欧洲风机叶片复合材料回收技术

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欢迎访问e展厅 展厅 2 复合材料/胶粘剂展厅 阻尼材料, 环氧树脂, 密封胶, 硅胶, 厌氧胶, ... 全球的风机叶片数量和尺寸都在迅速增长。据统计，最新的风机尺寸是20世纪80年代的100倍。这段时间内，叶片的直径增加了8倍，叶片长度已经超过6米。风机叶片通常含有纤维增强材料（例如玻璃纤维或碳纤维）、塑料聚合物（聚酯或环氧乙烯树脂）、三明治夹心材料（PVC、PET或轻质木）和涂层（聚氨酯）。 随着叶片尺寸的增大，叶片生产所需的材料数量也在不断增长。德国不来梅大学环境和生物技术研究院的教授Henning Albers估计，每1 kW的新装装机容量就需要10千克叶片材料。因此一台7.5 MW的风机将需要75吨的叶片材料。Albers在2008年欧洲复合材料展期间曾预测，到2034年，全世界每年需要回收大约22.5万吨的叶片材料。 风机叶片大约有20-25年的使用寿命。因此如何处理废弃的叶片就成了问题。 据预测，每年要处理的纤维复合材料重量将达到20.4亿吨以上。 “因为风能行业相对来说是一个新兴行业，风机叶片的实际处理经验很少，特别是海上风机。因此，风电系统如果要获得足够的拆除、分离、处理等方面的实际经验，可能需要20年以上的时间。” 目前，有三种处理风机叶片的可能方式：垃圾掩埋、焚烧或回收。第一种方式在那些致力于减少垃圾掩埋数量的国家基本上已经过时了。例如，德国在2005年6月颁布了禁止对GRP进行垃圾掩埋处理的法令，因为GRP中含有高达30%有机物质，例如树脂和木材。 最常用的处理方式是焚烧。在所谓的热电联产（CHP）工厂内，焚烧产生的热用来发电，也为区域加热系统供热。但是，60%的废料在焚烧之后只是变为灰烬。由于复合材料中含有无机物质，这些灰烬可能含有污染物质，根据其类型和后处理方法的不同，灰烬要么进行掩埋要么回收后作为替代材料。无机物质还会产生危险的废气，其中残留的细小玻璃纤维可能会导致烟气清洁过程出现问题，主要是在灰尘过滤设备中。 风机叶片在进入焚烧厂之前还需要拆解和粉碎，从能耗和排放角度来说，这进一步增加了环境的压力。Henning Albers说，在焚烧过程中还会引起工人健康和安全方面的问题。 回收则是一种环保的处理方式。回收材料制成的新的更高效的叶片可以取代旧的叶片。但是目前成熟的风机叶片回收方法还很少，只有30%的纤维增强塑料（FRP）可以回收再用，制成新的FRP，而大多数则是作为水泥行业的添加材料。 REACT项目 2003-2005年，咨询公司KEMA和波兰工业化学品研究院（ICRI）共同领导了一个项目，研究FRP的机械回收，即将材料粉碎然后回收再用。REACT项目由欧盟CRAFT项目资助，参与方包括HEBO工程公司、C-it、Fiberforce复合材料公司、Hamos公司、Plasticon、ZPT和欧盟复合材料回收服务公司（ECRC）。 REACT联盟通过HEBO和KEMA设计制造了一台具有“按需切割”功能的混合粉碎机。该粉碎机每小时可以处理2.5吨物料，可以将FRP粉碎成15-25 mm的长度，而且对纤维内部结构的损伤很小。（因为粉碎是通过锤子敲击纤维结构外的树脂完成的。）为了避免在粉碎过程中产生危险，C-it公司开发了一种探测VOC用的电子传感器。 粉碎之后，纤维通过一种再活化方法进行品质改良，该方法是ICRI特别开发的，通过与一种新的基体进行新的化学粘结来获得更好的性能。另一种技术是由HAMOS公司开发的纤维长度分离技术，可以去除杂质。 粉碎后的FRP废料在重新利用过程中的一个问题就是纤维与树脂的重新粘结。因为粉碎的纤维上经常带有残留的树脂，使得粘结更加困难。KEMA的咨询师Bart in't Groen说：“回收的纤维要比原始纤维更长，这样才能与新的基体更好的粘结。” (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/23/2011)