大宗風電退役風機葉片資源化回收利用技術研究進展

馬文靜,張宇彤,,楊春振,胡中發(fā),王中權(quán),孫錦余,譚厚章,王學斌

(1.西安交通大學 能源與動力工程學院,陜西 西安 710049;2.南方海上風電聯(lián)合開發(fā)有限公司,廣東 珠海 519000;3.國能(山東)能源環(huán)境有限公司,山東 濟南 250000;4.蘇州大學 能源學院,江蘇 蘇州 215006;5.南電能源綜合利用股份有限公司,廣東 廣州 510000)

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,能源消耗總量持續(xù)上升,化石能源枯竭和環(huán)境污染等問題日益嚴重,推動全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,使風能、太陽能等可再生能源逐漸從補充能源向替代能源轉(zhuǎn)變。其中,風能作為國際公認的綠色可再生能源備受關注,風力發(fā)電目前已成為成熟的風能利用方案,并已有大規(guī)模商業(yè)化應用,在可再生能源發(fā)電中具有較強的市場競爭力[1-3]。

我國地域遼闊,資源豐富,風能儲量位居世界前列[4]。據(jù)統(tǒng)計我國可開發(fā)利用的風能儲量約10億kW,其中,陸地上風能儲量約2.5億kW,海上風能儲量約7.5億kW,豐富的風能為我國風電發(fā)展事業(yè)奠定了良好的資源基礎。風力發(fā)電對于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有重要作用,是實現(xiàn)雙碳目標的重要支撐。2021年11月,財政部發(fā)布的“2022年可再生能源電價附加補助地方資金預算”指出,風電補貼資金為15.5億元,約占新能源補貼資金的40%。風電的快速發(fā)展導致風機葉片材料使用頻率大規(guī)模增加,而這些葉片材料使用壽命有限,如何將其合理化回收再利用是當前風電領域面臨的一大難題。

1 退役風機葉片規(guī)模

我國2010—2025年風力發(fā)電累計裝機容量[5]如圖1所示。數(shù)據(jù)顯示,過去10 a,我國風電產(chǎn)業(yè)進入快速增長階段,發(fā)電裝機總?cè)萘坑?010年的2 958萬kW增至2021年的32 848萬kW,預計到2025年發(fā)電裝機容量可達53 684萬kW[5]。國家發(fā)展改革委員會關于風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃指出,“十四五”新增風電裝機容量將達2.65億kW,年均新增5 300萬kW,2025年后,中國風電年均新增裝機容量應不低于6 000萬kW。

圖1 2010—2025年中國風力發(fā)電累計裝機容量[5]Fig.1 Cumulative installed capacity of wind power generation in China from 2010 to 2025[5]

風電產(chǎn)業(yè)的快速增長,導致風機葉片需求越來越大,這些葉片退役后給環(huán)境帶來的污染不容忽視。風機葉片由復合材料制成,其質(zhì)量與渦輪機轉(zhuǎn)子尺寸有關,而渦輪機轉(zhuǎn)子尺寸與額定功率有關,每兆瓦裝機容量風機葉片材料質(zhì)量為12～15 t。不同風機葉片尺寸單位額定功率下葉片質(zhì)量如圖2所示,隨額定功率增加,風機葉片單位功率下質(zhì)量逐漸增加,但由于葉片生產(chǎn)技術發(fā)展,出現(xiàn)更輕的材料及更合理的設計結(jié)構(gòu),導致超大型海上葉片單位額定功率下葉片質(zhì)量略低于大型葉片[6]。在風電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展背景下,全球每年風機葉片材料使用量如圖3所示,目前全球每年有超過100萬t風機葉片投入使用,并且這一數(shù)字將持續(xù)快速增加[6]。盡管葉片制造工藝不斷更新迭代,但其標準壽命仍為20～25 a[7-8],預計到2050年,全球廢棄風機葉片產(chǎn)量可達4 300萬t。截至2021年年底,我國風電裝機容量32 484萬kW,葉片材料約328.5萬t,按生產(chǎn)報廢率為0.5%計算,葉片報廢材料約1.6萬t[6],同時考慮到20 a前裝機葉片面臨退役淘汰,廢棄葉片總量可達2萬t[9],生產(chǎn)報廢材料主要包括4類(圖4),其中樹脂殘渣約占總廢料的43%[6]。預計到2040年報廢的風機葉片質(zhì)量將增至288萬t左右(圖5)。研究表明,生產(chǎn)1 kg復合材料所需能量約111.88 MJ/kg[10],因此從全生命周期角度最大限度提高風力發(fā)電的環(huán)境效益與經(jīng)濟效益,需回收處理、利用報廢風機葉片。針對這一現(xiàn)狀,歐洲風能協(xié)會Wind Europe倡議,到2025年在歐盟和英國等主要風電市場,禁止使用填埋的方式處理退役風機葉片[11]。國家發(fā)改委等八部門聯(lián)合印發(fā)的《關于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》中明確提出推動風電葉片、廢舊光伏組件等新興固廢綜合利用技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化利用,探索新興固廢綜合利用技術路線。國家能源局提出,將在2025年完成風電機組退役關鍵技術示范,并轉(zhuǎn)入推廣應用。然而,由于風機葉片所用材料組成極其復雜,如何規(guī)?；幚泶笞趫髲U風機葉片仍是當前風電行業(yè)和固廢領域的挑戰(zhàn)之一。

圖2 不同風機葉片尺寸單位額定功率下葉片質(zhì)量Fig.2 Blade mass per unit rated power for the different turbine size classes

圖3 全球每年風機葉片材料使用量Fig.3 Annual wind turbine blade material usage

圖4 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄材料Fig.4 Manufacturing in-process waste by weight

2 風機葉片的材料組成

為保證風機葉片的強度和風機運轉(zhuǎn)效率,風機葉片中大部分材料為高強度復合材料,將2種或2種以上不同物理、化學性質(zhì)的材料經(jīng)過結(jié)構(gòu)設計,以一定比例混合生成。復合材料可保持各種材料特性的優(yōu)點,相互抵消材料劣勢,獲得原材料無法實現(xiàn)的性能[12-14]。

目前風機葉片的主體材料通常為玻璃纖維與樹脂的復合材料[15]。樹脂類作為基體材料,具有均衡載荷和保護增強體纖維的作用,包括不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和乙烯基樹脂等熱固性樹脂,其中環(huán)氧樹脂由于具有優(yōu)良的力學性能、優(yōu)異的耐腐蝕性和耐久性及優(yōu)良的介電性能,是目前風機葉片的主要基體材料。玻璃纖維作為風機葉片的增強材料,用于提升其整體機械性能[16]。風機葉片從根部到葉尖由3部分組成,分別為內(nèi)側(cè)、跨中和外側(cè)(圖6)[17]。風機葉片根部為圓柱體結(jié)構(gòu),由玻璃纖維增強樹脂壓制而成,跨中和葉尖由“三明治”結(jié)構(gòu)疊制而成[18]。風機葉片橫截面結(jié)構(gòu)示意如圖7所示,風機葉片的主梁采用強度較高的復合材料,前后緣和腹板采用具有“三明治”結(jié)構(gòu)的夾芯材料。“三明治”結(jié)構(gòu)一般由2片薄面板夾著1塊輕質(zhì)的芯材,通過黏合劑膠合在一起,面板通常采用復合材料,芯材通常采用輕質(zhì)材料,如輕木和聚氯乙烯等[16]。這種復合材料夾層結(jié)構(gòu)具有抗彎強度高、剛度高、沖擊強度高和耐腐蝕等特點[19]。風機葉片的材料組成因制造商不同略有差異,其組成部分的質(zhì)量占比[14,20]如圖8所示,可見風機葉片材料中玻璃纖維含量最高,達70%,其次為樹脂類材料,這些材料的組成元素主要包括Si、O、C、H、N、S、Cl、Ca、Mg和Al等[21]。

圖6 風機葉片縱截面示意[18]Fig.6 Diagram of blade longitudinal section[18]

圖7 風機葉片橫截面示意Fig.7 Diagram of cross section of blade

圖8 風機葉片的材料組成[14,20]Fig.8 Wind turbine blades material composition[14,20]

3 退役風機葉片的資源化利用技術研究進展

目前退役風機葉片的回收方法主要包括機械加工、直接填埋、化學溶解、焚燒處理和熱解處理等[22-23]。文獻報道的退役風機葉片處理方法、優(yōu)缺點及項目案例[8,14,24-30]見表1。填埋處理是目前報廢風機葉片最常用處置方法,但由于其占用大量土地并對環(huán)境造成一定危害,很多國家已經(jīng)逐漸禁止報廢風機葉片填埋處理。復合材料的熱值約30 MJ/kg,相當于普通城市生活垃圾的3倍,但風機葉片中含有大量玻璃纖維,燃燒較困難,且玻璃纖維干擾煙氣凈化系統(tǒng)。化學溶解處理、焚燒處理和熱解處理會在一定程度上降低玻璃纖維抗拉強度[24,31]。

表1 不同處理方法的優(yōu)缺點Table 1 Advantages and disadvantages of different approaches

3.1 機械加工

風機葉片廢棄物,因其產(chǎn)品質(zhì)量大、體積大、強度高,在綜合利用前均應采用機械切割和沖擊、剪切、擠壓、摩擦、低溫或濕式破碎等措施[21],變成10～20 cm或其他大小的可用長條狀、塊狀物等,視處理方案要求進一步處理。

機械加工是一種相對簡單的處理方法,不改變廢舊風機葉片的化學性質(zhì)而直接利用,包括切割和粉碎等,其處理工藝如圖9所示。對廢舊風機進行機械加工前,應拆除風機葉片,根據(jù)實際用途切割或破碎成大小不等的板狀、塊狀、條狀和顆粒狀等[21]。

圖9 機械加工處理工藝流程Fig.9 Mechanical processing process

風機葉片主體材料一般為玻璃纖維與環(huán)氧樹脂的復合材料,強度較高,機械性能較好,即使退役后也能保持較好結(jié)構(gòu)質(zhì)量,因此,可采用線鋸或圓鋸方法直接對退役葉片進行切割處理[8]。線鋸是將帶有金剛石的鋼絲纏繞在風機葉片上切割,可應用于所有尺寸的風機葉片,該工藝產(chǎn)生粉塵較少,且切口較平滑,輪廓清晰;金剛石圓鋸尺寸范圍較廣,包括手持據(jù)到直徑達2 m的液壓驅(qū)動控制據(jù),可針對不同尺寸風機葉片選擇合適的圓鋸,圓鋸可在風機葉片各部位獨立切割,但需對風機葉片進行多次切割才能得到理想形狀,因此在不同區(qū)段都會產(chǎn)生大量粉塵[8]。不同葉片部分所對應的部件用途見表2,根據(jù)不同部位可將其切割出不同形狀,應用于不同場合。Superuse Studios建筑事務所倡議開展了將刀片重新用于城市家具的項目,利用廢棄葉片設計了游樂場、公交候車亭、公共座位和回收中心的路標[32]。這種葉片結(jié)構(gòu)特性廣泛應用表明其可被重新利用,同時也可取代原本用于建造的原始材料。

丹麥奧爾堡的城市家具也使用類似葉片部件作為自行車棚材料[33]。這些項目具有特定的使用需求,且對風機葉片消耗量小,難以解決當前廢舊風機葉片的大宗回收處理問題。

切割風機葉片時,產(chǎn)生的邊角料、顆粒等可以收集后粉碎回收,用于建筑材料,且粉碎后粒徑不同,用途也不同[34-35]。不同粒徑對應的不同應用領域[36]見表3,使用高速磨機將材料粉碎至10～0.05 mm 時,可采用空氣、重力或振動技術將樹脂與纖維分離[7,31],纖維可回收二次使用,但粉碎后纖維表面附有未分離樹脂,機械性能明顯降低[37]。

表3 不同粒徑退役風機葉片材料所對應的應用領域[36]Table 3 Application field of retired wind turbine blades at different particle sizes[36]

機械加工只適用于退役風機葉片中的復合材料處理,無法處理PVC、巴沙木和聚氨酯等物質(zhì),且玻璃纖維增強材料結(jié)構(gòu)特點決定了其切削加工工藝性差,能耗高,在切割過程中產(chǎn)生大量粉塵和噪音,對環(huán)境和身體健康影響極大,風機葉片具有凹面結(jié)構(gòu)和不同厚度,難以切割成較均勻的部件[38]。機械處理過程中還普遍存在粉塵和噪音排放不達標、企業(yè)違規(guī)排放等問題,經(jīng)濟效益較低。因此,開發(fā)廢舊風機葉片智能切割破碎裝備及邊角料建材化利用技術十分必要,最大程度上提高單臺設備日均處理量,降低處理過程中粉塵排放。

3.2 填埋處理

填埋處理因操作簡單、能耗較低,成為處理風機葉片的主流方法,具體流程如圖10所示,大量風機葉片破碎后,直接進入填埋場填埋處理,部分風機葉片經(jīng)焚燒處理后,玻璃纖維機械性能下降,無法二次利用,通常填埋處理。由于風機葉片中含有有機物質(zhì),填埋過程中會釋放大量有害氣體,且風機葉片中的玻璃纖維難以降解,處理過程中占用大量土地,且填埋處理無法產(chǎn)生可循環(huán)利用的物質(zhì),因此許多歐洲國家已明令禁止填埋廢舊風機葉片[31,39]。

圖10 填埋處理工藝流程Fig.10 Landfill treatment process

3.3 化學溶解處理

廢舊風機葉片進行化學溶解處理是將復合材料中的熱固性樹脂解聚變?yōu)榭扇苄?使復合材料中各組分易于分離、回收再利用。溶劑通常為水、二醇或酮[34],其工藝流程如圖11所示。退役風機葉片經(jīng)機械處理后加入化學試劑進行溶解處理,并從中回收可二次利用的玻璃纖維。反應溶劑在溫度和壓力的作用下擴散到復合材料中,破壞樹脂中的特定鍵,從而消除樹脂與纖維之間的交叉結(jié)合。采用化學溶解處理不僅可從樹脂中回收纖維,還可從樹脂中回收單體[29]。西班牙學者PIERO-HERNANZ等[40-41]研究表明,樹脂的溶解反應是一個非穩(wěn)定的過程,化學試劑首先擴散到纖維表面,在纖維表面發(fā)生反應,斷鍵后的小分子產(chǎn)物溶解在溶劑中,解聚過程中,樹脂層的厚度不斷減小,直至與纖維完全分離,從而可回收不溶于溶劑的纖維,且在超臨界水中使用堿性催化劑可使樹脂去除率超過90%,回收的纖維保留了原始纖維85%～99%的強度。

圖11 化學溶解處理工藝流程Fig.11 Chemical solution treatment process

化學溶解處理可避免復合材料中的增強材料受到完全破壞,所回收的增強材料強度保留率與該方法處理條件的溫和程度有關,其玻璃纖維回收率最高可達90%。然而,由于化學溶解工藝使用的化學物質(zhì)可能損害環(huán)境,相比機械和熱回收工藝存在較大環(huán)境風險,且溶解過程通常在高溫高壓條件下進行,致使目前工業(yè)級的化學廢料回收場地和示范項目建設非常困難?；瘜W溶解技術過程相對復雜,處理成本昂貴,目前并未大規(guī)模工業(yè)應用[26]。

3.4 焚燒處理

目前風機葉片焚燒處理主要包括2條路線:① 通過焚燒風機葉片回收熱能加熱蒸汽用來發(fā)電或供熱,② 將風機葉片在水泥窯中共燒,其中風機葉片中的可燃成分經(jīng)燃燒后可提供熱量,玻璃纖維作為生產(chǎn)熟料水泥的原材料。

廢舊風機葉片焚燒處理的一種典型工藝流程如圖12所示,風機葉片首先按要求經(jīng)切割、破碎后產(chǎn)生25 mm塊狀物,隨后送入焚燒爐中燃燒,燃燒產(chǎn)生大量高溫煙氣加熱水蒸氣帶動汽輪機做功發(fā)電或直接對外供熱。目前,針對復合材料的焚燒研究主要集中在流化床燃燒工藝[8]。風機葉片破碎成小塊后送入流化床燃燒器,溫度在450～550 ℃,燃燒后固體殘渣中玻璃纖維平均長度在6～10 mm,焚燒后的纖維呈短小蓬松狀,與原始纖維相比機械性能大幅下降,二次利用率低,通常填埋處理。廢舊風機葉片中大量玻璃纖維抑制其著火和燃燒,釋放的熱量較低,煙氣中存在的玻璃纖維還會破壞氣體凈化系統(tǒng)[27-28]。焚燒法可實現(xiàn)風機葉片大部分可燃材料燃燒,如巴沙木、PVC、涂料和黏合劑等,但產(chǎn)生有害氣體,煙氣需深度凈化處理才可排放。

將風機葉片經(jīng)破碎后由水泥窯協(xié)同處理是較理想的處理方法,具體工藝流程如圖13所示。葉片在現(xiàn)場被切割成1.5 cm3,用鉸接式卡車運送到接收水泥廠,將其粉碎成小于40 mm3碎塊,取出金屬組件后按一定比例與其他水泥原料混合,送入窯爐燃燒。廢棄葉片中可燃成分燃燒釋放熱能供燒結(jié)水泥使用,而玻璃纖維等固體殘渣則可作為熟料水泥原材料[42]。研究表明,每噸葉片廢料可替代600 kg煤燃料,相當于4.16 GJ能量[24],并且玻璃纖維等無機物作為水泥原材料而得到二次利用,可減少CO2排放127 kg[43]。然而,由于復合材料中硼的存在,摻混比例大于10%可能減緩水泥固化時間,因此需嚴格控制廢舊風機葉片的摻混比例[29,39]。廢舊風機葉片在窯爐高溫區(qū)域(800～1 500 ℃)停留時間較長,可燃組分可完全燃燒利用,且釋放的煙氣中基本無二噁英。目前,國際上部分水泥相關企業(yè)已著手水泥窯協(xié)同處理廢舊風機葉片投資,其中Holcim公司已在德國投資建設用于報廢風機葉片回收的水泥廠[25],垃圾回收管理公司Geocycle旗下水泥廠采用協(xié)同處置技術實現(xiàn)葉片廢料資源化利用并且部分替代了水泥生產(chǎn)過程中的化石燃料和其他原材料[25]。

圖13 水泥窯協(xié)同處理工藝流程Fig.13 Cooperative treatment of cement kiln process

3.5 熱解處理

熱解法處理風機葉片的原理是將風機葉片按處理要求拆除和切割,然后在無氧或缺氧環(huán)境中加熱,使其有機大分子物質(zhì)分解為烷烴烯烴及合成氣混合組成的熱解燃氣,并殘留纖維、金屬件、焦炭等固體物,分離后每種回收物均可進一步再利用[44-45]。熱解可在不同類型反應器中進行,如固定床反應器、螺旋熱解器、回轉(zhuǎn)窯或流化床反應器,其中流化床和回轉(zhuǎn)窯最適合用作熱解反應器[27]。熱解處理具體工藝流程如圖14所示,退役風機葉片經(jīng)拆除和切割等機械處理后成小塊直接送入熱解爐,熱解產(chǎn)物為熱解油氣以及玻璃纖維和少量碳構(gòu)成的固體殘渣。廢棄風機葉片熱解溫度為450～700 ℃,取決于用于風機葉片中的樹脂類型,其中聚酯樹脂在400～450 ℃分解,而環(huán)氧樹脂則在500～550 ℃分解[46]。熱解溫度越高,對纖維的破壞力越大,使其難以替代原始纖維材料。通常風機葉片的熱解溫度在500～550 ℃,雖然此時殘留的玻璃纖維與原始纖維相比材料性能降低50%以上,但熱解處理仍是目前能完整保留玻璃纖維拉伸強度的最佳方法。由于基體材料熱解成多種相對簡單的化學物質(zhì),可同時處理幾種不同基體的復合材料廢棄物,適用于處理含油漆、膠黏劑等污染或含混雜纖維的復合材料。

圖14 熱解處理工藝流程Fig.14 Pyrolysis process

TORRES[47]等研究了溫度對復合材料熱解產(chǎn)物的影響,發(fā)現(xiàn)熱解溫度在400 ℃以上時,溫度對熱解產(chǎn)物的影響并不明顯,其液相產(chǎn)物主要為C5～C20的芳香族化合物。韓國學者YUN[48]和意大利學者GIORGINI等[49]研究了纖維增強樹脂和纖維增強塑料熱解特性,發(fā)現(xiàn)熱解過程氣相產(chǎn)物主要成分包括H2、CH4、CO和CO2等,而液相產(chǎn)物主要成分包括苯、甲苯和乙苯等。玻璃纖維增強樹脂在550 ℃下熱解前后的微觀結(jié)構(gòu)如圖15所示,可見玻璃纖維經(jīng)熱解處理回收后表面有炭層附著,熱解后的纖維表面不再光滑,較原始纖維抗拉強度降低50%左右[50]。盡管玻璃纖維經(jīng)熱解處理回收后機械性能明顯下降,但熱導率約0.041 W/(m·K),與商用隔熱材料熱導率(0.037 W/(m·K))[51]相當。此外,SUN等[52]發(fā)現(xiàn)熱解后的玻璃纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的吸聲能力,平均吸聲系數(shù)為0.8,與商用隔音板(1.0)相當。因此,風機葉片經(jīng)熱解處理回收的玻璃纖維適合用作隔熱和隔音等材料。相比機械加工、填埋處理和化學溶解處理等,熱解法可徹底處理廢舊風機葉片,具有減容、減量、資源化等優(yōu)點。然而,目前風機葉片熱解處理費用較高,且熱解產(chǎn)物難以利用,使風機葉片熱解處理的經(jīng)濟效益較差。因此,提高風機葉片熱解處理的經(jīng)濟效益關鍵在于降低處理成本,充分發(fā)揮熱解產(chǎn)物的價值。熱解產(chǎn)生的油氣燃燒為熱解過程供能,實現(xiàn)熱解過程能量自給自足,經(jīng)熱解處理后獲得的再生玻璃纖維雖然機械性能顯著低于原始纖維,但隔音隔熱性能與原始纖維相當,因此,再生纖維可用于生產(chǎn)隔音或隔熱板。

廢舊風機葉片中含有大量有機物質(zhì),在熱解過程中可產(chǎn)生大量熱解油氣,將熱解油氣全部或部分燃燒可為熱解提供能量,實現(xiàn)系統(tǒng)自維持,具體工藝流程路線如圖16(a)所示。廢舊風機葉片經(jīng)破碎機破碎預處理后送入熱解爐中熱解,產(chǎn)生大量可燃油氣和玻璃纖維。產(chǎn)生的玻璃纖維表面存在少量熱解碳附著,質(zhì)量占比一般小于3%。熱解碳的附著導致玻璃纖維表面不再光滑,機械強度降低,二次利用率下降,因此可對其進行脫碳處理。將熱解后玻璃纖維在空氣氣氛下500 ℃保溫30 min,可去除其表面熱解碳?？紤]到全部熱解氣燃燒產(chǎn)生的熱量一般難以維持廢舊風機葉片熱解,因此需引入約30%的熱解油與熱解氣一同燃燒為熱解提供能量。Aspen Plus軟件模擬的風機葉片熱解和部分燃燒的工藝流程如圖16(b)所示。模擬設置熱解溫度為500 ℃,熱解產(chǎn)生的全部熱解氣與約30%熱解油進入熱風爐燃燒為熱解提供熱量,熱風爐出口煙氣溫度為1 000 ℃,經(jīng)過計算可以得到,該條件下廢舊風機葉片在熱解過程中可實現(xiàn)能量自給自足。該工藝為目前長期工業(yè)化運行的200 t/d多源有機固廢無氧熱解的示范項目,目前系統(tǒng)運行良好[53-54]。若采用該熱解-燃燒工藝對廢舊風機葉片進行處理,可以得到熱解油與玻璃纖維產(chǎn)物,實現(xiàn)熱解過程能量自給自足,從而大幅降低熱解處理成本。

4 結(jié)語與展望

1)通過對目前已有風機葉片處置工藝文獻調(diào)研和分析,發(fā)現(xiàn)目前廢舊風機葉片的處理方法并不成熟,處理方法并未大規(guī)模應用,主要原因是風機葉片在處理工序上處理費用較高,且處理產(chǎn)物價值本身較低,其可替代物價值更低,進而導致目前處理風機葉片經(jīng)濟效益較差。

2)當前處理退役風機葉片應充分考慮各處理方法的優(yōu)缺點,利用現(xiàn)有工業(yè)技術,最大程度實現(xiàn)廢棄資源的最大化利用。填埋處理無法實現(xiàn)資源化回收,占用大量土地,對環(huán)境造成一定負面影響,因此,應盡可能減少退役風機葉片的填埋處理;機械處理雖操作難度較小,但對風機葉片形狀要求較高,處理過程中產(chǎn)生大量粉塵,難以實現(xiàn)規(guī)?；幚?開發(fā)廢舊風機葉片智能切割設備及邊角料建材化利用對該處理方法的普及十分重要;化學溶解處理可最大程度上保留玻璃纖維的原始強度,但回收過程與化學物質(zhì)處理較復雜,存在較大環(huán)境風險,且處理成本較高,導致目前工業(yè)級示范項目建設非常困難。

3)退役風機葉片的焚燒處理包括2條路線:① 通過回收風機葉片中的熱能加熱蒸汽或供熱;② 將其在水泥窯中共燒。路線①雖然利用了風機葉片中的熱能,但玻璃纖維經(jīng)焚燒后,機械性能大幅下降,通常被填埋處理,水泥窯協(xié)同處理可將廢棄物充分利用,不產(chǎn)生二噁英等有害氣體,且有效降低水泥生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放,應優(yōu)先發(fā)展水泥窯協(xié)同處理法。但風機葉片的摻混比例會對水泥質(zhì)量造成影響,探究其最佳摻混比例,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量,對水泥窯協(xié)同處置的發(fā)展十分必要。其次熱解處理雖能耗較高,但對玻璃纖維的損傷較小,且產(chǎn)生熱值較高的油氣,可實現(xiàn)減量、減容及物質(zhì)回收的目的,因此可適當發(fā)展熱解處理法,完全熱解的同時盡可能減小對玻璃纖維的損傷。在該過程中,可將熱解產(chǎn)生的油氣進行燃燒為熱解提供能量,實現(xiàn)熱解過程能量自給自足,充分發(fā)揮熱解產(chǎn)物的價值,降低處理成本,從而實現(xiàn)退役風機葉片資源最大化利用。