最常用的处理方式是焚烧。在所谓的热电联产(CHP)工厂内,焚烧产生的热用来发电,也为区域加热系统供热。但是,60%的废料在焚烧之后只是变为灰烬。由于复合材料中含有无机物质,这些灰烬可能含有污染物质,根据其类型和后处理方法的不同,灰烬要么进行掩埋要么回收后作为替代材料。无机物质还会产生危险的废气,其中残留的细小玻璃纤维可能会导致烟气清洁过程出现问题,主要是在灰尘过滤设备中。
风机叶片在进入焚烧厂之前还需要拆解和粉碎,从能耗和排放角度来说,这进一步增加了环境的压力。Henning Albers说,在焚烧过程中还会引起工人健康和安全方面的问题。
回收则是一种环保的处理方式。回收材料制成的新的更高效的叶片可以取代旧的叶片。但是目前成熟的风机叶片回收方法还很少,只有30%的纤维增强塑料(FRP)可以回收再用,制成新的FRP,而大多数则是作为水泥行业的添加材料。
REACT项目
2003-2005年,咨询公司KEMA和波兰工业化学品研究院(ICRI)共同领导了一个项目,研究FRP的机械回收,即将材料粉碎然后回收再用。REACT项目由欧盟CRAFT项目资助,参与方包括HEBO工程公司、C-it、Fiberforce复合材料公司、Hamos公司、Plasticon、ZPT和欧盟复合材料回收服务公司(ECRC)。
REACT联盟通过HEBO和KEMA设计制造了一台具有“按需切割”功能的混合粉碎机。该粉碎机每小时可以处理2.5吨物料,可以将FRP粉碎成15-25 mm的长度,而且对纤维内部结构的损伤很小。(因为粉碎是通过锤子敲击纤维结构外的树脂完成的。)为了避免在粉碎过程中产生危险,C-it公司开发了一种探测VOC用的电子传感器。
风机叶片的重量和长度关系(图表致谢 :丹麦技术大学Per Dannemand Andersen) |
粉碎之后,纤维通过一种再活化方法进行品质改良,该方法是ICRI特别开发的,通过与一种新的基体进行新的化学粘结来获得更好的性能。另一种技术是由HAMOS公司开发的纤维长度分离技术,可以去除杂质。
粉碎后的FRP废料在重新利用过程中的一个问题就是纤维与树脂的重新粘结。因为粉碎的纤维上经常带有残留的树脂,使得粘结更加困难。KEMA的咨询师Bart in't Groen说:“回收的纤维要比原始纤维更长,这样才能与新的基体更好的粘结。”
对于风机叶片来说,还需要增加一个步骤。叶片要在现场切割成大块,以便于运输。切割是通过目前广泛应用的粉碎手(起重机或挖掘机末端连接的粉碎/抓取设备)完成的。
起初,REACT项目希望FRP回收材料能具有广泛的应用前景,但是发现复合材料回收物的需求不像钢材一样强劲。因此该联盟开始寻找更小的细分市场。例如FRP地下储油罐部件、混凝土增强材料、新型手工层压制品、回收聚丙烯树脂的增强材料、大型花盆生产用的沙质树脂基体和夹心板材。