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環氧樹脂體系在風力機中的應用、回收與更新

2013-12-19 來源:建材情報所 瀏覽數:2756

  風電業起步較晚,再有FRP葉片的有效服務期為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,一些發達國家眼下就進行了許多關于FRP葉片的材料回收與更新的研究、探討。實踐說明,回收纖維不應再充當葉片的增強纖維,因為后者的性能要求極高、苛刻。報廢FRP葉片大致分為兩大類:①葉片生產、運輸、倉貯、運行過程中產生,又修復不好的次品;②到期退役的葉片。目前,世界范圍內廢FRP葉片的量還很小,例如:目前丹麥每年廢FRP葉片僅500t/a [注],可見一般([注:] 目前丹麥每年廢FRP總量約5 000t/a, 其中來自FRP行業報廢的4 000t/a、廢FRP葉片500t/a、廢玻纖500t/a。)!顯然,目前FRP葉片市場尚處于孕育、培養過程中;也沒有適用于全歐洲的有關回收FRP葉片的法律。有專家預測:15~20年后將出現FRP葉片報廢、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。簡單易行,成本極低,但占據地盤(土地不可再生),污染源依然如故,只不過被一層薄土掩蓋住了而已。因此2005年6月德國頒布了禁止填埋FRP的法令。當今丹麥大部分廢FRP葉片都填埋掉。1995年丹麥通過了禁止填埋、丟棄汽車輪胎的法律,于是回收廢輪胎行業應運而生。該國人民呼吁將該法律套用到廢FRP上,但政府卻答復:這難題讓市場去解決吧!
  6.2.2 焚化法
  把廢FRP葉片焚燒掉(如:在熱電廠焚燒)。所產可燃物質可用于發電和回收熱能,產的殘渣率約60%,殘渣中的玻纖可作FRP填料。
  6.2.3 回收法
  回收法可分為物理回收和化學回收。
  (1)物理回收
  2003~2005年歐洲有的研究單位進行了機械回收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公司機械回收FRP:擠壓廢FRP,回收纖維的拉伸強度不會降低。
  REACT國際協會設計、研制能加工出理想規格纖維的(fit-for-purpose-size-reduction)混雜纖維梳散機(a hybrid shredder),其產量約2.5t/d。其原理、工序是:①用錘猛擊廢FRP,使樹脂與纖維剝離,確保纖維(指回收纖維,下同)長15~25mm,且內傷最小(“minimal internal damage”);②纖維再生工藝(a reactivation):用新化學粘結劑處理纖維表面,從而提高它與新基材的粘結性能;③清除纖維表面的雜質(雜質會降低纖維與基材的粘結性);④纖維按長度分等級。
  (2)化學回收
  化學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實例。
  丹麥ReFiber公司的高溫分解與氣化工藝(pyrolysis and gasification):將廢FRP連續喂入無氧回轉焚化爐(oxygen-free rotating oven),廢FRP在無氧氣氛中高溫(500℃)焚化后,所產合成煤氣(synthetic gas, 廢FRP里樹脂焚化產物)用于發電或供應焚化爐;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,成為穩定的保溫板坯(stable insulation slab)。另外,利用高溫分解工藝,從CF/環氧預浸料回收的CF,與原始值相比,其彈性模量不變,最大拉伸強度下降5%。[6]
  6.3  FRP葉片的材料更新近況

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