一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法

1.本发明属于废风机叶片处理及资源化利用领域，特别涉及一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法。


背景技术：

2.风能作为储量最为丰富且技术最为成熟的新能源之一，拥有广阔的利用发展前景。风能发电是利用风力推动风机叶片旋转做功生产电力，我国风电的规划化利用从03年开始，风电的装机容量快速增加，2019年我国风电的装机容量为210050mw，1mw的风机叶片需要用到大约9.6吨的复合材料，而风机叶片的寿命在20～25年左右，也就意味着我国在未来5～10年将会报废大量的风机叶片。
3.陆上风力发电机安装的地区，因为缺少物体的遮挡太阳能资源也较为充沛。太阳光被聚集可以在焦点区域产生很高的温度，故可以利用光热式热解装置对报废风机叶片就地热解处理。
4.报废后的风机叶片若不及时处理不仅会占用大量的土地资源，还会对当地环境造成破坏。然而目前未有相关技术提供废风机叶片有效处理及资源化利用方法。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，有效的克服了现有技术的缺陷。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，包括如下步骤：
8.s1、将报废后的风力发电机转子叶片粉碎，得到碎风机叶片；
9.s2、将碎风机叶片在光热热解装置中进行热解，得到热解焦和热解油；
10.s3、将s2中得到的热解油通过过滤离心剔除一部分杂质，得到初步纯化的焦油；
11.s4、将初步纯化后的焦油精馏得到苯酚、对异丙基苯酚及4
‑
异丙烯基苯酚三种酚类物质。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述s1中，报废风机叶片来自风力发电场被损坏或者老化后的风力发电机叶片，采用机械破碎的方法得到破碎后的小颗粒风机叶片。
14.进一步，所述s2中，所述光热热解装置为槽式太阳能集热器，该槽式太阳能集热器的集热管管内用于装入碎风机叶片，在所述集热管的一端设有热解油出口。
15.进一步，所述碎风机叶片在集热管内的热解过程中通入热解载气，热解载气的气流量为60
‑
250ml/min，升温速率为5～30k/min，温度为300～550℃，保温时间为80～120min，热解过程中，焦油和热解焦的产率分别为4.23～15.35％、30.42～50.69％。
16.进一步，所述热解载气为氮气或者二氧化碳。
17.进一步，所述s3中，对得到的焦油初步纯化，具体包括：先过滤除去其中的固体杂
质，在通过6000～8000r/min的转速离心除去焦油中的轻质成分，然后得到初步纯化的焦油。
18.进一步，所述s4中，焦油精馏得到质量占比为13.75～19.32％的苯酚、9.52～11.91％的4
‑
异丙烯基苯酚和11.90～16.21％对异丙基苯酚。
19.本发明的有益效果是：通过对废风机叶片进行光热蓄热热解得到热解油，对提纯后的热解油进行精馏得到的苯酚、4
‑
异丙烯基苯酚和对异丙基苯酚，实现废风机叶片的资源化利用。
附图说明
20.图1为本发明的光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法的流程图；
21.图2为本发明的光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法得到的热解焦；
22.图3为本发明的光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法得到的焦油；
23.图4为利用实施例1的方法制备的纯化后焦油的成分分析。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
25.实施例1
26.如图1所示，本实施例的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其包括如下步骤：
27.s1、将报废后的风力发电机转子叶片投入到粉碎装置中，通过机械破碎的方式得到破碎的风机叶片；
28.s2、碎风机叶片在槽式太阳能集热器的集热管中进行热解，热解条件是：通入氮气气体，气流量为60ml/min，升温速率为5k/min，温度为300℃，保温时间为80min，热解过程中，焦油和热解焦的产率分别为4.23％、30.42％；
29.s3、对s2中得到的焦油先过滤除去固体杂质，再以6000r/min的转速离心除去焦油中的轻质成分，将离心后得到的焦油进行精馏处理，得到质量占比为13.75％的苯酚、9.52％的4
‑
异丙烯基苯酚和11.90％对异丙基苯酚。
30.具体地说：所述光热热解装置为槽式太阳能集热器，该槽式太阳能集热器的集热管管内用于装入碎风机叶片，在所述集热管的一端设有热解油出口。
31.上述粉碎装置采用目前现有的机械粉碎设备即可，粉碎的粒径大小根据具体的生产需求调节。
32.实施例2
33.本实施例的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其包括如下步骤：
34.s1、将报废后的风力发电机转子叶片投入到粉碎装置中，通过机械破碎的方式得到破碎的风机叶片；
35.s2、碎风机叶片在槽式太阳能集热器的集热管中进行热解，热解条件是：通入二氧化碳，气流量为160ml/min，升温速率为15k/min，温度为450℃，保温时间为100min，热解过程中，焦油和热解焦的产率分别为7.26％，40.53％；
36.s3、对s2中得到的焦油先过滤除去固体杂质，再以7000r/min的转速离心除去焦油中的轻质成分，将离心后得到的焦油进行精馏处理，得到质量占比为16.85％的苯酚、10.43的4
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异丙烯基苯酚和13.86％对异丙基苯酚。
37.其他同实施例一。
38.实施例3
39.本实施例的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其包括如下步骤：
40.s1、将报废后的风力发电机转子叶片投入到粉碎装置中，通过机械破碎的方式得到破碎的风机叶片；
41.s2、碎风机叶片在槽式太阳能集热器的集热管中进行热解，热解条件是：通入二氧化碳，气流量为250ml/min，升温速率为30k/min，温度为550℃，保温时间为120min，热解过程中，焦油和热解焦的产率分别为15.35％，50.69％；
42.s3、对s2中得到的焦油先过滤除去固体杂质，再以8000r/mi n的转速离心除去焦油中的轻质成分，将离心后得到的焦油进行精馏处理，得到质量占比为19.32％的苯酚、11.91％的4
‑
异丙烯基苯酚和16.21％对异丙基苯酚。
43.其他同实施例一。
44.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将报废后的风力发电机转子叶片粉碎，得到碎风机叶片；s2、将碎风机叶片在光热热解装置中进行热解，得到热解焦和热解油；s3、将s2中得到的热解油通过过滤离心剔除一部分杂质，得到初步纯化的焦油；s4、将初步纯化后的焦油精馏得到苯酚、对异丙基苯酚及4
‑
异丙烯基苯酚三种酚类物质。2.根据权利要求1所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于：所述s1中，报废风机叶片来自风力发电场被损坏或者老化后的风力发电机叶片，采用机械破碎的方法得到破碎后的小颗粒风机叶片。3.根据权利要求1所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于：所述s2中，所述光热热解装置为槽式太阳能集热器，该槽式太阳能集热器的集热管管内用于装入碎风机叶片，在所述集热管的一端设有热解油出口。4.根据权利要求3所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于：所述碎风机叶片在集热管内的热解过程中通入热解载气，热解载气的气流量为60
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250ml/min，升温速率为5～30k/min，温度为300～550℃，保温时间为80～120min，热解过程中，焦油和热解焦的产率分别为4.23～15.35％、30.42～50.69％。5.根据权利要求4所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于：所述热解载气为氮气或者二氧化碳。6.根据权利要求1所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于，所述s3中，对得到的焦油初步纯化，具体包括：先过滤除去其中的固体杂质，在通过6000～8000r/min的转速离心除去焦油中的轻质成分，然后得到初步纯化的焦油。7.根据权利要求6所述的一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法，其特征在于：所述s4中，焦油精馏得到质量占比为13.75～19.32％的苯酚、9.52～11.91％的4
‑
异丙烯基苯酚和11.90～16.21％对异丙基苯酚。

技术总结
本发明属于废风机叶片处理及资源化利用领域，特别涉及一种光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法。本发明的光热热解废风机叶片制备酚类物质的方法包括如下步骤：S1、将报废后的风力发电机转子叶片粉碎，得到碎风机叶片；S2、将碎风机叶片在光热热解装置中进行热解，得到热解焦和热解油；S3、将S2中得到的热解油通过过滤离心剔除一部分杂质，得到初步纯化的焦油；S4、将初步纯化后的焦油精馏得到苯酚、对异丙基苯酚及4


技术研发人员：胡松 雷志文 任强强 吴紫月 张嘉琳 向军 苏胜 汪一 江龙 徐俊
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.06.01
技术公布日：2021/9/13