一种废弃风机叶片无污染热解回收系统及方法

技术领域

本发明涉及废弃风机叶片处理技术领域，尤其涉及一种废弃风机叶片无污染热解回收系统及方法。

背景技术

中国是世界最大的风电市场，拥有丰富的风力资源，随着时间的演进，已达到设计寿命的风电机组规模正快速增大，报告数据显示预计在2025年迎来第一批大规模退役潮，退役规模将超过1.2GW。

目前废弃的风机叶片复合材料的回收方法中，热回收法部分可达到工业规模，且回收纤维的机械性能比较可观，可视为今后回收再利用大方向。热回收法又包括热解法、流化床法和微波热解法，其中热解法实现商业运行的并不多，大多还停留在实验阶段，主要原因是过程和条件过于复杂，且需要人工的环节太多，难以形成生产线。

专利号CN115463937B公开了一种废弃风机叶片无害化处理系统，通过输送推动板的推动，使中部件和外部件靠近焚烧单元构成的焚烧炉，并在推动运输过程中，使加热夹套内部余热对中部件和外部件进行预处理碳化，从而减少能源的消耗。

该处理系统可达到无害化处理废弃风机叶片，但回收价值较低，仅进行了热能利用，其中材料玻璃纤维抗压、耐用，整体性能优异，却无法有效回收，没有更好的再利用。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种废弃风机叶片无污染热解回收系统及方法，以解决现有技术中对于废弃风机叶片中玻璃纤维的回收利用所存在的技术问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明一些实施例提出一种废弃风机叶片无污染热解回收系统，包括：热解系统、低温氧化系统和焚烧炉，其中，所述热解系统包括反应罐，所述反应罐上设置有进料口、第一出料口和第二出料口，所述第一出料口与所述焚烧炉连接；

所述热解系统的进料口和所述第一出料口设置在所述反应罐的上表面，所述热解系统的第二出料口设置在所述反应罐的下表面；

所述低温氧化系统设置有进料口和出料口，所述低温氧化系统的进料口与所述热解系统的第二出料口连接。

进一步地，还包括热交换通道，所述热解系统的加热介质入口通过所述热交换通道连通所述焚烧炉。

进一步地，所述低温氧化系统设置在所述热解系统的下方，使所述热解系统的第二出料口位于所述低温氧化系统的进料口的上方。

进一步地，还包括缓冲仓，所述缓冲仓位于所述第二出料口和所述低温氧化系统的进料口之间，并且，所述缓冲仓还设置有卸料阀门。

进一步地，所述热解系统为旋转步进式密闭热解反应器。

进一步地，所述旋转步进式密闭热解反应器的进料口由上至下设置有第一料仓和第二料仓，其中，所述第一料仓为敞口设置，所述第二料仓为密封设置，并且，所述第二料仓下方设置有连通所述反应罐的进料口的阀门。

进一步地，所述低温氧化系统为链板式低温氧化装置。

另一方面，本发明还公开了一种废弃风机叶片无污染热解回收方法，

步骤一 将废弃风机叶片进行破碎处理后由所述热解系统的进料口投入反应罐内在预定的热解温度下进行热解反应；

步骤二 将热解系统的第一出料口排出的高温热解气输送至焚烧炉进行焚烧处理；

步骤三 热解反应完成后，将热解渣由第二出料口排出至低温氧化系统中并在预定温度下进行低温氧化处理以脱除热解渣中的碳；

步骤四 低温氧化处理完成后，冷却，并回收玻璃纤维。

进一步地，所述热解温度为550±10℃

并且，所述焚烧炉产生的高温烟气通入所述热解系统为所述热解系统提供热量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例所公开的一种废弃风机叶片无污染热解回收系统及方法的结构示意图。

附图标记说明：

1、料斗；2、鼓风机；3、低温氧化系统；4、螺旋冷却器；5、热解系统；6、焚烧炉；7、气水换热器；8、循环水冷却装置；9、蒸发干燥器；10、引风机；11、喷淋塔

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，本公开可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本公开提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，本发明一些实施例公开了一种废弃风机叶片无污染热解回收系统，包括热解系统5、低温氧化系统3和焚烧炉6，其中热解系统5的反应罐上设置有进料口、第一出料口和第二出料口，热解系统5的进料口和第一出料口设置在反应罐的上表面，第二出料口设置在反应罐的下表面，第一出料口与焚烧炉6连接；低温氧化系统3设置有进料口和出料口，进料口与热解系统5的第二出料口连接。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，热解系统5还设置有交换通道，热解系统5的加热介质入口通过热交换通道连通焚烧炉，焚烧产生的高温烟气由通道传递给热解系统5，为热解反应提供所需的热量，使热能循环利用，降低能耗，实现物料的无害化、资源化处理。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，热解系统5采用旋转步进式密闭热解反应器，能够实现自动连续进料和出料，提高处理效率；物料经螺旋输送至旋转步进式密闭热解反应器内部进行加热，采取外套热烟气加热套筒，不与物料直接接触，采用这种套筒加热方式，使物料受热均匀，反应充分；筒体外部依次设有保温耐火材料，这样确保筒体表面温度达到国家标准要求，有效减少反应器表面热损失。本实施例所述热解系统的装置不唯一，能实现在恒温状态下进行热解处理，同时可自动进出料的热解装置，均在本申请的保护范围内。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，旋转步进式密闭热解反应器的进料口由上至下设置有第一料仓和第二料仓，其中，第一料仓为敞口设置，第二料仓为密封设置，并且，第二料仓下方设置有连通反应罐的进料口的阀门，保证物料的持续供给和密封，减少对环境的污染。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，低温氧化系统3设置在热解系统5的下方，使热解系统5的第二出料口位于低温氧化系统3的进料口的上方，热解系统5的第二出料口和低温氧化系统3的进料口之间设置有缓冲仓，缓冲仓还设置有卸料阀门，通过缓冲仓和阀门连接，保证系统密封的同时，实现物料的不间断供给，提高效率。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，低温氧化系统3采用链板式低温氧化装置，将物料处理保持在恒定的低温状态，同时能够实现自动连续进料和出料，提高处理效率。本实施例所述低温氧化系统3的装置不唯一，能实现在恒定的低温状态下进行氧化处理，同时可自动进出料的低温氧化装置，均在本申请的保护范围内。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，低温氧化系统3外部设有保温材料，确保装置外表面温度达到国家标准要求，有效减少散热，降低装置的表面热损失。

本发明一些实施例还公开了一种废弃风机叶片无污染热解回收方法，如图1所示，步骤一将废弃风机叶片进行破碎处理并输送至料斗1，通过料斗1后传送至热解系统5的进料口，投入反应罐内并在预定的热解温度下进行反应；步骤二将热解产出物高温热解气由热解系统5的第一出料口排出并通过热交换通道输送至焚烧炉6进行焚烧处理；步骤三热解反应完成后，将热解产出物热解渣由第二出料口排出至低温氧化系统3中，并在预定温度下进行低温氧化处理以脱除热解渣中的碳；步骤四低温氧化处理完成后，玻璃纤维由低温氧化系统的出料口排出，由螺旋冷却器4对其进行冷却处理后回收。其中低温氧化温度控制在500℃±10℃，基本不破坏玻璃纤维的性能，又可以保证碳的完全氧化分离，实现玻璃纤维的分离回收；热解温度控制在550℃±10℃；在此温度范围内热解反应进行的更充分，还可通过空气换热器将鼓风机2送入的风转换并分别输送至低温氧化系统3和热解系统5，稳定低温氧化系统3和热解系统5的温度，使氧化和热解反应充分进行。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，低温氧化系统3采用可灵活调温的电辐射管加热，可以灵活控制氧化处理的温度，且操作简单，保证玻璃纤维的分离回收和碳的完全氧化分离。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，冷却产生的烟气，可以通入喷淋塔11进行净化排出，或者进入焚烧炉6焚烧，确保对环境的无污染。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，焚烧炉6燃烧产生的烟气依次进入气水换热器7、循环水冷却装置8、蒸发干燥器9、喷淋塔11降温后，最后经引风机10送至烟囱排出。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，焚烧炉6还设置有燃油或燃气燃烧器，在系统启动阶段，通过燃烧燃油或燃气产生热烟气提供热解所需的全部热量，在正常运行阶段为高温热解气的焚烧起稳燃作用。

在一些实施例中，在上述实施例的基础上，焚烧炉6预留SNCR脱硝系统接口，喷淋塔11与引风机10之间预留脱酸系统接口，排出的有害气体经脱硝或脱酸处理，达到排放标准后排出。

综上所述，本发明实施例所公开的废弃风机叶片无污染热解回收系统及方法，在实现现有技术对废弃风机叶片无污染热解的基础上，采用低温氧化处理对风机叶片中的玻璃纤维进行回收，实现了废弃物的高效资源化处置；采用旋转步进式密闭热解反应器和链板式低温氧化装置，能够实现自动连续进料和出料，提高处理效率，整套系统自动化程度高，处理规模为100kg/h，可达到商业化；热解需要的热量由焚烧炉产生的高温烟气提供，使热能循环利用，降低能耗。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。