为甲醇。
在优选的实施方式中,所述C6-C8的烷烃选自环己烷、己烷和庚烷中的一种或两种以上,进一步优选为己烷。
在优选的实施方式中,所述C7-C9的芳香烃为甲苯和/或对甲苯,进一步优选为甲苯。
在进一步优选的实施方式中,所述有机物选自甲醇、丙醇、正丁醇、甲苯、对二甲苯、己烷和环己烷中的一种或两种以上。
在更加优选的实施方式中,所述有机物选自甲醇、己烷和甲苯中的一种或两种以上,更进一步优选为选自甲醇、己烷或甲苯。
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形态和强度性能,可以将所述混合接触的条件进行控制。在步骤(2)中,所述混合接触的条件包括:温度为60-120℃,优选为80-100℃,时间为30-60min。具体地,所述反应的温度可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃;所述反应的时间可以为30min、40min、50min或60min。
在具体的实施方式中,在步骤(2)中,所述混合接触时的固液比为1g:5-20mL,优选为1g:7-15mL。具体地,所述混合接触时的固液比可以为1g:5mL、1g:8mL、1g:10mL、1g:15mL或1g:20mL。
在具体的实施方式中,在步骤(2)中,将废弃风电叶片碎料与有机物混合接触进行反应,在反应结束后,将得到的物料进行过滤,然后直接将得到的滤渣置于混合溶剂中浸泡,进一步将废弃风电叶片中的树脂进行溶胀,增加玻璃纤维与树脂之间的层间距,有利于回收得到束状玻璃纤维产品。
在本发明所述的方法中,所述混合溶剂是由乙醇和水混合得到。
在优选的实施方式中,在所述混合溶剂中,乙醇和水的用量的体积比为1-3:1,优选为1.5-2.5:1。具体地,所述乙醇和水的用量的体积比可以为1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1或2.5:1。
在具体的实施方式中,在步骤(2)中,所述浸泡时的固液比为1g:3-20mL,优选为1g:6-18mL,进一步优选为1g:10-16mL。具体地,所述浸泡时的固液比可以为1g:3mL、1g:5mL、1g:8mL、1g:10mL、1g:12mL、1g:15mL、1g:18mL或1g:20mL。
在具体的实施方式中,在步骤(2)中,所述浸泡的时间为40-120min,优选为60-100min。具体地,所述浸泡的时间可以为60min、70min、80min、90min或100min。
在本发明所述的方法中,在步骤(2)中,浸泡时的温度不作限定,可以在常温下浸泡即可。
在具体的实施方式中,在步骤(3)中,步骤(2)中最后过滤得到的滤渣无需进行干燥,直接将得到的滤渣进行过筛,可以采用振动筛分的方式进行过筛处理,取筛上物进行煅烧。在本发明中,所述筛上物是指滤渣中粒径≥40目的物料,所述煅烧时的物料为湿料。
在本发明所述的方法中,在步骤(3)中,将过40目筛后得到的筛上物进行煅烧,将废弃风电叶片中的树脂进行去除。在本发明中,为了进一步防止煅烧过程中废弃风电叶片中的玻璃纤维发生粘结或者破碎等问题,控制所述煅烧的温度为150-430℃,优选为200-350℃,所述煅烧的时间为20-90min,优选为30-60min。具体地,所述煅烧的温度可以为150℃、180℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃或430℃;所述煅烧的时间可以为20min、40min、50min、60min、70min、80min或90min。
在本发明所述的方式中,为了尽可能去除废弃风电叶片中的树脂成分,在步骤(3)中,所述煅烧时的气氛为氧气和保护气的混合气,保证将废弃风电叶片中的树脂进行充分煅烧去除。
在具体的实施方式中,在步骤(3)中,所述保护气选自氮气、氦气和氩气中的一种或两种以上,优选为氮气、氦气或氩气。
在优选的实施方式中,在步骤(3)中,所述混合气中氧气的体积分数≥45vol%,例如可以为45-65vol%。
在本发明所述的方法中,在步骤(4)中,将得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,可以有效降低煅烧后残留的少量的有机物对玻璃纤维的粘连,有助于提升回收得到的玻璃纤维的分散性。
在具体的实施方式中,为了进一步保证回收得到的玻璃纤维的形态和强度性能,在步骤(4)中,控制浸泡的温度为60-100℃,控制浸泡的时间为1-6h,优选为2-4h。具体地,所述浸泡时的温度可以为60℃、70℃、80℃、90℃或100℃;所述浸泡时的时间可以为1h、2h、3h、4h、5h或6h。
在具体的实施方式中,在步骤(4)中,所述浸泡时的固液比为1g:4-10mL。具体地,所述浸泡时的固液比可以为1g:4mL、1g:5mL、1g:6mL、1g:7mL、1g:8mL、1g:9mL或1g:10mL。
在本发明所述的方法中,在步骤(4)中,将浸泡后的物料过滤,接着将滤渣进行过筛,将在步骤(3)的煅烧过程中产生粘连的玻璃纤维物料除去,保证回收得到的玻璃纤维产品的品质。在本发明中,过筛时的物料为湿料,可以直接将过滤得到的滤渣进行过筛处理,具体可以采用振动筛分的方式进行过筛处理。
在本发明所述的方法中,将过筛后得到的筛下物进行煅烧,进一步去除废弃风电叶片中的树脂,进一步提升回收得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维的含量。
在优选的实施方式中,在步骤(4)中,所述煅烧的条件包括:温度为200-350℃,时间为10-30min。具体地,所述煅烧的温度可以为200℃、250℃、300℃或350℃;所述煅烧的时间可以为10min、20min或30min。
在本发明所述的方法中,在步骤(4)中,所述煅烧过程需要在富氧气氛中进行,保证将废弃风电叶片中的树脂尽可能的去除。所述煅烧时的气氛为氧气和保护气的混合气。
在具体的实施方式中,在步骤(4)中,所述保护气选自氮气、氦气和氩气中的一种或两种以上,优选为氮气、氦气或氩气。
在优选的实施方式中,在步骤(4)中,所述混合气中氧气的体积分数≥45vol%,例如可以为45-70vol%。
在本发明所述的方法中,将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡可以将煅烧产物表面附着的微量的有机物残留去除,保证回收得到的玻璃纤维产品的品质。
在优选的实施方式中,在步骤(5)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为30-90min。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30min、40min、50min、60min、70min、80min或90min。
在优选的实施方式中,在步骤(5)中,所述浸泡时的固液比为1g:10-20mL。具体地,所述浸泡时的固液比可以1g:10mL、1g:11mL、1g:12mL、1g:13mL、1g:14mL、1g:15mL、1g:16mL、1g:17mL、1g:18mL、1g:19mL或1g:20mL。
在具体的实施方式中,在步骤(5)中还包括:将过滤得到的滤渣水洗后干燥至恒重得到回收的玻璃纤维产品。
本发明所述的方法通过将废弃风电叶片进行多阶段煅烧配合多阶段的浸泡可以在维持玻璃纤维形态和拉伸强度性能的前提下将其进行回收,回收得到的玻璃纤维产品呈单根束状,其拉伸强度几乎与风电叶片原料中的玻璃纤维持平,产品的商业价值更高,后续应用范围更为广泛。
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废弃风电叶片来自于龙源电力辽宁风电厂。
实施例1
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维65.09wt%,树脂34.91wt%)进行切割,接着进行粉碎,然后收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物(甲醇)混合均匀进行反应,反应温度为80℃,反应时间45min,反应时的固液比为1g:10mL;反应结束后进行过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂(由乙醇和水按照体积比为2:1混合得到)中进行浸泡,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡的时间为60min,浸泡结束后进行过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物平铺后进行煅烧,煅烧温度为250℃,煅烧时间40min,煅烧气氛为45vol%氧气和55vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,浸泡温度为80℃,浸泡时间为2h,浸泡时的固液比为1g:5mL,浸泡结束后接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物平铺再次进行煅烧,煅烧温度为250℃,煅烧时间为10min,煅烧气氛为45vol%氧气和55vol%氮气的混合气;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为40min,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后80℃烘干至恒重,得到玻璃纤维产品。
实施例2
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维70.46wt%,树脂29.54wt%)进行切割,接着进行粉碎,然后收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物(己烷)混合进行反应,反应温度为90℃,反应时间50min,反应时的固液比为1g:12mL;反应结束后进行过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂(由乙醇和水按照体积比为2.5:1混合得到)中浸泡,浸泡时的固液比为1g:15mL,浸泡的时间为70min,浸泡结束后进行过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物平铺后进行煅烧,煅烧温度为300℃,煅烧时间50min,煅烧气氛为50vol%氧气和50vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,浸泡温度为80℃,浸泡时间为2h,浸泡时的固液比为1g:6mL,浸泡结束后接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物平铺再次进行煅烧,煅烧温度为300℃,煅烧时间为12min,煅烧气氛为50vol%氧气和50vol%氮气的混合气;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为50min,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:16mL,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后80℃烘干至恒重,得到玻璃纤维产品。
实施例3
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维61.71wt%,树脂38.29wt%)进行切割,接着进行粉碎,然后收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将所述风电叶片碎料与有机物(甲苯)混合进行反应,反应温度为100℃,反应时间35min,反应时的固液比为1g:15mL;反应结束后进行过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂(由乙醇和水按照体积比为2.3:1混合得到)中浸泡,浸泡时的固液比为1g:18mL,浸泡的时间为80min,浸泡结束后进行过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物平铺后进行煅烧,煅烧温度为280℃,煅烧时间60min,煅烧气氛为55vol%氧气和45vol%氮气的混合气;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,浸泡温度为80℃,浸泡时间为2h,浸泡时的固液比为1g:7mL,浸泡结束后接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物平铺再次进行煅烧,煅烧温度为320℃,煅烧时间为15min,煅烧气氛为55vol%氧气和45vol%氮气的混合气;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为60min,浸泡温度为85℃,浸泡时的固液比为1g:15mL,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后烘干至恒重,得到玻璃纤维产品。
实施例4
按照实施例2的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(2)中混合接触进行反应时的温度为150℃。
实施例5
按照实施例2的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(3)中煅烧的温度为550℃。
实施例6
按照实施例2的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(4)中煅烧温度为400℃。
对比例1
按照实施例2的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(2)中,直接将步骤(1)得到的碎料置于混合溶剂中浸泡,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡的时间为60min,浸泡结束后进行过滤。
对比例2
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维70.46wt%,树脂29.54wt%)进行切割,接着进行粉碎,然后收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料过40目筛,取筛上物平铺后进行煅烧,煅烧温度为250℃,煅烧时间50min,煅烧气氛为5vol%氧气和95vol%氮气的混合气;
(3)将步骤(2)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,浸泡温度为80℃,浸泡时间为2h,浸泡时的固液比为1g:5mL,浸泡结束后接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物再次进行平铺煅烧,煅烧温度为250℃,煅烧时间为10min;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,浸泡时间为50min,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后80℃烘干至恒重,得到玻璃纤维产品。
对比例3
按照实施例2的方法进行实施,与之不同的是,在步骤(1)中,收集粒径≤200目的碎料进行后续操作;在步骤(3)中,将步骤(2)得到的滤渣过200目筛;在步骤(4)中,将浸泡结束后得到的滤渣过200目筛。
对比例4
(1)将废弃风电叶片(玻璃纤维70.46wt%,树脂29.54wt%)进行切割,接着进行粉碎,然后收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物(甲醇)混合接触进行反应,反应温度为80℃,反应时间45min,反应时的固液比为1g:10mL;反应结束后进行过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂(由乙醇和水按照体积比为2:1混合得到)中进行浸泡,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡的时间为60min,浸泡结束后进行过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物平铺后进行煅烧,煅烧温度为250℃,煅烧时间40min,煅烧气氛为45vol%氧气和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,浸泡时间为40min,浸泡温度为80℃,浸泡时的固液比为1g:10mL,浸泡结束后进行过滤,将得到的滤渣水洗后80℃烘干至恒重,得到玻璃纤维产品。
测试例
测试例1
对于实施例2回收得到的白色玻璃纤维产品的宏观形貌进行观测,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产品呈明显束状结构,并且回收得到的玻璃纤维产品之间很少粘连,为单根分散状态。由此可以说明本发明所述的方法可以较好的维持玻璃纤维的束状结构,回收得到产品应用范围更为广泛。
测试例2
测试实施例和对比例回收得到的玻璃纤维产品的性能。
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的纯度,结果如表1所示;
玻璃纤维拉伸强度损失率:根据ASTM C1557-2003《纤维拉伸强度和杨氏模量的标准试验方法》的方法将实施例1-6和对比例1-4回收得到的玻璃纤维产品,以及制备风电叶片的玻璃纤维原料的拉伸强度进行测试,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,按照公式:(玻璃纤维原料的拉伸强度-回收得到的玻璃纤维的拉伸强度)÷玻璃纤维原料的拉伸强度×100%,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;
耐酸腐蚀性能:将待测样品置于浓度为4mol/L的硝酸溶液中浸泡60min,测试浸泡前后玻璃纤维产品的重量,并按照公式:(浸泡前玻璃纤维重量-浸泡后玻璃纤维重量)÷浸泡前玻璃纤维重量×100%,计算玻璃纤维产品的耐酸腐蚀性能,结果如表1所示;
长度大于0.2mm玻璃纤维的含量占比:称取玻璃纤维产品M1g,挑选出其中长度大于0.2mm的玻璃纤维,称重记为M2g,并计算玻璃纤维产品中长度大于0.2mm玻璃纤维的含量占比,计算公式为:M2/M1×100%,结果如表1所示。
表1
通过表1的结果可以看出,采用本发明所述的方法不仅可以实现废弃风电叶片的资源化处理,还可以回收得到束状玻璃纤维产品,并且回收得到的玻璃纤维产品的拉伸强度几乎没有损失,依旧具备优异的强度性能,且回收得到的玻璃纤维产品中玻璃纤维的纯度高,商业价值更高,后续产品的应用范围更为广泛,具有很大的工业应用前景。
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,接着粉碎,收集粒径为0.15-4mm的碎料;
(2)将步骤(1)得到的碎料与有机物混合接触,接着过滤,将得到的滤渣置于混合溶剂中浸泡,接着过滤;
(3)将步骤(2)得到的滤渣过40目筛,取筛上物进行煅烧;
(4)将步骤(3)得到的煅烧产物在乙醇中浸泡,接着过滤,将得到的滤渣过10目筛,取筛下物进行煅烧;
(5)将步骤(4)得到的煅烧产物置于乙醇中浸泡,接着过滤;
所述有机物选自C1-C5的脂肪醇、C6-C8的烷烃和C7-C9的芳香烃中的一种或两种以上;
所述混合溶剂由乙醇和水混合得到。
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C1-C5的脂肪醇选自甲醇、丙醇和正丁醇中的一种或两种以上;
和/或,所述C6-C8的烷烃选自环己烷、己烷和庚烷中的一种或两种以上;
和/或,所述C7-C9的芳香烃为甲苯和/或对甲苯。
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,在步骤(2)中,所述混合接触的条件包括:温度为60-120℃,时间为30-60min;
和/或,所述混合接触时的固液比为1g:5-20mL。
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,在所述混合溶剂中,乙醇和水的用量的体积比为1-3:1。
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,在步骤(2)中,所述浸泡时的固液比为1g:3-20mL;
和/或,所述浸泡的时间为40-120min。
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,所述煅烧的条件包括:温度为150-430℃,时间为20-90min;
和/或,所述煅烧时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≥45vol%。
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(4)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-100℃,时间为1-6h;
和/或,所述浸泡时的固液比为1g:4-10mL。
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,在步骤(4)中,所述煅烧的条件包括:温度为200-350℃,时间为10-30min;
和/或,所述煅烧时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≥45vol%。
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,在步骤(5)中,所述浸泡的条件包括:温度为60-90℃,时间为30-90min。
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(5)中,所述浸泡时的固液比为1g:10-20mL。
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,所述废弃风电叶片中含有53-86wt%的玻璃纤维和14-47wt%的树脂。
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