**的风机叶片的尺寸是20世纪80年代的100倍。这段时间内叶片的直径增加了8倍,叶片宽度已经超过6米。各国大力推进风电行业的发展,这势必会造成废弃叶片产量的增多,那么采用何种方法处废弃叶片才能使风能成为一种更加绿色的能源呢?
风机叶片通常含有纤维增强材料(如玻璃纤维或碳纤维)、塑料聚合物(聚酯或环氧乙烯树脂)、夹心材料(PVC、PET或巴沙木)和涂层(聚氨酯)。随片尺寸的增大,叶片生产所需的材料数量也在不断增。
据估计每1kW的新机容量就需要10千克叶片材料。因此1台7.5MW的风机约需要75吨的叶片材料。风机叶片的使用寿命大约为20——25年。因此如何处废弃叶片就成了问题。据推测每年要处理纤维复合材料重量将达到20.4亿吨以上。风电行业相对来讲是一个新兴行业,在风机叶片的实际处经验很少,尤其是海上风力发电机。因此风电如果想获得足够的拆除、分离、处理实际经验,可能需要20年以上的时间。现有的处废弃风机叶片的方法有:垃圾掩埋、焚烧或回收。
**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(如德国)。不过目前中国采用最多的还是垃圾掩埋方式。最常用的焚烧。在所谓的(CHP)工厂内,利用焚烧产生的来发电,为区域供电。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,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,其中留的细小玻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前还需进行拆解和粉碎,从能耗和排放角度来说,这进一步增加了环境的压力。此外,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。回收材料制成的新的叶片可以取代旧的叶片。但是目前成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。过去的几年,全球各企业就风机叶片的回收问题进行了大量研究项目,推出了许多创新产品。
2003——2005年,兰电工材料协会(KEMA)和波兰工业化学品研究院(ICRI)共同**了一个项目,研究玻钢(FRP)的机械回收,即将材料粉碎。此项目利用一台具有“按需切割”功能的混合粉碎机,以每小时处理2.5吨物料的速度,将玻钢(FRP)粉碎成15——25mm的度,而且对纤维内部结构的损伤很小。为了避免粉碎过程中发生危险。粉碎之后通过一种再活化方法对纤维的品质进行改良。将其与一种新基体进行化学粘结来实现更好的性能。
另一种技术是由HAMOS公司开发的纤维度分离技术,可以去除杂质。粉碎后的玻钢(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,因此粘结起来就更加困难。只有回收的纤维要比原始纤维更,它才能与新基体更好的粘结。对于风机叶片的回收来说,还需要增加一个步骤,即在现场将叶片切割成大块,以便于运输。切割是通过目前广泛应用的粉碎手(起重机或挖掘机末端连接的粉碎/抓取设备)完成的。但是复合材料回收物的需求并不像钢材那样强劲,其应用前景非常有限。另一个问题就是回收的纤维比原来的纤维短,表面还带有“原来的”树脂,更难以使其在一定方向上排列。
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