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CWPC2018主旨发言:SAMPE中国“复合材料回收再利用专业委员会”秘书长杨斌——《纤维增强热固性树脂基复合材料的循环利用》

2018-03-30 来源:东方风力发电网作者:御风者 浏览数:895

第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。

   第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。
 
  SAMPE中国“复合材料回收再利用专业委员会”秘书长杨斌做主旨发言:



SAMPE中国“复合材料回收再利用专业委员会”秘书长杨斌
 
  一、概述
 
  首先讲一下全球复合材料的市场,是870万吨。其实根据GAC的报告是1130万吨,中国占全球24%。
 
  二、碳纤维复合材料回收和利用
 
  所有的树脂基体中90%以上是以热固性树脂为主,这就面临再回收了利用的问题。这是欧洲的复材,每年会有30万吨的废料产生。  我对我国的废料做过统计,到2015年我国复材的产量是2980万吨,到2015年寿命到期的报废量在160万吨,边角废料总共有173万吨,所以加起来是330万吨。如果330万吨准备花十年进行回收,每年要回收处理33万吨。
 
  一边要把以前存量的33万吨处理,还有每年新增的量,寿命到期的复材产品越来越多,这是国内行业的统计值,因为寿命到期产品会有50万吨,边角废料会有17万吨,所以每年新增67万吨,把刚才的33万吨加起来,其实现在我们每年要处理报废的复合材料是100万吨,因为复合材料在不断的增长,废料也随之增加,而且前期寿命到期的产品逐渐争夺。所以,预计像2015年或2030年每年回收量是250万吨。这是包括了玻璃纤维和碳纤维,除了边角料还有寿命到期的,对于玻璃纤维增强复合材料来说到期也占了很大部分,下面我们会看看碳纤维复材。
 
  各国对复合材料越来越重视,美国、日本、中国对回收都有专门相关的法律规定,看看碳纤维,碳纤维的数量比较清楚,全球用了7.9万吨碳纤维,保费量是2.4万吨。2016年保费了多少?是3734吨,我们50%是用在体育休闲用品,这个保费率很低,按照这个做了统计。碳纤维复材的废料主要其中在边角废料为主,寿命到期产品的废料还没有开始或者说量非常少,刚才指的这些值主要是指生产过程中的报废边角料。
 
  对碳纤维回收再利用国家有专门的政策进行支持,后面四个可以看出这是最近一年内国家颁布的产业政策,特别提到对碳纤维复材新品种废弃物要进行回收再利用。所以相比之下,碳纤维回收本身经济性就很好,回收回来的碳纤维价值很高,另外政策上又特别得到重视。全球而言,国外国内碳纤维回收都得到重视。
 
  长期以来碳纤维也都是被埋掉,有57%,少量是粉碎、添加,现在主要有前途的技术是分离技术,把树脂和碳纤维分离,这时候碳纤维作为比较高性能的增强材料进行重新再利用,树脂作为能量力量和化学燃料。分离技术是加热和溶解。
 
  我把各种技术进行了比较,其中每种方法都有自己的优缺点,但工业上有两个重要的指标,看有没有工业化前景。一是回收成本低,二是再生碳纤维的性能高,现在裂解技术是唯一可行的工业化技术。无氧的裂解技术已经实现工业化回收,目前有三个公司进行了,中试线有三条,叫大也是用裂解技术。回收回来的碳纤维树脂主要是作为燃油和燃气,燃油燃气提供的热量可以自己供热给前面的热解过程,得到的碳纤维性能比较就可以得到90%以上。整个过程中,看看再生碳纤维的能源强度比新的碳纤维强很多,减少83%,温室气体排放量也大大减少。
 
  再生碳纤维裂解出来主要像头发一样,怎么用呢?分三种形态:一是主要是把夺成碳纤维毡;二是短切碳纤维;三是碳纤维粉。碳纤维毡本身就是很好的导热导电的材料,这是国际上开发的碳纤维应用例,现在买宝马7系这个零部件就是碳纤维。
 
  三、玻璃纤维复合材料回收再利用
 
  玻璃纤维回收和利用也是四种方式:机械回收、能量回收、热解回收和溶解回收。
 
  能量回收主要是利用水泥窑协同处理,日本主要是用这样的方法,国内比较大的企业是用这种方法。热解是有机物回收非常好的技术,刚才碳纤维热解,严格称之为裂解,像橡胶的回收等等都是采用这种技术,主要是把有机物作为燃料利用。溶解在实验室里做得比较多,真的工业上有很多问题。机械回收就是粉碎之后各种产物的形态。国内也有机械回收,这次会议上有两三家企业也会提到他们现在正在做回收。国内也有一家做热解回收。
 
  总结一下风电叶片的循环利用的例子,其实到目前为止并没有采用裂解、热解,主要还是以粉碎添加为主,比如说这是美国GFSI的公司,它把碳纤维粉碎切割之后作为材料。这家公司是做成木塑,或者回收做成管道,只要3000多一吨,回收之后可以做成公园里的栅栏。
 
  这是水泥窑,它直接把风电锯下来之后做成公园里的座椅或者装饰物,其实量不是很大,大概两三千吨,总共在回收利用不到全球生产总量的1%。
 
  四、发展思考
 
  1、政策制度。现在我们行业越来越重视环保回收,但大家在废弃物回收利用方面国家没有相应的指标。
 
  2、标准。有些企业说回收做成标准品,但标准如何建立以及认可的问题。
 
  3、技术。我们高校主要是做技术,技术主要是上下游结合做联合开发。我们在做碳纤维复材回收的时候,结合后面要用的汽车和主机厂进行联合开发,花一年时间做成顶盖模型原件做出来,这可能是比较推进回收再利用的方法。
 
  碳纤维的抽油杆进行碳纤维回收,然后做成头油干的扶正器,几个企业联合开发,用户也参与其中,这件事情也推进得很快。其实行业里越来越重视回收再利用,去年12月份我们成立了复合材料回收再利用专委会,这是首批的36家成员,后面陆陆续续将近十个单位加入,当初是以碳纤维行业的上下游企业为主,后面加入的单位是玻璃纤维材料,当时成立大会邀请了杜院士以及合成树脂协会。我们成立了以后,欢迎各位感兴趣的企业继续加入,主要是解决和探讨复材回收和利用的问题。
 
  大家可以在网上找这个案例,欧洲为了处理废旧叶片的回收再利用专门做了四年项目,去年开始企业,他们希望探索在汽车、家具上等回收再利用,他们不仅是制造,从各个环节开始设计,起到了比较好的再利用。

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