基于固相力化學加工方法的難再生廢棄高分子材料回收利用技術科技成果轉化34頁.pptx
下載文檔
上傳人:職z****i
編號:1047883
2024-09-08
34頁
13.25MB
1、2022年11月將綠色進行到底 “風中舞者”如何完美謝幕基于固相力化學加工方法的難再生廢棄高分子材料回收利用技術科技成果轉化目 錄CONTENT01020304企業技術需求科技成果介紹科技成果產業化方案小結31企業技術需求45涉及國家安全和國民經濟命脈的中央企業涉及國家安全和國民經濟命脈的中央企業全球最大的能源裝備制造企業集團之一全球最大的能源裝備制造企業集團之一集團公司組建成立并獲得外貿資格1984被黨中央國務院確定為39戶國有重要骨干企業之一1999習近平同志視察東方電氣集團并作重要指示2011邁進新時代走上高質量發展新征程2012國內首家累計產量超過6億千瓦的企業2021好人好馬上三線備2、戰備荒為人民主要子企業相繼開建19661958首個子企業東方電機開工建設66五業協同構建清潔低碳安全高效的現代能源體系打造具有核心競爭力的綜合服務解決方案六電并舉火電風電太陽能水電核電氣電新興產業節能環保工程與國際貿易現代制造服務電力電子與控制做大大力發展積極培育拓展做強7732%68%東方電氣東方電氣 6億千瓦億千瓦全國裝機容量全國裝機容量22.9億千瓦億千瓦肩負保障國家能源安全的重大責任行業地位約約1/3水電約約1/3火電約約50%核電常規島約約35%核電核島約約10%風電市場占有率88亞洲最大風機機組:13MW,葉輪直徑211米行業地位2022年2月,福建福清,三峽集團東方電氣,亞洲最大3、海上風機下線9 吉林天津北京河北山東河南湖北江蘇浙江福建廣東內蒙古寧夏甘肅四川安徽貴州東方電氣風電(興安盟)有限公司東方電氣風電葉片(興安盟)有限公司石嘴山天得光伏發電有限公司東方電氣(酒泉)太陽能發電有限公司東方電氣(酒泉)光伏發電科技有限公司東方電氣(酒泉)風電設備有限公司東方電氣(酒泉)綜合智慧能源科技有限公司酒泉東肅新能源有限公司酒泉東肅馬鬃山新能源有限公司中國東方電氣集團有限公司(總部)東方電氣股份有限公司東方電氣集團東方電機有限公司東方電氣集團東方汽輪機有限公司東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司東方電氣風電股份有限公司東方電氣自動控制工程有限公司東方電氣集團國際合作有限公司東方電氣集4、團財務有限公司東方電氣集團科學技術研究院有限公司東方電氣(成都)氫燃料電池科技有限公司東方電氣集團(四川)物產有限公司東方電氣投資管理有限公司東方電氣集團(成都)共享服務有限公司四川東樹新材料有限公司東方日立(成都)電控設備有限公司德陽東方阿貝勒管道系統有限公司東方凱特瑞(成都)環保科技有限公司東方電氣集團大件物流有限公司東方電氣(樂山)峨半高純材料有限公司東方電氣風電(涼山)有限公司東方電氣潔能科技成都有限公司東方電氣(成都)工程設計咨詢有限公司東方電氣(德陽)電動機技術有限責任公司東方電氣新能科技(成都)有限公司東方法馬通核泵有限責任公司東吉雙崗風電(通榆)有限公司東吉能源科技(通榆)有限5、公司東方電氣(印度)有限公司老撾南芒河電力有限公司東方電氣集團國際投資有限公司東方電機委內瑞拉有限責任公司東方電氣(廣州)重型機器有限公司深圳東方鍋爐控制有限公司東方電氣(廣東)能源科技有限公司東方電氣(廣東)風電設備有限公司東方電氣(印尼)有限公司東方電氣薩爾瓦多有限公司東方電氣厄瓜多爾有限公司東方電氣氫能(貴陽)有限公司東方電氣(西昌)氫能源有限公司東方電氣氫能(雅安)有限公司東方電氣國信氫能(德陽)有限公司東方電氣中能工控網絡安全技術(成都)有限責任公司東方電氣氫能(成都)有限公司東方電氣(成都)創新科技發展有限公司東方電氣(內江)氫能源有限公司德昌東能新能源有限公司東方電氣(廣元)新能6、源有限公司東方電氣(鹽源)新能源設備有限公司東方電氣石化氫能(涼山)有限公司東方電氣(安徽)氫燃料電池科技有限公司東方電氣氫能(安徽)有限公司阜陽東方電氣氫能源有限公司東方電氣(天津)風電葉片工程有限公司東方電氣(天津)風電科技有限公司東方電氣(北京)氫能科技有限公司東耀新能源(張北縣)有限公司東方電氣(河北)氫能科技有限公司東方電氣風電(山東)有限公司東方電氣(山東)能源科技有限公司東方(山東)風電設備制造有限公司河南東方鍋爐城發環保裝備有限公司東方電氣(武漢)核設備有限公司東方電氣風電(福建)有限公司東方三峽(江蘇)智慧能源有限公司江蘇東創氫能源科技有限公司東方電氣(鎮江)太陽能發電有限公7、司東方菱日鍋爐有限公司衢州惠捷新能源科技有限公司衢州惠合新能源科技有限公司境外公司總部1090%的回收率,體系成熟1.2 風機主要部件及回收材料分解尚無成熟的高值零廢回收處理技術11風電葉片中纖維和聚合物的組合占據了葉片材料成分的絕大部分重量(約90%),其中增強纖維重量占比60-70,聚合物基體重量占比30-40。1.3 風機葉片材質分析輕質高強性能可設計耐腐蝕121.3 風機葉片材質分析風電葉片主要由基于熱固性聚合物的復合材料制成,這些聚合物在不可逆過程中發生交聯。在抗疲勞性和機械強度方面,交聯是獲得所需性能的關鍵要求 復合材料優異的使用機械性能熱固性樹脂經過固化交聯反應后,形成了不溶不熔8、的三維網狀體型結構,化學性質較為穩定,一旦報廢將難以再熔化或重塑,給降解過程帶來了較大的困難和問題 復合材料回收工藝復雜、回收價值不高的難題131.4 風機葉片現有回收工藝 經濟效益為負,產生環境污染0 1 物理粉碎法1、環境、經濟效益為負,但因技術難度小、實用且易商業化2、適于處理無污染、不含夾芯材料、富含增強材料類風力發電復合材料廢棄物0 2物理化學法1、如處理富樹脂或純樹脂類生產廢棄物,雖經濟效益改善較為明顯,但仍虧損2、處理費用高、技術難度大、對回收設備要求高,難于推廣0 3水泥制造法1、基本無二次污染2、產物價值不高,整體處理過程經濟效益為負0 4焚燒熱能法1、投資較大、處理設備和技9、術含量高、設備銹蝕嚴重、焚燒易產生二次污染2、整體處理過程經濟性為負141.5 從2023-2025年起,中國風電機組退役及回收市場將迎來大規模增長按照20年設計服役壽命測算,風電行業廢舊復合材料(葉片占比超90%)產出情況:“十四五”期間,未來五年產生大約1.5-2萬噸;“十五五”期間,2026-2030年大約80-100萬噸。由此可見,我國風電廢舊葉片等復合材料將在“十五五”期間大規模出現我國服役在15-20年的機組容量累計數據為91.2萬千瓦,服役超過20年的機組容量累計數據為34.6萬千瓦風機復合材料用量范圍在15-17kg/kW之間,按16kg/kW測算,我國風電行業復合材料用量歷年10、新增和累計情況15 2020年9月22日,國家主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話,宣布:中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。未來40年內,沒有出現顛覆性的新技術突破,我國能源結構轉型和電力系統脫碳將主要依靠風電和光伏發電。十四五規劃目標:2025年全國風電、光伏發電發電量占全社會用電量的比重達到16.5%左右新固廢法2035遠景目標綱要“十四五”循環經濟發展規劃國家鼓勵產品的生產者開展生態設計,促國家鼓勵產品的生產者開展生態設計,促進資源回收利用進資源回收利用2022 2022 年年 1 11、1 月,工信部、國家發改委等八月,工信部、國家發改委等八部門近日聯合印發部門近日聯合印發關于加快推動工業資關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案源綜合利用的實施方案,首次將新能源,首次將新能源行業固廢回收再利用納入國家頂層設計文行業固廢回收再利用納入國家頂層設計文件,明確提出推動廢舊光伏組件、風電葉件,明確提出推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固廢綜合利用技術研發及產業化片等新興固廢綜合利用技術研發及產業化應用,探索新興固廢綜合利用技術路線應用,探索新興固廢綜合利用技術路線廣泛形成綠色生產生活方式,碳排放達廣泛形成綠色生產生活方式,碳排放達峰后穩中有降,生態環境根本好轉,美峰后穩中有降,生態環境12、根本好轉,美麗中國建設目標基本實現麗中國建設目標基本實現“重點工程與行動重點工程與行動”包括風電機組葉片包括風電機組葉片等城市廢棄物分類利用和集中處置,引等城市廢棄物分類利用和集中處置,引導再生資源加工利用項目集聚發展導再生資源加工利用項目集聚發展頂層設計1.6 政策形勢161.7 風電行業“零廢棄”目標工業循環將依賴于兩個關鍵機制:商業上可行的循環技術,以及制造行業通行的技術應用加快熱固性復合材料的可循環性復合材料作為可循環部件應用于工業領域,減少原始生產原料的需求,減少資源消耗172科技成果介紹181953196019892001現在將來第一個高分子工科專業1953年6月,設“高分子化合物13、專業”1954年更名為“塑料工學專業”高分子領域第一個 國家重點實驗室1989年6月,世行貸款,我國75個首批建設的國家重點實驗室之一“雙一流”學科建設內容之一以先進高分子為特色的材料科學與工程學科已經進入世界ESI學科排名前1行列第一個高分子研究所1960年批準創建我國高校第一個高分子研究所第一個高分子學院2001年,我國高校中第一 個以高分子學科為主體的 學科型學院院士塑料工學專業首屆本科生畢業生(1957年)四川大學高分子材料中國最早的高分子工科建成世界高分子科學研究中心打造與美國Akron大學、麻省大學、德國馬普所齊名的高分子研究基地教工約300人在讀學生2330人本科生1229人碩士14、生821人博士生280余人195619四川大學高分子學科SCI論文全球高校同類學科第一高分子學科領域世界TOP10機構(按2010年SCI論文數量排序)國家自然科學基金委員會化學十年:中國與世界(2012)2500余篇四川大學高分子發表論文數在全球高校 同類學科名列第一2006 2016年SCI收錄高分子方向文章 全球機構排名TOP10*摘自材料人報告丨2006-2016年高分子領域全球SCI論文縱覽20與國內行與國內行業龍頭業龍頭企企業業共建研共建研發發平臺平臺21主要成果主要成果獲獲準授準授權發權發明明專專利利110余余項項發發表學表學術術期刊期刊論論文文550余篇余篇獲獲國國家家技技術術15、發發明明獎獎二二等等獎獎2項項,何,何梁梁何何利利基基金金科學科學與與技技術術創創新新獎獎,中中國國專專利利金金獎獎1項項,省部省部級級特等特等獎獎1項項、一等、一等獎獎5項項、二等、二等獎獎3項項,等,等多多項項技技術實現產業術實現產業化化應應用,建成工用,建成工業業生生產線產線培養博培養博士士、碩碩士研究生士研究生263人人23主要研究工作主要研究工作高分子材料先先進進制造加工新理制造加工新理論論新技新技術術新裝新裝備備1.固相力化學加工固相力化學加工規規模化制?;苽鋫涓叻肿游⒏叻肿游⒓{納米米功能功能復復合材料合材料難難再生再生廢廢棄高分子材料棄高分子材料回回收利用收利用規規?;滔喔吣?6、化固相高值值化利用化利用生生物物質質材材料料2.泡沫塑料制泡沫塑料制備備和加工和加工3.聚乙聚乙烯烯醇醇熱熱塑加工塑加工4.塑料管旋塑料管旋轉擠轉擠出加工出加工5.微型加工微型加工6.3D打印加工打印加工7.無無鹵鹵阻燃塑料制阻燃塑料制備備和加工和加工24 固相力化學加工固相力化學加工發發明以明以剪切剪切力力為為主的主的固固相相力力化學加工化學加工裝裝備備,攻克上,攻克上述述難難題題,實現實現產業產業化化應應用用傳統傳統加工加工裝裝備備:熔:熔體體(液相液相)加)加工,工,不能加工不能加工交交聯聯型型復合材料復合材料傳統傳統粉碎裝粉碎裝備備:沖沖擊擊力力,不不能室溫粉能室溫粉碎黏碎黏彈彈性性材17、材料料傳統傳統加工加工裝裝備備難難以解決以解決的世的世界界難題難題:規規?;颇;苽鋫涓吒叻肿游⒎肿游⒓{納米功米功能復合材能復合材料料有效回收有效回收利用利用廢廢舊舊復合材料復合材料規規模模化固化固相相高高值值化利化利用用交聯結構交聯結構材料材料25 arccossin2 cos(2 )cos2 nn :o 2 上下槽面二面角:上下槽面二面角:在一個周在一個周期碾期碾磨中磨中:設計設計固相固相力化力化學加工裝學加工裝備備的的核心核心結結構構:三三維維剪剪:arccos(sin2 cos 2 cos2 )0n物料運物料運動動軌軌跡跡方方程程r r2 2 =k k +C C螺旋螺旋線線,路路經長18、經長(1)(1)建立了固相力化學加工理建立了固相力化學加工理論論類類似剪刀似剪刀剪斷剪斷物物料料三三維維剪!剪!闡闡明明提供提供強強大大剪切力剪切力的機理的機理26(2)(2)發發明了系列固相力化學加工裝明了系列固相力化學加工裝備備固相力固相力化化學加學加工裝工裝備結備結構構示示意意圖圖扇區數扇區數n n磨槽數磨槽數m m槽棱槽棱寬寬 槽面槽面傾傾角角系系列列固固相相力力化化學加學加工工裝裝備備27室溫超室溫超細細粉碎黏粉碎黏彈彈性塑料性塑料例例:聚:聚丙丙烯烯粉碎粒度達微粉碎粒度達微納納米米級級球磨球磨24h固相剪固相剪切切碾磨碾磨力化學反力化學反應應,解交,解交聯聯剪剪切切應應力力交交聯鍵19、聯鍵斷斷裂裂交交聯結聯結構構,不不熔熔不不溶溶不不能再能再加加工工部部分解分解交交聯聯可可再加再加工工使使用用解交解交聯聯程度程度可可達達70%,粒粒徑徑 5 m固相微固相微納納米分散、混合米分散、混合,相疇相疇結結構由粉體粒構由粉體粒度及其分布決定度及其分布決定聚合物聚合物粉碎粒度粉碎粒度PA680 nmPP,PS0.32 mPC,PPS1050 mPES,PEEK110 mHDPE,廢廢舊橡舊橡膠膠,SBS微米微米級級(3)(3)固相力化學加工裝固相力化學加工裝備實備實施技施技術術特征和效果特征和效果28固相力化學加工高分子固相力化學加工高分子態態高高值值高效回收利用高效回收利用廢廢棄棄復20、合材料29混混雜廢雜廢棄棄材料室溫固相室溫固相超超微粉碎微粉碎快速微快速微納納分散,固相相分散,固相相疇疇調調控控,提高提高性性能能交交聯聯型型材料解交解交聯聯,可,可再再加工加工再制造先再制造先進進加工技加工技術術廢廢棄棄材料高高值值高高質質原料制品制品 風電風電葉片超微粉葉片超微粉碎碎廢廢棄棄風風電電葉片葉片風電風電葉葉片片水刀水刀切切割割風電風電葉葉片片強強力力粉粉碎碎固固相相剪剪切切碾碾磨磨超微超微粉碎粉碎20 0.11468Wind turbine blade Cumulative mass percent(%)Number frequency(%)0101001000204060821、0100MV=115.2mCumulative mass percent(%)Particle size(um)風電風電葉片平均粒徑葉片平均粒徑115.2微米,玻微米,玻纖纖保持保持較較高高長長徑比徑比303科技成果產業化方案313.1“揭榜掛帥”破解企業技術難題“揭榜掛帥”也被稱為“科技懸賞制”,是以重大需求為導向,以解決問題成效為衡量標準,通過市場競爭激發創新活力的一種科研課題分派機制和獎勵機制。數值模擬高分子材料節能儲能碳捕集氫能降碳生物質環保323.2 爭創國家資源碳中和技術創新中心聚焦三大平臺建設和三大主題研發,構建資源碳中和技術成群成鏈創新網絡,催生萬億級重要產業集群,打造行業國際22、領軍企業,推動資源碳中和科技革命。牽頭單位大型產業示范基地社會基金研究院+平臺公司構建碳中和技術 創新網絡四川 大學中物院中石化東方 電氣四川 環科院清華 大學國家資源碳中和技術創新中心三大三大平臺平臺三三大大研發主題研發主題科技基礎設施平臺關鍵技術研發平臺孵化轉化與服務平臺減污降碳協同廢棄生物質利用廢棄高分子循環重慶 環科院華東理工333.3 資源碳中和集成攻關大平臺總體建設方案高分子材料工程國家重點實驗室水力學與山區河流開發保護國家 重點實驗室國家煙氣脫硫工程技術研究中心 制革清潔技術國家工程實驗室環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室能源植物生物燃油制備及利用國家 地方聯合工程實驗室國家23、級企業技術中心(SEI、LPEC)龍頭企業:中石化等5家 裝備制造商:東方電氣等工程公司:SEI、LPEC等10家轉化基地:高等學??萍汲晒D化和 技術轉移基地、高分子材料與工程國 際聯合研究中心、能源儲備與CCUS 國際合作研究基地基礎研究技術創新成果轉化資源碳中和關鍵技術集成攻關大平臺(從原始創新到成果轉化創新鏈布局,長遠支撐重要關鍵行業發展)集成四川大學優勢資源,構建從資源碳中和原始創新到產業化的全創新鏈地方政府:四川省成都市三縱一 橫343.4 基于固相力化學加工方法的風機葉片回收利用技術科技成果轉化(1)企業提出需求,高校、科研院所對接需求后雙方達成合作意向后,共同進行立項,并由企業24、提供進一步研發經費。(2)在現有成熟的固相力化學加工技術的基礎上,針對風機葉片的回收及資源化利用進行進一步研究開發,完成小試揭榜掛帥成熟技術再開發(3)形成原始科技成果,相關專利由企業及研發單位共同享有。(4)進行后續試驗、工程應用開發,完成中試。相關中試、工程樣機等費用由企業承擔。科技成果共享(5)基于制造企業的產業布局,協助完成產業化設計方案(形成標準化的回收利用技術標準、裝備標準等)產業化設計(6)雙方組建合資公司,首先為制造企業自身的風機葉片制造基地提供退役風機葉片的處理及資源化回收生產線的設計、設備提供、調試、運維服務等,進而在行業內提供第三方服務產業化實施退役風機葉片 零廢 高值 回收處理技術35牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,站在人與自然和諧共生的高度謀牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,站在人與自然和諧共生的高度謀劃發展。感恩時代,感謝公司、高校提供的廣闊平臺!劃發展。感恩時代,感謝公司、高校提供的廣闊平臺!請各位領導批評指正請各位領導批評指正!