复合风力涡轮机叶片回收成人行桥

回收公司Anmet使用停用的风力涡轮机叶片作为人行桥(如图所示)和其他基础设施产品的承重结构支撑。照片信用:Anet

许多复合材料的回收方法是通过燃烧(热解)或化学溶解(溶剂溶解)复合材料中的树脂,这样纤维就可以被回收和再利用。一些有前途的回收和再利用临终的科学家也在研究方法(EoL)复合部件全部,因为各种各样的原因:例如,保留了更多的原始纤维和树脂的力学性能,降低处理成本,或减少碳足迹的回收过程。以下是这两项努力的总结。

风叶片回收:再利用和热解

1998年由首席执行官Andrzej Adamcio创立,(SZPROTAWA,波兰)最初开始为制造公司提供金属回收的解决方案。根据2014年,根据Marcin Sobczyk,Adamcio的产品开发人员开始认识到,对于在寿命跨境结束时回收复合风力涡轮机叶片,越来越需要越来越多的解决方案,特别是在附近的德国。使用他在金属回收方面的经验,Adamcio开始致力于回收玻璃和碳纤维复合刀片的方法,今天,风刀片回收已成为Anemet的主要重点之一和前进的增长的主要领域。

长期,该公司正在致力于开发一种基于热解的解决方案,用于从风刀片中回收碳纤维。According to Sobczyk, Anmet’s experimental furnace, tested by Wrocław University of Technology (Wrocław, Poland), has the capability of recovering carbon fibers with a strength of up to 90% that of virgin fiber, and a current capacity of processing up to 200 kilograms of carbon fiber per day. The university also tested furnace emissions, he says, working toward improvements in its filtration system.

在短期内,Anmet的回收解决方案涉及玻璃纤维风力涡轮机叶片的物理再利用。该公司的服务从现场开始:代表将前往一个风电场,使用Anmet的定制切割设备将刀片拆成分段,然后将部件运回Anmet设施,改造成建筑或基础设施产品。

Sobczyk认为,这种回收方式对环境有几个好处。例如,重新利用叶片,而不是通过燃烧、研磨或其他方式将其完全分解,这样消耗的能源更少,成本更低,排放和产生的灰尘也更少。

为了寻找重新播放小型风刀片的创意解决方案,2019年,Anemet在Zielona大学(ZielonaGóra,波兰)的视觉艺术学院举办了学生竞赛。“竞争结果超出了我们的期望,”Sobczyk说,并是Anet的产品线Airchitecture的第一步。通过合作伙伴分发生活的翅膀UG(德国德累斯顿)于2020年6月开始,空中校业品牌提供各种创新的消费者建筑产品,如室外家具,车库和其他使用拆除刀片的产品。一家也与之合作GP可再生能源集团(波兰华沙)风力叶片回收和airarchitecture产品分销。

“欢迎随着这些创新的欢迎,与Airchitecture最雄心勃勃的项目相比,他们苍白的日期:由风力涡轮机刀片建造的行人行人桥,”Sobczyk说。该桥梁将取代Anemet的设施附近的老化金属桥,已经在Rzeszów理工大学(Rzeszów,波兰),与欧盟资金共同资助。在2021年中期完成最终测试后,Anet计划开始销售行人,最终在全球范围内扩展其专利。

用重新灌注的复合风刀片制成的岩土公路块

Anetm最近专利的这些屏障由重新展示的玻璃纤维复合风力涡轮机构建,并正在努力认证,以便在欧洲和其他市场进行施工。照片信用:Anet

该公司还提出了目前在Rzeszów理工大学进行测试的其他基础设施解决方案的专利,包括渔桥,最近,道路斜坡强化的岩土电池。对于后者而言,Sobczyk表示,用重新展示的玻璃纤维风刀片部件代替典型的钢或钢筋混凝土路障,能够从腐蚀性的土壤环境中磨损更大的耐磨性。复合块也是较轻的重量,能够根据需要用填料加固,并且可以以形状调整以适应特定情况的需要。为了创建块,Anete开发了一种专门的锯,用于快速,精确切割风刀片。到目前为止,Anemet已经建造和试验了这些块的原型,并正在努力在欧盟内注册施工,希望延伸到美国市场。

展望未来,Anmet正在美国和全球寻找合作伙伴。此外,该公司正与一家行业合作伙伴一起,计划在斯波塔瓦建造一座名为中欧复合回收中心(Central European Composite Recycling Center)的新设施,预计将于2022年秋季投入使用。

Sobczyk说,这个新设施的目标是创造尽可能多的复合废物转化线。主要路线将用于根据可用条件对进厂叶片进行分类:状态良好的叶片部件将用于建筑和基础设施项目,任何损坏或不合适的叶片部件将被分类为研磨或热解过程。Sobcyzk说,额外的生产线将用于铣削、碳纤维热解、玻璃纤维热解和机械转换。最终,Anmet希望扩展到风力叶片之外的其他最终用途的复合材料产品,并在其设施中为学生提供学习复合材料和复合材料回收的教育机会。

废弃热固性复合材料的回收:机械加工和拉挤

同样,在过去的几年里,研究人员Windesheim应用科学大学(Zwolle,荷兰)也意识到需要回收EOL复合部件,并开发了一种新方法,用于修复新应用的热固性复合废物。

根据IR博士的说法。Albert Ten Busschen,Windesheim的高分子工程副教授,可行性项目于2015年和2016年进行,以调查可能的技术。从2017-2019起,完成了一个较大的项目,以证明该技术的产业化。该计划涉及与50多个中小企业和政府机构的伙伴关系,包括树脂制造商重获(Zwolle)和废物管理专家苏伊士(法国巴黎)。

用回收的热固性复合材料制成的台面

凭借其技术,Windesheim旨在找到产品解决方案,如该机柜,用于回收EOL复合部件。照片信用:Windesheim

合成技术旨在重新和回收EoL组合部件如风力涡轮叶片和船船体全部,通过加工(通过钻石切割、水射流切割或分解)成条或片,可以被加工成新组件使用十Busschen称之为“push-pultrusion”的过程。他说,这个过程是为了“以连续的工业方式在重复使用复合材料的基础上制造新的复合材料产品”而开发的。

他说,该过程基于传统的拉挤工艺 - 其中(原始)玻璃纤维粗纱通过树脂浴并通过模具被模制到特定部分中 - 随着再增加步骤:在入口处在拉挤模具中,挤出机将由再用复合薄片(其含有纤维和树脂)组成的化合物推入部分的中空核心。以这种方式,薄的外层的原始材料用于产生新的部分形状,填充有重复使用的复合芯。

然而,复合材料不仅仅是填充物;根据研究人员,该方法将原始的,再生材料的机械强度,刚度和耐水性转化为新的部分。“重要的是,所得到的部件具有足够高的L / D比[长度直径比,因此它们可以作为新产品中的新加固,”十辆巴士说。

他补充说:“在我们的技术中,总是需要使用原始树脂来嵌入强化元素,并将它们‘粘合’到一个新产品中。”对于研究人员的推拉挤压技术,ten Busschen说,多达70%的回收复合材料重量可以使用,30%是原始材料。他说:“这种原始成分的含量足够低,使该方法具有经济效益,并具有良好的低碳足迹。”

使用此方法,2017年间2019年间,该联盟开发了几个全面示威者:挡土墙,家具,引导梁和起重机垫。

使用热固性复合材料的再生结束制作的围栏

一些演示产品展示了该技术对消费者和基础设施应用的潜力。照片信用:Windesheim

自2019年以来,十亿斯辰表示,Windesheim研究人员已经开始为新的两年项目进行复合材料和其他塑料废料的混合再利用。目前,研究人员正在开发由重复使用的复合火车组件建造的交叉领域的原型,用于荷兰铁路系统,并与公司合作保存塑料(Arnhem,荷兰)使用再循环复合材料来减少由热塑性废物制成的基础设施产品中的蠕变变形。此外,拉挤腾公司Krafton.(Heijningen,荷兰)是2017 - 2019年项目的参与者,已在其生产线之一中采用了该技术。

回收热固性复合材料

其中一个演示梁的截面显示了回收的复合材料内部和原始复合材料外部的部分。照片信用:Windesheim

该协会面临的两个挑战是,薄片和薄片中重复使用的聚酯可能会产生化学物质泄漏,以及确保新产品以环保的方式生产。为了确定是否存在化学品泄漏的问题,研究人员建立了一个由独立实验室进行的测试程序SGS Intron.(荷兰锡特拉德)探讨浸出在地下水或雨水存在下的影响。对于该计划,来自船船壳的EOL复合组件从Scrapyard获取,选择用于各种涂料和颜色,以及可能的油或柴油燃料的污染。将这些材料加工成带状和薄片,并嵌入AOC的略管1967-G-9合成树脂,在制造新的复合板中。据研究人员称,SGS内含子的结果表明,从测试面板的浸出远低于荷兰土壤质量法令所设定的最大允许限额,以及民事基础设施项目的en 12375测试。

Windesheim大学推动寿命热固性复合材料的回收末端

WineSheim的推挽式工艺的渲染,通过挤出切碎或铣削复合材料通过拉挤挤出的新部件的新部件的中心重新施加寿命和碾磨复合材料。
照片信用:Windesheim

此外,EuCIA(布鲁塞尔,比利时)参与了研究人员使用eucia的生态计算器对新技术的分析。“使用此工具使我们能够量化使用该技术制造的产品的能耗和碳足迹,”十辆巴士说。

“这是热固性复合材料行业向前迈出的重要一步,”来自EuCIA的Jaap van der wode博士补充说。“废弃材料的再利用已经成为可能,同时保留其固有属性,有效地关闭了循环。热固性复合材料可以实现特殊的结构,比如风车的非常大的叶片,但现在它也可以承担报废应用的责任。”

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