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退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展
1
作者 李文杰 郭辰腾 +2 位作者 陶华旸 程秀 张兴林 《能源与节能》 2024年第10期1-5,共5页
风能因其无污染、可再生的优势成为中国新型能源体系的重要组成部分。中国风电行业发展较久,早期风电机组面临退役问题。早期风电叶片的主要成分为由玻璃纤维和环氧树脂组成的热固性复合材料。热固性复合材料的资源化流程可以归纳为前... 风能因其无污染、可再生的优势成为中国新型能源体系的重要组成部分。中国风电行业发展较久,早期风电机组面临退役问题。早期风电叶片的主要成分为由玻璃纤维和环氧树脂组成的热固性复合材料。热固性复合材料的资源化流程可以归纳为前处理、过程处理和应用3个阶段。着重介绍了过程处理中机械处理、热处理和化学处理的现行方案。随着风能产业的不断发展,相关研究可为退役风电叶片资源化利用提供参考。 展开更多
关键词 风力发电 废旧叶片 热固性复合材料 回收 流程设计
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废旧风力发电机叶片资源化利用研究进展 被引量：5
2
作者 张柏林 张生杨 +2 位作者 邬博宇 刘波 张深根 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期2150-2161,共12页
风能的规模化利用是构建现代能源体系的关键,是保障国家能源安全,力争如期实现碳达峰、碳中和的内在要求.我国风电装机容量持续攀升,早期风电机组陆续面临报废.废旧风电叶片的资源化利用面临拆解难、降解难等多重难题,亟需探索绿色高值... 风能的规模化利用是构建现代能源体系的关键,是保障国家能源安全,力争如期实现碳达峰、碳中和的内在要求.我国风电装机容量持续攀升,早期风电机组陆续面临报废.废旧风电叶片的资源化利用面临拆解难、降解难等多重难题,亟需探索绿色高值化、具有规模消纳能力的资源化技术路线,支撑风电产业绿色可持续发展.本文分析了我国风电产业发展概况和风电机组报废量的增长趋势,概括了废旧叶片资源化利用的主要技术途径,重点介绍了纤维增强复合材料的机械法、热法和化学法回收利用,以及废旧叶片在混凝土等建筑材料中的应用和叶片整体结构性利用等资源化利用技术方案,并对比分析了各类技术方案的优缺点,为废旧风电叶片的资源化利用研究方向提供参考. 展开更多
关键词 风力发电 废旧叶片 资源化 增强纤维 混凝土 结构利用
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废弃风电叶片芯材炭化处理研究
3
作者 徐子晨 苏豪 +3 位作者 李钰 胡涛 洪海滨 郭海峰 《萍乡学院学报》 2024年第3期63-66,71,共5页
课题组通过对废弃叶片中的聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二乙二醇酯(PET)和轻木三种芯材进行炭化处理,研究不同气氛和不同热处理温度对炭化芯材样品的相组成与微观结构的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、红外光谱等分析手... 课题组通过对废弃叶片中的聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二乙二醇酯(PET)和轻木三种芯材进行炭化处理,研究不同气氛和不同热处理温度对炭化芯材样品的相组成与微观结构的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、红外光谱等分析手段,表征芯材炭化样品的组成、形貌特征及化学官能团。实验结果表明:400℃热处理温度下,三种炭化芯材物相主要组成均为无定形碳,PET芯材炭化后未保留其多孔特征,PVC和轻木炭化后较好地保留了其多孔特性;热处理温度对炭化芯材的物相组成没有明显影响;氮气氛围有利于炭化芯材形貌的完整,600℃炭化PVC芯材和500℃炭化轻木芯材孔道结构相对最佳。 展开更多
关键词 废弃风电叶片 资源再利用 芯材 炭化
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废弃风机叶片非金属粉末热解产物增强环氧树脂复合材料的制备与性能探究
4
作者 陈云燕 张翔 +4 位作者 陈阳 汤之杰 黄庆 徐利军 王晓岩 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1415-1424,共10页
针对风机叶片大量报废后处理处置的问题,将废弃风机叶片非金属粉末(retired wind turbine blades,RWTBs)热解后的产物(记作P-RWTBs)作为填料,三乙烯四胺(triethylenetetramine,TETA)为固化剂,环氧树脂(epoxy resin,EP)为基体,陶瓷粉(cer... 针对风机叶片大量报废后处理处置的问题,将废弃风机叶片非金属粉末(retired wind turbine blades,RWTBs)热解后的产物(记作P-RWTBs)作为填料,三乙烯四胺(triethylenetetramine,TETA)为固化剂,环氧树脂(epoxy resin,EP)为基体,陶瓷粉(ceramic powder,CP)和KH-560偶联剂为添加剂制备复合材料样条,实现了废弃风机叶片的回收及再利用。通过浇筑成型法制备了复合材料,探究了热解条件对RWTBs热解失重率的影响及CP添加量、KH-560的质量分数对复合材料的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,当升温速率为10℃·min^(−1)时,热解的最佳条件为600℃停留6 h,此时RWTBs表面的热固性树脂被彻底热解。当以TETA为固化剂、20%CP为添加剂、PRWTBs为填料时,通过2%KH-560处理后制备的P-RWTBs-2%KH-560/20%CP/EP复合材料具有较好的力学性能,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度可分别达到55.59 MPa、86.43 MPa和23.99 kJ·m^(−2),相较于TETA/EP,分别提高了23.1%、77.1%和35.3%。当温度达到360.7℃时,P-RWTBs-2%KH-560/20%CP/EP复合材料的热解失重率为30%,相较于TETA/EP提高了15.9℃。经过48h酸浸后的P-RWTBs-2%KH-560/20%CP/EP复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别降低了10%、2.4%和5.4%,相较于RWTBs/20%CP/EP,具有更强的耐腐蚀性能。P-RWTBs-2%KH560/20%CP/EP复合材料性能的提升主要是由于KH-560接枝在P-RWTBs表面形成了一层硅烷分子覆盖层,其中亲水基团与EP基体中的羟基发生氢键作用,增强了填料与基体之间的相互作用力,加强了复合材料的界面结合强度,同时提升了复合材料的亲水性和亲油性,使其表面更加稳定光滑,能有效减缓腐蚀速度。该研究可为废弃风机叶片的资源回收再利用提供一个新的思路。 展开更多
关键词 废弃风机叶片 环氧树脂 热解 力学性能 复合材料
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废旧风电叶片在建筑材料中的应用
5
作者 张柏林 杨泽宇 +2 位作者 张生杨 刘波 张深根 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6260-6270,共11页
风力发电已成为了现代能源体系的主要支柱。风力发电机组退役后,废旧风电叶片因难破碎、难降解等面临资源化难题,亟需探索绿色经济的资源化路径。针对当前以玻璃纤维增强树脂基复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)为主的风电叶片,... 风力发电已成为了现代能源体系的主要支柱。风力发电机组退役后,废旧风电叶片因难破碎、难降解等面临资源化难题,亟需探索绿色经济的资源化路径。针对当前以玻璃纤维增强树脂基复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)为主的风电叶片,本文概述了风电叶片梯次利用的策略和主要方法,简要介绍了机械法、热法和化学法等方法的工艺特点和优劣势。由于叶片中缺乏高价值组分,现有回收方法如无政府补贴或产废单位承担处理费用,均较难产生可观的经济效益。因此,工序简单的机械法回收废旧叶片用于强化建筑材料具有较好的经济效益和应用前景。本文重点总结了废旧风电叶片FRP材料作为混凝土、水泥胶砂和地质聚合物等建筑材料增强剂的研究进展。废旧叶片FRP材料可为建筑材料提供良好的抗拉和抗弯应力,断裂软化后仍可通过桥接作用转移应力,从而实现对建筑材料的强化。但FRP材料与水泥界面区域的结合强度不足,且FRP材料降低了建筑材料的密度,可导致建筑材料抗压强度下降。进一步研究应重点改善FRP材料与水泥的结合强度,优化掺杂比例和FRP材料尺寸,以提高建筑材料的整体性能。总体而言,废旧叶片FRP材料的掺混比例不宜过高,才能保证建筑材料的强度,但混凝土、水泥胶砂等建筑材料用量极大,极小的掺混比例既可完全消纳废旧叶片。 展开更多
关键词 废旧风电叶片 增强纤维 混凝土 水泥胶砂 地质聚合物
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再生风机叶片纤维对混凝土力学和抗冻性能的影响 被引量：3
6
作者 王富平 张默 周博宇 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第1期231-238,共8页
为解决废弃风机叶片大量堆存、难以处理的问题,通过机械粉碎方法得到再生风机叶片纤维,研究不同掺量(0%、10%、20%和30%,质量分数)再生纤维对混凝土力学性能和抗冻性能的影响,探讨废弃风机叶片在混凝土中利用的经济和环境价值。结果表明... 为解决废弃风机叶片大量堆存、难以处理的问题,通过机械粉碎方法得到再生风机叶片纤维,研究不同掺量(0%、10%、20%和30%,质量分数)再生纤维对混凝土力学性能和抗冻性能的影响,探讨废弃风机叶片在混凝土中利用的经济和环境价值。结果表明:掺10%、20%和30%再生风机叶片纤维混凝土的抗弯强度和劈裂抗拉强度较素混凝土提高明显,抗弯强度分别提高了2.8%、2.8%和11.1%,劈裂抗拉强度分别提高56.3%、68.8%和40.6%。掺20%再生风机叶片纤维混凝土冻融寿命可达75次,远超素混凝土的冻融寿命(25次),混凝土抗冻性能显著提高。但是,再生纤维掺量过高(30%)时,混凝土吸水率上升明显,抗压强度和抗冻性能下降。相比传统的焚烧处理,在混凝土中掺入20%再生风机叶片纤维,可降低混凝土成本69.2元/m 3,减少CO 2排放0.04 t/m 3。 展开更多
关键词 混凝土 废弃风机叶片 再生纤维 力学性能 破坏形态 抗冻性能 资源化再利用
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废旧风电叶片粉体/聚丙烯复合材料力学性能及润湿性能研究
7
作者 于勐 张爱玲 +6 位作者 邢作霞 张雨晴 葛靖怡 范雨亭 李立石 王睿涵 金垚均 《辽宁化工》 CAS 2024年第9期1351-1354,共4页
针对废旧风电叶片粉体材料(WWTB)回收加工高值化利用问题,以WWTB(平均粒径尺寸φ<2mm)为原料,采用三种不同的改性剂对其进行活化改性修饰,选择出较佳的改性剂及用量,得到改性修饰废旧风电叶片粉体材料(GWWTB)。采用熔融共混方式制备... 针对废旧风电叶片粉体材料(WWTB)回收加工高值化利用问题,以WWTB(平均粒径尺寸φ<2mm)为原料,采用三种不同的改性剂对其进行活化改性修饰,选择出较佳的改性剂及用量,得到改性修饰废旧风电叶片粉体材料(GWWTB)。采用熔融共混方式制备改性修饰废旧风电叶片粉体/聚丙烯复合材料(GWWTB/PP),考察GWWTB含量对GWWTB/PP复合材料力学性能、热稳定性能、润湿性能和断裂面微观形貌的影响。结果表明:采用质量分数4%的Z-6173改性效果最佳,活化指数提高了78.6%。当GWWTB质量分数为6%时,GWWTB/PP复合材料热稳定性最高,拉伸强度和冲击强度最大,热失重5%分解温度提高了11.7%,拉伸强度和冲击强度分别提高了22.89%和178.54%,GWWTB/PP复合材料的润湿性能随着GWWTB含量的增加而提高,GWWTB/PP复合材料亲水性增强。 展开更多
关键词 废旧风电叶片粉体材料 改性剂 聚丙烯 力学性能 润湿性能
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废弃风电叶片纤维对磷建筑石膏材料性能影响 被引量：2
8
作者 杨立琳 王冬至 +3 位作者 王瑾 柳华实 王道备 王翠 《非金属矿》 CSCD 北大核心 2021年第6期30-33,共4页
将废弃风电叶片纤维添加到磷建筑石膏中制成复合材料,探讨废弃风电叶片纤维对磷建筑石膏性能的影响。结果表明,当废弃风电叶片处理成直径约为10μm,长度为0.5~5 cm的纤维时,在固定水膏比为0.65条件下,添加2%废弃纤维到磷建筑石膏中,其... 将废弃风电叶片纤维添加到磷建筑石膏中制成复合材料,探讨废弃风电叶片纤维对磷建筑石膏性能的影响。结果表明,当废弃风电叶片处理成直径约为10μm,长度为0.5~5 cm的纤维时,在固定水膏比为0.65条件下,添加2%废弃纤维到磷建筑石膏中,其抗折强度和抗压强度分别达到5.21 MPa、11.21 MPa,较未添加废弃纤维磷建筑石膏材料抗折强度和抗压强度分别提高21%、17%。添加废弃纤维降低了磷建筑石膏的软化系数和吸水率,添加1.5%废弃纤维,水膏比为0.71时,软化系数降低最少,吸水率降幅最大,软化系数和吸水率较未添加废弃纤维磷建筑石膏分别降低12%、44%。 展开更多
关键词 废弃风电叶片 磷建筑石膏 纤维 复合材料
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