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環(huán)氧樹(shù)脂體系在風(fēng)力機(jī)中的應(yīng)用、回收與更新

2013-12-19 來(lái)源:建材情報(bào)所 瀏覽數(shù):2744

  風(fēng)電業(yè)起步較晚,再有FRP葉片的有效服務(wù)期為20~25年。因此,目前絕大部分葉片離退役還早呢!然而,未雨綢謀,一些發(fā)達(dá)國(guó)家眼下就進(jìn)行了許多關(guān)于FRP葉片的材料回收與更新的研究、探討。實(shí)踐說(shuō)明,回收纖維不應(yīng)再充當(dāng)葉片的增強(qiáng)纖維,因?yàn)楹笳叩男阅芤髽O高、苛刻。報(bào)廢FRP葉片大致分為兩大類:①葉片生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)貯、運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生,又修復(fù)不好的次品;②到期退役的葉片。目前,世界范圍內(nèi)廢FRP葉片的量還很小,例如:目前丹麥每年廢FRP葉片僅500t/a [注],可見(jiàn)一般([注:] 目前丹麥每年廢FRP總量約5 000t/a, 其中來(lái)自FRP行業(yè)報(bào)廢的4 000t/a、廢FRP葉片500t/a、廢玻纖500t/a。)!顯然,目前FRP葉片市場(chǎng)尚處于孕育、培養(yǎng)過(guò)程中;也沒(méi)有適用于全歐洲的有關(guān)回收FRP葉片的法律。有專家預(yù)測(cè):15~20年后將出現(xiàn)FRP葉片報(bào)廢、回收高峰期。

  6.2  FRP葉片回收工藝
  FRP葉片回收工藝大致有三種:填埋法、焚化法和回收法。
  6.2.1填埋法
  直接把廢FRP葉片埋到地下。簡(jiǎn)單易行,成本極低,但占據(jù)地盤(土地不可再生),污染源依然如故,只不過(guò)被一層薄土掩蓋住了而已。因此2005年6月德國(guó)頒布了禁止填埋FRP的法令。當(dāng)今丹麥大部分廢FRP葉片都填埋掉。1995年丹麥通過(guò)了禁止填埋、丟棄汽車輪胎的法律,于是回收廢輪胎行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。該國(guó)人民呼吁將該法律套用到廢FRP上,但政府卻答復(fù):這難題讓市場(chǎng)去解決吧!
  6.2.2 焚化法
  把廢FRP葉片焚燒掉(如:在熱電廠焚燒)。所產(chǎn)可燃物質(zhì)可用于發(fā)電和回收熱能,產(chǎn)的殘?jiān)始s60%,殘?jiān)械牟@w可作FRP填料。
  6.2.3 回收法
  回收法可分為物理回收和化學(xué)回收。
  (1)物理回收
  2003~2005年歐洲有的研究單位進(jìn)行了機(jī)械回收FRP(包括FRP葉片)研究:把FRP研磨碎,回收纖維被再利用。丹麥Erik Grove-Nielsen公司機(jī)械回收FRP:擠壓廢FRP,回收纖維的拉伸強(qiáng)度不會(huì)降低。
  REACT國(guó)際協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)、研制能加工出理想規(guī)格纖維的(fit-for-purpose-size-reduction)混雜纖維梳散機(jī)(a hybrid shredder),其產(chǎn)量約2.5t/d。其原理、工序是:①用錘猛擊廢FRP,使樹(shù)脂與纖維剝離,確保纖維(指回收纖維,下同)長(zhǎng)15~25mm,且內(nèi)傷最小(“minimal internal damage”);②纖維再生工藝(a reactivation):用新化學(xué)粘結(jié)劑處理纖維表面,從而提高它與新基材的粘結(jié)性能;③清除纖維表面的雜質(zhì)(雜質(zhì)會(huì)降低纖維與基材的粘結(jié)性);④纖維按長(zhǎng)度分等級(jí)。
  (2)化學(xué)回收
  化學(xué)回收有溶劑溶解工藝和高溫分解工藝等。下面試舉后者的一個(gè)實(shí)例。
  丹麥ReFiber公司的高溫分解與氣化工藝(pyrolysis and gasification):將廢FRP連續(xù)喂入無(wú)氧回轉(zhuǎn)焚化爐(oxygen-free rotating oven),廢FRP在無(wú)氧氣氛中高溫(500℃)焚化后,所產(chǎn)合成煤氣(synthetic gas, 廢FRP里樹(shù)脂焚化產(chǎn)物)用于發(fā)電或供應(yīng)焚化爐;回收GF與少量PP纖維混合后喂入加熱爐,PP纖維熔化并涂敷GF表面,成為穩(wěn)定的保溫板坯(stable insulation slab)。另外,利用高溫分解工藝,從CF/環(huán)氧預(yù)浸料回收的CF,與原始值相比,其彈性模量不變,最大拉伸強(qiáng)度下降5%。[6]
  6.3  FRP葉片的材料更新近況

【延伸閱讀】

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