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题名报废风机叶片热处理特性及动力学分析
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作者
刘奇奇
董莉
徐同宽
刘景洋
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机构
中国环境科学研究院国家环境保护生态工业重点实验室
大连工业大学轻工与化学工程学院
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出处
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期866-875,共10页
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基金
中国环境科学研究院国家环境保护生态工业重点实验室开放基金(2022KFF-15)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2022YSKY-09)。
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文摘
为研究退役风机叶片热处理特性,开展风机叶片的玻璃纤维/环氧树脂风机叶片材料4个不同升温速率(5、10、20、40℃·min^(-1))及2种载气氛围(氮气、空气)的热重实验,结合动力学方法对各个反应过程进行研究。热重分析表明玻璃纤维/环氧树脂风机叶片在氮气氛围下存在2个失重阶段,500℃以后质量基本稳定;在空气氛围下存在3个失重阶段,600℃以后质量基本稳定,说明氧气的参与影响了玻璃纤维/环氧树脂的热分解特性。对比不同升温速率下的TG/DTG曲线,随升温速率的提高,TG曲线逐渐向高温方向移动,DTG曲线最大失重率逐渐降低,整个反应过程的质量损失也发生小幅下降。使用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法研究其动力学过程,结果表明在热解和氧化反应条件下用2种动力学模型求解的活化能取值范围分别为135.14~207.24、137.64~207.58 kJ·mol^(-1)和117.95~172.19、119.31~173.22 kJ·mol^(-1),平均值分别为179.30、180.44 kJ·mol^(-1)和141.18、143.15 kJ·mol^(-1),同一反应下KAS和FWO法求得的数据具有一致性。使用Coats-Redfern(CR)法对反应过程的机理模型进行研究,结果表明热解过程符合随机成核随后生长机理(A_(1/2))模型,氧化过程符合反应级数为3级的反应机理(F_(3))模型。本研究可为大规模周期性报废的风机叶片高效处置和资源化回收利用提供重要理论和方法借鉴。
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关键词
报废风机叶片
玻璃纤维/环氧树脂复合材料
TG/DTG曲线
热处理特性
动力学模型
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Keywords
decommissioned wind turbine blades
glass fiber
epoxy composite material
TG
DTG curves
thermal treatment characteristic
kinetic model
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分类号
X783
[环境科学与工程—环境工程]
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