一种车载热法回收处理风电叶片的装置和方法制造方法及图纸

一种车载热法回收处理风电叶片的装置和方法，在炉排上经过初步燃烧后剩余灰料在出料口经过挡渣版进入灰渣斗，灰在灰渣斗中积累到一定量后输送至储罐中存储，并进行分选，实现金属与玻璃纤维的分离，随后送进水热反应器中经过水热反应除去灰中的焦油和碳等剩余可燃物，随后剩余物质在清洗池中经过清洗除去表面附着的剩余液体得到可以重复利用的玻璃纤维；本发明专利技术降低了玻璃纤维的重新利用成本，降低了环境成本的同时也利用了风电叶片废料中的热能，最大程度上实现了风电叶片中的有价值成分的利用。的利用。的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种车载热法回收处理风电叶片的装置和方法


[0001]本专利技术涉及退役风电叶片回收
，具体涉及一种车载热法回收处理风电叶片的装置和方法。

技术介绍

[0002]随着过去二十多年来风能行业的快速发展，风能行业已成为一种很有前途的可再生能源，风电叶片传统以玻璃钢(玻璃纤维增强复合材料)为主材制造，但玻璃纤维材料密度大于碳纤维，同时力学性能尤其是模量远低于碳纤维复合材料。为了避免大尺寸风电叶片在受力变形后与支撑柱产生碰撞，需要采用轻质高强高模的材料制造叶片。碳纤维复合材料以其轻质高强的特征成为大尺寸风电叶片制造的理想材料。虽然在性能上玻璃纤维复合材料没有碳纤维复合材料更优异，模量差别大概在3倍左右，但是其成本却是数量级的不同，所以玻璃纤维的性价比使其成为了风电机组想要技术提升，高速发展的必备原料。在风电叶片大型化趋势下，碳纤维物理性能优势凸显，但是短期来看，碳纤维仍难以替代玻璃纤维。对玻璃纤维增强塑料(GRP)的高需求导致了大量的生产废料和报废产品，且玻璃钢使用寿命一般为15
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20年，20年前使用的玻璃钢已经开始报废与失效，2025年之后，我国将迎来一大波风电叶片报废潮，退役叶片总量更是将迅猛增长。目前还没有专门针对退役风电叶片进行处理的装置报道，而相关的报道是：风电叶片在制造过程中会产生一些玻璃钢边角料，目前对这些玻璃钢边角料的处理主要采用机械法，即：利用破碎机对边角料进行重新破碎，破碎后的细料作为填料，再重新注入到玻璃钢的生产过程中进行利用。目前风电厂部分退役叶片，由于量较少，采用填埋或者简易堆放处置，未进一步进行处理。可以预期，在后续的几十年内，退役风电叶片总量爆炸性增长，同时，对其环保处理需求也会日益迫切。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种车载热法回收处理风电叶片的装置和方法，以解决目前退役风电叶片难资源化回收处理的问题。
[0004]为了实现以上目的，本专利技术采取如下的技术方案予以实施：
[0005]一种车载热法回收处理风电叶片的装置，包括设置在炉膛下部的带有送风室13的炉排1，炉膛的一次燃烧室底部一侧为进料口2，另一侧为出料口12，出料口12通过挡渣板6连接灰渣斗7；炉膛的一次燃烧室和二次燃烧室内设置电加热装置5，二次燃烧室顶部开有排烟口10，排烟口10分两路，一路通过烟气再循环通路11连通炉膛，另一路连通空气预热器8用于预热空气，空气预热器8的烟气出口连通外部的烟气净化装置，空气预热器8的空气出口连通送风室13；灰渣斗7出口依次连接分选机18、储罐15、水热反应器16和清洗池17；风电叶片被切割成条状物从进料口2送入。
[0006]优选的，所述炉膛的一次燃烧室的壁面设置有前拱4和后拱3，在炉膛中营造了较为理想的温度场。
[0007]优选的，所述炉膛的二次燃烧室整体呈现渐扩的形状。为了在运行过程中营造较
理想的烟气流场，以免因为预热空气和循环烟气的送入导致烟气倒灌，避免了运行过程中的安全隐患。
[0008]优选的，所述风电叶片被切割成长、宽、高最大值分别不超过5m、1.5m、0.5m的条状物从进料口2送入。
[0009]所述的车载热法回收处理风电叶片的装置回收处理风电叶片的方法，风电叶片经过线切割处理成长、宽、高最大值不超过5m、1.5m、0.5m的条状物后，整块地从进料口2跟随运转的炉排1送入炉膛，炉膛下部的一次燃烧室炉膛由电加热装置5加热引燃，大条状风电叶片在炉排1前方被引燃后持续释放出热量，在炉膛中积蓄热量，同时在前拱3和后拱4的作用下，炉膛中营造了整体温度保持在600
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800℃的温度场，有利于后续风电叶片的引燃以及充分燃尽；炉排1持续工作过程中链条运行到下方时会受到来自空气预热器8经由送风室13送入的空气的冷却，能够保护炉排1在持续运行过程中不被烧损；炉排1后紧接着挡渣板6以及灰渣斗7，用来收集风电叶片燃尽后具有回收利用价值的玻璃纤维，未燃尽部分重新送入炉膛再次燃烧直至燃尽为止；风电叶片在一次燃烧室中燃烧产生的烟气顺着烟道上升进入二次燃烧室，二次燃烧室整体呈现渐扩的形状，是为了在运行过程中营造理想的烟气流场，以免因为预热空气和循环烟气的送入导致烟气倒灌，避免了运行过程中的安全隐患；烟气在温度整体保持在1000
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1200℃的二次燃烧室得到充分燃烧后经由排烟口10送出炉膛，占整体5％
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10％的部分烟气经由烟气再循环通路11回到炉膛用来达到控制炉膛温度以及氧气浓度的目的，其余部分送入空气预热器8利用其余热为准备送入一次燃烧室的空气进行预热，在其余热得到利用之后，烟气主体按照环保要求进入烟气净化装置经过无害化处理后排放；灰在灰渣斗7中积累到一定量后送入分选装置18中将燃烧残余物中的金属物质与玻璃纤维进行分离，随后将玻璃纤维输送至储罐15中存储，随后送进水热反应器16中经过水热反应除去灰中的焦油和碳剩余可燃物，随后在清洗池17中经过清洗除去表面附着的剩余液体得到能够重复利用的玻璃纤维；水热反应以及清洗过程中产生的废液按照环保要求经处理后排放。
[0010]优选的，风电叶片在炉排上的单程时间需要控制在10
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20分钟。
[0011]与现有技术相比，具有如下优点：
[0012]风电叶片无需经过粉碎，只需经过简单的切割就可以送入炉中，这样一来可以得到较为完整的玻璃纤维，降低了玻璃纤维的重新利用成本。
[0013]由于风电机组普遍位于偏远地区，废弃风电叶片的集中处理转运成本相当之高，使用本文设计的装置，由于装置本身体积较小，可以通过运输处理装置到装机现场来减少废旧风电叶片的切割破碎以及运输成本。
[0014]通过车载热的方法相比于纯化学法回收玻璃纤维而言，由于其预先经过了燃烧，其水热反应产生的废液相对较少，无害化处理成本相对较低。
[0015]本专利技术可以实现对风电叶片的最大程度的处理利用，风电叶片从进料口送入后在一次燃烧室中以400
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600℃的温度被引燃，叶片中的可燃物诸如树脂等在燃烧过程中变为各种气体诸如水，二氧化碳等，剩余灰料中的主要成分玻璃纤维的物理结构在较低燃烧温度下得到了较好的保存，回收价值大大提高。风电叶片初步燃烧的气态产物向上进入温度较高的二次燃烧室并在其中完全燃烧，其中的可燃气体的热值得到了充分利用的同时也减小了烟气的污染。剩余灰料经过水热反应后回收玻璃纤维的过程中产生的废液相比于纯化
学法也较少，降低了环境成本的同时也利用了风电叶片废料中的热能，最大程度上实现了风电叶片中的有价值成分的利用。
附图说明
[0016]图1是本专利技术装置结构示意图。图中：1
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炉排，2
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进料口，3
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后拱，4
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前拱，5
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电加热装置，6
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挡渣板，7
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灰渣斗，8
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空气预热器，9
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预热空气，10...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载热法回收处理风电叶片的装置，其特征在于：包括设置在炉膛下部的带有送风室(13)的炉排(1)，炉膛的一次燃烧室底部一侧为进料口(2)，另一侧为出料口(12)，出料口(12)通过挡渣板(6)连接灰渣斗(7)；炉膛的一次燃烧室和二次燃烧室内设置电加热装置(5)，二次燃烧室顶部开有排烟口(10)，排烟口(10)分两路，一路通过烟气再循环通路(11)连通炉膛，另一路连通空气预热器(8)用于预热空气，空气预热器(8)的烟气出口连通外部的烟气净化装置，空气预热器(8)的空气出口连通送风室(13)；灰渣斗(7)出口依次连接分选机(18)、储罐(15)、水热反应器(16)和清洗池(17)；风电叶片被切割成条状物从进料口(2)送入。2.根据权利要求1所述的一种车载热法回收处理风电叶片的装置，其特征在于：所述炉膛的一次燃烧室的壁面设置有前拱(4)和后拱(3)。3.根据权利要求1所述的一种车载热法回收处理风电叶片的装置，其特征在于：所述炉膛的二次燃烧室整体呈现渐扩的形状。4.根据权利要求1所述的一种车载热法回收处理风电叶片的装置，其特征在于：所述风电叶片被切割成长、宽、高最大值分别不超过5m、1.5m、0.5m的条状物从进料口(2)送入。5.权利要求1至4任一项所述的车载热法回收处理风电叶片的装置回收处理风电叶片的方法，其特征在于：风电叶片经过线切割处理成长、宽、高最大值不超过5m、1.5m、0.5m的条状物后，整块地从进料口(2)跟随运转的炉排(1)送入炉膛，炉膛下部的一次燃烧室炉膛由电加热装置5加热引燃，大条状风电叶片在炉排(1)前方被引燃后持续释放出热量，在炉膛中积蓄热量，同时在前拱3和后拱4的作用下，炉膛中营造了整体温度保持在600
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊小鹤，张京晶，谭厚章，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：