纤维复合材料专题复合材料废弃物回收利用技术与发展PPT课件

• 美国GE 将GMT制作的废弃的汽车保险杠经过粉碎机粉碎后与 GMT 新料按20:80的比例掺混再复合成新的片材，其性能无明显 下降。
• 大日本油墨化学工业株式会社以BMC制品的废弃物为对象开发
了新型人行道铺路材料。把废BMC制品的破碎物作为人行道的下 层，再生橡胶作为上层。
2.3 能量回收
➢ 将废弃物通过焚烧等处理，其中的有机物通过燃烧转 化为热能或其它能量方式加以应用的方法。
67 1068 1232 203
84
在叶片产品上的应用试验
ReFiber 公司对叶片采用的高温热解回收工艺，其回收的 材料主要用作绝缘材料
高温热解前后的风机叶片
2.2 物理回收
➢ 将废弃物粉碎或熔融作为材料的原材料使用。 ➢ 生产成本较低、处理方法简单，但是对废弃物的选择
性大、处理量有限度 。 ➢ 作为添加物使用时，由于可能会导致材料性能的降低
• 在通用A 级汽车SMC 用料中, 其替代量高达CaCO3 填料 的30 %(混合物的12 %) 时，对加工和力学性能无不良 影响。
含有研磨热解副产物的SMC 性能对比表
力学性能
4 %热解副 8 %热解副 12 %热解副 16 %热解副 纯SMC 材
产物
产物
产物
产物
料
弯曲强度
176
178
180
165
目前国内的主要处理方式
目前，我国对复合材料废弃物的处理仍主要采取
填埋或简单焚烧的处理方法。
占用土地资源； 二次污染严重； 资源未得到充分应用 存在潜在的、未知的危险。
二、国外复合材料回收技术
复合材料废弃物的方法不尽相同，但总的来说， 可以大致分为以下三种路线：
➢化学回收 ➢物理回收 ➢能量回收
能量回收流程图
能量回收利用方法
热源 燃烧气体
回收方法
1.通过热交换器加 热空气产生热风
2.废热锅炉设备产 生蒸汽
炉体冷却水
3.通过热交换器回 收排气，加热水
复合材料废弃物回收流程
复合材料废弃物
造粒 化学回收
切碎 造粒和研磨 物理回收
能量回收
不管采用那一种回收方法，复合材料废弃物必须首先切 碎成可用的块状。
各种复合材料废弃物回收方法对比
类型 化学回收
方法 热解
适用范围
包括被污染的 复合材料废弃 物
只适用于未被 物理回收 粉碎 污染的废弃物
回收产物
热解气、热 解油、固体 副产物
10 8.2
17 9.5
27 14
48 38
5655
1988 1998 2000 2002 2004 2006 2008
总量 FRSP FRTP CCL
中国复合材料产量增长情况
复合材料废弃物量随之增长、引起行业广泛关注
➢ 伴随着复合材料的飞速发展，复合材料废弃物的数量 不断增加。
➢ 复合材料废弃物来源: 制造过程产生的废弃物； 使用后退役的产品。
目录
一、背景 二、复合材料回收利用技术 三、国内研究状况 四、专用装备介绍 五、回收技术发展趋势
一、背景
复合材料应用广泛，产量增长迅速
300
290
250
226
200
179
150 100 50
0.06.1641242
0 1978
140
106
80.5
66.2
65
48
54
35.215
6.63.3
3.65.6
178
弯曲模量
11.1
11.7
11.0
10.3
11Leabharlann Baidu0
拉伸强度
缺口Izod 冲击 强度/ N
无缺口冲击强 度/N
粘合实验搭接 切变负载(25 ℃)
/ kg
Loria 指数
71 1058 1138 229
87
71 1121 1335 335 76
79 1015 1335 209
82
70 908 1282 229 84
成分 与天然气接近
用途
供热解以能量，用 作燃料
9240 kcal/ kg
以芳香成分为主， 与重油成分接近。 CaCO3 、玻纤、炭 黑等
进一步分馏、改性， 作燃料
用作SMC、BMC、 塑料等的填料，铺 路材料
• 美国汽车协会和通用公司共同努力, 在1988 年和1989 年 进行了数十吨SMC废弃物热解试验，将复合材料废弃 物在无氧情况下，加热分解成为热解气和热解油，以及 以CaCO3 、玻纤为主的固体副产物。
➢ 一般在400～500 ℃以回收热解油为主，在600～700 ℃以回收热解气为主。
➢ 复合材料废弃物中的玻纤在热解的高温下力学性能下 降，进一步研磨后，可与其他固体副产物研磨粉料一 起用作填料。
复合材料废弃物热解产物表
种类 热解气
热解油
固体副产 物
含量 /% 14
14
72
发热量 (燃烧热)
8939 kcal/ Nm3
叶片行业的迅速扩大，给回收利用带来新的困难
• 制造过程产生的废弃物量大（约700Kg/片） • 产品重、体积大、强度高，破碎等处理不方便； • 行业快速、迅猛发展，意味着将来将集中退役，大量退
役叶片的处理，对回收利用技术将是一个很大的挑战。
➢ 需要回收的风机叶片材料数量预测
（来源：f-kwinf,Hochschule Bremerhaven）
➢ 该方法生产成本较低、处理方法简单， 但是废弃物焚 烧过程容易释放出有毒气体，焚烧后的灰分需要填埋， 容易对环境造成二次污染。
➢ 另一个问题是复合材料中有机物的燃点较高，需要用 油、煤等引燃和助燃。
复合材料及烯烃类聚合物的燃烧热量
制品名称 树脂
手糊成型制品 SMC制品 PE PP PS PET
发热量（Kcal/Kg） 7010~ 7360 4690~ 4930 2660~ 2810 10290~11070 10290~11040 9440 ~ 9880 5230 ~ 5470
和成本的提高，所以添加数量和应用领域受到限制。
粉碎法回收粒料尺寸及应用范围
粒子尺寸 > 25 ×25mm
3. 2～9. 5mm
应用领域
建材，如废纸制造的纸板、轻型水泥板、农用地 面覆盖材料和隔音材料等
屋顶沥青、BMC、混凝土等的填料，铺路材料补 强剂、填料等
< 60μm(200 目) SMC、BMC 和热塑性塑料填料等
粉料
用途
用作燃料和新复合材 料等的填料和其他用 途。
用于新复合材料、填 料、铺路材料等
绝大多数复合 能量回收 焚烧 材料废弃物
热量
发电、热源
2.1 化学回收
➢ 利用化学改性或分解的方法使废弃物成为可以 回收利用的其他物质（如燃气、燃油等）的一 种方法。
➢ 该方法技术难度大，对回收设备要求高，回收 费用较高。