1、主要内容主要内容 123汽车环保法规要求及标准介绍中国汽车产品回收利用体系汽车非金属材料及制品4复合材料废弃物回收利用一、环保法规要求和标准介绍国家环保部国家认监委国家工信部一、环保法规要求和标准介绍可再利用率（Rcyc）和可回收利用率（Rcov）一、环保法规要求和标准介绍 工信部工信部2015年年38号文号文 汽车有害物质和可回收利用率管理要求规定： 1、汽车产品有害物质和可回收利用率纳入产品公告管理，新产品2016年1月1日实施，在产产品2018年1月1日实施。 2、对豁免范围内的零部件需填报有害物质信息表及RRR佐证材料进行备案。产品获得公告后6个月内向车辆拆解企业提供车辆拆解指导手册。
2、 3、两个依据标准：GB/T 30512汽车禁用物质要求和GB/T 19515-2015道路车辆 可再利用率和可回收利用率计算方法n 汽车有害物质标准要求（GB/T 30512-2014） 一、环保法规要求和标准介绍有害物质有害物质标准限值标准限值铅（铅（PbPb）及其化合物）及其化合物1000 mg/kg1000 mg/kg汞（汞（HgHg）及其化合物）及其化合物1000 mg/kg1000 mg/kg镉（镉（CdCd）及其化合物）及其化合物100 mg/kg100 mg/kg六价铬（六价铬（CrCr）基材基材1000 mg/kg1000 mg/kg金属镀层金属镀层0.02 mg/kg(0.
3、02 mg/kg(或或0.020.02g/cmg/cm2 2) )多溴联苯（多溴联苯（PBBsPBBs）1000 mg/kg1000 mg/kg多溴二苯醚（多溴二苯醚（PBDEsPBDEs）1000 mg/kg1000 mg/kgn 有害物质的检测 一、环保法规要求和标准介绍检测单元的分类：a) 构成汽车零部件的均质材料；b) 汽车零部件的金属镀层；c) 现有条件下难以进一步拆分的非均质材料。 检测单元的拆分参照GB/Z 20288-2006 电子电器中有害物质检测样品拆分通用要求。n 有害物质的检测标准： 一、环保法规要求和标准介绍QC/T 941-2013 汽车材料中汞的检测方法；QC/T
4、 942-2013 汽车材料中六价铬的检测方法；QC/T 943-2013 汽车材料中铅、镉的检测方法；QC/T 944-2013 汽车材料中多溴联苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）的检测方法；GB/T 23263-2009 制品中石棉含量测定方法。n 有害物质合格判定 分为定性判定和定量判定，定量判定按下表： 一、环保法规要求和标准介绍测试项目测试项目仪器仪器管控限值（管控限值（mg/kg）铅（铅（Pb）ICP-OES900汞（汞（Hg）ICP-OES900镉（镉（Cd）ICP-OES90六价铬（六价铬（Cr）基材基材UV-VIS900金属镀层金属镀层0.02多溴联苯（多溴联苯（PBB
5、s）GC-MS900多溴二苯醚（多溴二苯醚（PBDEs）GC-MS900注：管控限值高于标准限值因为考虑了测量误差，在对定量的检测报告进行判 定时要以此为依据。n 可再利用率和可回收利用率有关术语（GB/T 26989-2011） 再利用经过对报废车辆零部件的再加工处理，使之能够满足其原来使用要求或者用于其他用途，不包括使其产生能量的处理过程。 回收利用经过对报废车辆零部件及废弃物的再加工处理，使之能够满足其原来的使用要求或者用于其他用途，包括使其产生能量的处理过程。一、环保法规要求和标准介绍n 可再利用率和可回收利用率有关术语（GB/T 26989-2011） 能量回收通过焚烧、热解等方式处
6、理废弃物以回收能量的方式。 可再利用率新车中能够被再利用和/或再使用部分的质量占车辆整车整备质量的百分比。 可回收利用率新车中能够被回收利用和/或再使用部分的质量占车辆整车整备质量的百分比。一、环保法规要求和标准介绍n 可再利用率和可回收利用率的计算（GB/T 19515-2015） 质量变量符号和定义 一、环保法规要求和标准介绍符号符号定义定义m mp p在预处理阶段考虑的材料质量在预处理阶段考虑的材料质量m mD D在拆解阶段考虑的材料质量在拆解阶段考虑的材料质量m mM M在金属分离阶段考虑的金属的质量在金属分离阶段考虑的金属的质量m mTrTr非金属残余物处理阶段被认为是可再利用材料的
7、质量非金属残余物处理阶段被认为是可再利用材料的质量m mTeTe非金属残余物处理阶段被认为是可进行能量回收的材料的质量非金属残余物处理阶段被认为是可进行能量回收的材料的质量m mV V车辆整备质量车辆整备质量n 可再利用率和可回收利用率的计算（GB/T 19515-2015） 计算的四个阶段 一、环保法规要求和标准介绍预处理预处理计算出计算出mpmp拆解拆解计算出计算出mDmD金属分离金属分离计算出计算出m mM M非金属残余物处理非金属残余物处理计算出计算出m mTrTr和和m mTeTen 可再利用率和可回收利用率的计算（GB/T 19515-2015） 材料的分类： a） 金属 b） 聚
8、合物，不包括橡胶 c） 橡胶 d） 玻璃 e） 液体 f ） 经过改良的有机天然材料（如皮革、纸板、棉毛织物） g） 其他（不能进行详细分类的零部件和/或材料）一、环保法规要求和标准介绍人造革（PU）、化纤织物等应该归到聚合物类。n 可再利用率和可回收利用率的计算（GB/T 19515-2015） 可再利用率计算： 一、环保法规要求和标准介绍可回收利用率计算： 2010年年7月月15日，长春成立日，长春成立l 中国机械工业联合会中国机械工业联合会，上海汽车工业（集团）总公司上海汽车工业（集团）总公司、中国第一汽车集团公司中国第一汽车集团公司、北京汽车工业控股有限责北京汽车工业控股有限责任公司任
9、公司、长安汽车（集团）有限责任公司长安汽车（集团）有限责任公司、东风汽车公司东风汽车公司、广州汽车工业集团有限公司广州汽车工业集团有限公司等六大汽车集团在内等六大汽车集团在内的的2020家单位成员单位家单位成员单位 以市场导向的共性技术研究为目标、产学研用为基础的技术创新合作平台以市场导向的共性技术研究为目标、产学研用为基础的技术创新合作平台 组织机构的设置即考虑产业化、市场化、共性化的产业技术创新方向组织机构的设置即考虑产业化、市场化、共性化的产业技术创新方向 联盟下设理事会、技术委员会、产业化委员会联盟下设理事会、技术委员会、产业化委员会l 同时也是同时也是“绿色制造技术创新联盟绿色制造技
10、术创新联盟” 专业联盟专业联盟l 中国机械工业联合会中国机械工业联合会张小虞副会长张小虞副会长担任联盟理事长担任联盟理事长l 战略性新兴产业战略性新兴产业: 2010: 2010年年9 9月月1919日通过日通过国务院关于加快培育和发展战略性新兴国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定产业的决定，节能环保节能环保等七大产业入选等七大产业入选l “战略性战略性是针对是针对结构调整结构调整而言的，而言的，新兴新兴主要在于主要在于技术的创新技术的创新和和商业模式商业模式的创新的创新。”l 减排目标减排目标：2 2020020年年中国中国单位单位GDP CO2GDP CO2排放比排放比200520
11、05年年下降下降40%40%45%45%l “大力发展大力发展绿色经济绿色经济，积极发展，积极发展低碳经济低碳经济和和循环经济循环经济，研发和推广气候友好技术，研发和推广气候友好技术”绿色制造绿色制造（又叫清洁生产、面向环境的制造）（又叫清洁生产、面向环境的制造） 指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或使环境污染最式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或使环境污染最小化，符合环境
12、保护要求，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低，并使企业经小化，符合环境保护要求，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低，并使企业经济效益和社会生态效益协调最优化。济效益和社会生态效益协调最优化。中国科学院院长路甬祥中国科学院院长路甬祥 l “纵观先进制造技术的演进趋势，纵观先进制造技术的演进趋势，绿色绿色和和智能智能将成为主要发将成为主要发展方向展方向”l “至至20302030年，机电、汽车产品回收再造技术得到普及年，机电、汽车产品回收再造技术得到普及” 中国至中国至2050年先进制造技术发展路线图年先进制造技术发展路线图 Advanced Manufacturing T
13、echnology in China: A Roadmap to 2050 产产品品生生命命周周期期量产前准备量产前准备市场分析调查市场分析调查产品概念设计产品概念设计样机确认样机确认零件确认零件确认采购采购制造生产制造生产销售销售使用及售后使用及售后回收利用回收利用拆解处置拆解处置清洁生产清洁生产 绿色消费绿色消费回收利用与处置责任回收利用与处置责任减量化责任减量化责任 信息披露责任信息披露责任 绿色设计绿色设计 l 中华人民共和国循环经济促进法（中华人民共和国循环经济促进法（2009年年1月月1日正式实施），日正式实施），明确建立以明确建立以 生产者为主的延伸责任制度生产者为主的延伸责任制
14、度l “汽车产品回收利用技术政策汽车产品回收利用技术政策” 要求要求“加强汽车生产者责任的管理，在汽车生产、使用、报废回收等环节加强汽车生产者责任的管理，在汽车生产、使用、报废回收等环节建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系” 现现 状状: :l汽车产销量世界第一，报废汽车数量巨大汽车产销量世界第一，报废汽车数量巨大l报废汽车回收拆解企业报废汽车回收拆解企业498498家，技术水平和规模差异很大，二次污染较为严重家，技术水平和规模差异很大，二次污染较为严重l我国劳动力资源丰富，我国劳动力资源丰富，“机械化工具机械化工具+ +手工拆解手工拆解”的的深
15、度拆解深度拆解作业方式，可以保证达到较高的实际回收利作业方式，可以保证达到较高的实际回收利用率用率机遇与挑战机遇与挑战: :l低能耗、低污染、低排放的低碳发展：低能耗、低污染、低排放的低碳发展：提高资源利用率是重要途径提高资源利用率是重要途径l环保达标作为产业发展的第一要素：环保达标作为产业发展的第一要素：控制报废汽车拆解过程的污染问题控制报废汽车拆解过程的污染问题l探索新的产业发展模式和关键支撑技术：探索新的产业发展模式和关键支撑技术：发展退役汽车产品的高附加值再利用发展退役汽车产品的高附加值再利用l 手工拆解工艺可以保证达到较高的回收利用率手工拆解工艺可以保证达到较高的回收利用率l 国家标
16、准国家标准 GB22128-2008拥有量拥有量新增量新增量报废量报废量报废率报废率ELVELV年处理量年处理量再制造再制造再使用再使用车用材料车用材料再利用再利用压缩、剪切压缩、剪切打包打包破碎破碎分选分选ASR ASR 填埋处置填埋处置年产值年产值万辆万辆万辆%万吨万吨万吨万吨万吨万吨万吨万吨亿元2015953814916446.71000(5%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(20%)30034050501505500020020171127216917786.91200(10%)(5%)(15%)(55%)(0%)(0%)(15%)36040012060180660001
17、8020201410320059957.11500(10%)(10%)(15%)(54%)(4.8%)(1.2%)(5%)450500150150225810721875报废汽车报废汽车 100%2020年年 995 万辆1500 万吨填埋处置填埋处置5%75 万吨l拆解企业拆解企业 600家（规模家（规模13万吨）万吨）l破碎分选企业破碎分选企业 230家，其中：家，其中：- 压缩打包工艺：压缩打包工艺：218家（规模家（规模3万吨）万吨）- 破碎分选工艺：破碎分选工艺： 12家（规模家（规模5万吨）万吨）lASR处理：处理：3家（规模家（规模36万吨）汽车粉碎残余物万吨）汽车粉碎残余物l零
18、部件再制造企业零部件再制造企业 150家家再使用再使用/再制造再制造20%零部件再制造10% 150 万吨零部件再使用10% 150 万吨回收利用回收利用75%零部件车用材料再利用15%225 万吨材料机械化压缩剪切、打包再利用54% 810 万吨材料机械化破碎机械化分选再利用4.8%72 万吨ASR再利用回收利用1.2%18 万吨（20152020）（20152020）汽车回收利用产业完全有潜力能成为“掌握关键核心技术，具有市场需求前景，具备资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好”的战略性新兴产业市场驱动原则（政策支持/市场准入制/政策性贷款）报废汽车回收拆解、破碎/金属再利用/零部
19、件再使用与再制造/车用塑料再利用管制行动原则（生产者延伸责任原则，生产者/生产者责任组织/政府部门，财政预算）废弃物环保处置/禁用物质零部件处置/ASR处置协议行动原则（政策支持/财政补贴/政策性贷款）轮胎、橡胶再利用/蓄电池再利用/车用电子产品再利用自愿行动原则（政策支持/政府奖励/财政补贴）减量化与信息公开责任/车用玻璃/热塑性弹性体/天然改性材料再利用汽车产品汽车产品(2020)汽车产品汽车产品(2010)2020年年2015年年2010年年建立中国报废汽车零部件再制造和高附加值再利用技术应用体系建立中国报废汽车零部件再制造和高附加值再利用技术应用体系战战略略目目标标技技术术重重点点报废
20、汽车绿色深度拆解技术报废汽车绿色深度拆解技术退役零部件再制造和高附加值再利用技术退役零部件再制造和高附加值再利用技术车用非金属材料机械化分选和再利用技术车用非金属材料机械化分选和再利用技术报废汽车大型机械化拆解、破碎、材料分选技术报废汽车大型机械化拆解、破碎、材料分选技术ASR回收利用技术回收利用技术车用难回收材料和危险废弃物处置技术车用难回收材料和危险废弃物处置技术国国家家需需求求实现禁用物质管控（实现禁用物质管控（Pb、Hg、Cd、 Cr+6、 PBB、PBDE）形成对我国汽车产品回收利用产业的技术支撑形成对我国汽车产品回收利用产业的技术支撑建立汽车产品绿色设计和绿色制造技术应用体系建立汽
21、车产品绿色设计和绿色制造技术应用体系汽车产品可回收利用率达汽车产品可回收利用率达95%报废汽车实际回收利用率达报废汽车实际回收利用率达80%报废汽车实际回收利用率达报废汽车实际回收利用率达9095%建立中国汽车产品回收利用技术性贸易壁垒建立中国汽车产品回收利用技术性贸易壁垒汽车产品可拆解性、可回收性设计技术汽车产品可拆解性、可回收性设计技术车用材料禁用物质替代技术车用材料禁用物质替代技术汽车产品绿色供应链信息管理技术汽车产品绿色供应链信息管理技术l乘用车环保预处理和深度拆解技术与装备研究乘用车环保预处理和深度拆解技术与装备研究，降低和控制报废汽车拆解过程的环境污染，实现内外饰件的深度拆解，从而
22、为提高乘用车实际回收利用率打好基础l退役汽车车控电子部件的高附加值再利用技术与装备研究退役汽车车控电子部件的高附加值再利用技术与装备研究，解决车控电子部件的高附加值再利用技术难题，从而为提高乘用车实际回收利用率提供技术支撑l退役汽车内外饰件的非金属材料高效率识别、分离、再利用技术与装备研究退役汽车内外饰件的非金属材料高效率识别、分离、再利用技术与装备研究，解决非金属外饰件高附加值再利用、内饰件非金属材料大规模识别分离等技术问题，从而为提高乘用车非金属材料的实际再利用率提供技术支撑三、汽车非金属材料及制品引言：材料的多样性引言：材料的多样性燃油箱的材料发展铝合金铝合金钢板钢板 塑料（聚乙烯）塑料
23、（聚乙烯）材料的多样性为产品设计开发提供了更多的选择材料的多样性为产品设计开发提供了更多的选择 材料为产品服务：成本、重量、客户需求材料为产品服务：成本、重量、客户需求 欧洲欧洲轿车轿车国内轿车国内轿车国内商用车国内商用车标致标致307307富康富康雅阁雅阁飞度飞度QQQQ东方之子东方之子1 1型型2 2型型塑料用量塑料用量 Kg 143.4130110131113.79615854.2 112.6整车重量整车重量 Kg1275 123910501422106012551440600510695 塑料用量比率塑料用量比率%11.3 10.110.59.210.77.611.00.91.0不同车
24、型塑料使用量对比不同车型塑料使用量对比（一）汽车用非金属材料用量情况（二）汽车用非金属材料分类（二）汽车用非金属材料分类非金属材料非金属材料热固性热固性复合材料复合材料橡橡 胶胶胶粘剂胶粘剂其其 它它塑塑 料料热塑性热塑性织织 物物皮皮 革革玻玻 璃璃木木 材材涂涂 料料油油 料料通用塑料与通用塑料与特种塑料特种塑料五大常用塑料五大常用塑料聚丙烯聚丙烯ABS聚氨酯聚氨酯聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯聚乙烯 天然橡胶与天然橡胶与合成塑料合成塑料三种常用橡胶三种常用橡胶天然橡胶天然橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶 焊装用胶焊装用胶涂装用胶涂装用胶内饰件用胶内饰件用胶装配工艺用胶装配工艺用胶SM
25、CGMT密度低成型方便塑性变形大橡胶弹性好（三）用非金属材料应用意义金属特性非金属特性密度高、刚性高、硬度大密度低、弹性好、刚性低、硬度小，比强度高导电、导热电绝缘性和隔热性能好易受化学药品腐蚀耐化学药品性强耐热性好耐热性能较差，有一定的耐热范围不易燃烧部分材料易燃烧长期使用性能好长期使用性能受环境因数影响，易老化非金属材料与金属材料的比较（四）非金属材料的性能PA66+40%PA66+40%玻纤玻纤镁合金镁合金铝合金铝合金密度密度 g/cmg/cm3 31.491.49约约1.1.约约2.72.7拉伸强度拉伸强度MPaMPa208208118-255118-255220220汽车非金属材料发
26、展方向浅析节能节能安全安全经济经济（五）汽车及非金属材料技术的发展方向气门室罩盖气门室罩盖SMC:SMC:减重减重25-30%25-30%低密度低密度SMC:SMC:减重减重35-35-40%40%PEPE：减重：减重30-40%30-40%PPA:PPA:减重减重40-45%40-45%1 1 以塑代钢以塑代钢 节能（轻量化）节能（轻量化）油底壳油底壳PPPP：减重：减重50%50%工作台工作台燃油箱燃油箱工具箱工具箱空滤器空滤器变速箱顶盖变速箱顶盖汽车及非金属材料技术的发展方向汽车及非金属材料技术的发展方向汽车污染物排放控制汽车污染物排放控制Text低成本低成本车内车内VOC空气污染物控制
27、空气污染物控制禁限用重金属和多溴联苯醚禁限用重金属和多溴联苯醚1 1 用热塑性弹性体替代橡胶用热塑性弹性体替代橡胶2 2 材料统合材料统合1 1 塑料件阻燃剂替代技术塑料件阻燃剂替代技术2 2 橡胶组份无铅化设计橡胶组份无铅化设计1 1 控制零部件挥发物含量控制零部件挥发物含量2 2 低低VOCVOC聚丙烯的开发聚丙烯的开发1 1 采用低渗透燃油管采用低渗透燃油管提高可回收利用率提高可回收利用率环保环保汽车及非金属材料技术的发展汽车及非金属材料技术的发展方向方向 国内商用车 NBR/CR 燃油管,燃油渗透量大材料种类材料种类试样厚度试样厚度mmmm暴露面积暴露面积m2m2渗透率渗透率(g-mm
28、/m2day)(g-mm/m2day)PA11PA113.050.0031727.6PA12PA123.1529.3HDPEHDPE3.4057.9ETFEETFE0.105.4NBRNBR2.199960HNBRHNBR2.257100FKMFKM2.1429.7非金属材料耐燃油渗透性试验结果 (东风试验室数据)2层构造PA12ETFE手段：材料采用PA和氟塑料 结构采用双层复合低渗透燃油管替代传统橡胶管环保汽车及非金属材料技术的发展方向环保环保新材料（2）：低VOC聚丙烯的开发存在的问题：存在的问题： 1）降解法合成降解法合成PP 残留残留且受热分解较多的且受热分解较多的低沸点挥发性物质低
29、沸点挥发性物质 2） 添加剂添加剂分解产物分解产物联合开发：联合开发： 工艺研究所工艺研究所 中山大学中山大学 聚赛龙公司聚赛龙公司 石化公司广州分公司石化公司广州分公司技术方案技术方案: : 1）加氢法加氢法合成合成PP 2）无机纳米光催化）无机纳米光催化-抗静电复配技术抗静电复配技术 低低VOC 材料增韧技术材料增韧技术 低低VOC的工艺控制技术的工艺控制技术试验项目试验项目单位单位试验标准试验标准技术指标技术指标MFR（230，2.16kg）g/10minISO 113320弯曲模量弯曲模量MPaISO 1782000IZOD缺口冲击强缺口冲击强度度KJ/m2ISO 180/1A25HD
30、T（0.45MPa） ISO 75105气味气味NES M0160最低值最低值VOCug C/gVDA190摩擦系数（对摩擦系数（对45钢）钢）0.170.08吸水性吸水性1.20.3稀土改性尼龙稀土改性尼龙安全安全汽车及非金属材料技术的发展汽车及非金属材料技术的发展方向方向减震、降噪、隔热舒适舒适表层：丁苯橡胶表层：丁苯橡胶中间：中间：PUPU泡沫泡沫底层：丁苯橡胶底层：丁苯橡胶地毯阻尼钢板钢板钢板+ +粘弹体粘弹体+ +钢板钢板粘弹体：氯丁橡胶粘弹体：氯丁橡胶 聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶多向受力多向受力兼顾刚度、减震兼顾刚度、减震和疲劳寿命和疲劳寿命橡胶支撑座丁基橡胶代替沥青丁基橡胶代替沥青橡胶
31、阻尼胶板舒适舒适系统软连接系统软连接驾驶舱驾驶舱NVHNVH技术技术发动机降噪发动机降噪汽车及非金属材料技术的发展汽车及非金属材料技术的发展方向方向四、复合材料废弃物回收利用技术一、背景复合材料应用广泛，产量增长迅速复合材料应用广泛，产量增长迅速中国复合材料产量增长情况FRSP(热固性玻璃钢) FRTP(热塑性玻璃钢) CCL(GF/EPR玻纤/环氧树脂覆铜板) 伴随着复合材料的飞速发展，复合材料废弃物的数量不断增加。 复合材料废弃物来源: p 制造过程产生的废弃物；p 使用后退役的产品。复合材料废弃物量随之增长、引起行业广泛关注复合材料废弃物量随之增长、引起行业广泛关注叶片行业的迅速扩大，给
32、回收利用带来新的困难叶片行业的迅速扩大，给回收利用带来新的困难 制造过程产生的废弃物量大（约700Kg/片） 产品重、体积大、强度高，破碎等处理不方便； 行业快速、迅猛发展，意味着将来将集中退役，大量退役叶片的处理，对回收利用技术将是一个很大的挑战。 需要回收的风机叶片材料数量预测（来源：f-kwinf,Hochschule Bremerhaven） 目前，我国对复合材料废弃物的处理仍主要采取 填埋填埋或简单焚烧简单焚烧的的处理方法。 占用土地资源； 二次污染严重； 资源未得到充分应用 存在潜在的、未知的危险。目前国内的主要处理方式目前国内的主要处理方式二、国外复合材料回收技术 复合材料废弃物
33、的方法不尽相同，但总的来说，可以大致分为以下三种路线：化学回收物理回收能量回收复合材料的回收技术复合材料的回收技术 1.1.热固性聚合物基复合材料的回收热固性聚合物基复合材料的回收2.2.热塑性聚合物基复合材料的回收热塑性聚合物基复合材料的回收3.3.金属基复合材料的回收金属基复合材料的回收 不管采用那一种回收方法，复合材料废弃物必须首先切碎成可用的块状。 复合材料废弃物切碎造粒和研磨化学回收能量回收物理回收造粒复合材料废弃物回收流程类型方法适用范围回收产物用途化学回收 热解包括被污染的复合材料废弃物热解气、热解油、固体副产物用作燃料和新复合材料等的填料和其他用途。物理回收粉碎只适用于未被污染
34、的废弃物粉料用于新复合材料、填料、铺路材料等能量回收焚烧绝大多数复合材料废弃物热量发电、热源各种复合材料废弃物回收方法对比2.1 化学回收 利用化学改性或分解的方法使废弃物成为可以回收利用的其他物质（如燃气、燃油等）的一种方法。 该方法技术难度大，对回收设备要求高，回收费用较高。一般在400500 以回收热解油为主，在600700 以回收热解气为主。复合材料废弃物中的玻纤在热解的高温下力学性能下降，进一步研磨后，可与其他固体副产物研磨粉料一起用作填料。（1）热裂解法）热裂解法 裂解法可以得到低分子量的烷烃、烯烃和CO、H2等气体以及类似原油的液体，固体残渣为破碎的纤维、填料和焦炭。裂解开始需要
35、引入天然气或丙烷作为加热反应器的原料，一旦有气体裂解即可切换，将产物改作燃料。 据报道，这种工艺在经济上是可取的，其裂解的液态产物组分与石油相近但价格较便宜，可作为燃料使用。固体残留物经过粉碎筛选作为填料使用，其成本并不比直接机械粉碎高，而且增强效果很好。聚合物基复合材料的回收装置及产物聚合物基复合材料的回收装置及产物复合材料废料复合材料废料切碎机切碎机反应室反应室气体分配器气体分配器气体贮槽气体贮槽液化石油气液化石油气化学品化学品冷凝器冷凝器气液分离器气液分离器碳氢化合物贮槽碳氢化合物贮槽 精制装置精制装置取暖燃料取暖燃料化学原料化学原料液化石油气液化石油气汽化器燃料汽化器燃料煤油煤油柴油柴
36、油固体废渣纤维贮存器固体废渣纤维贮存器填料填料制备复合材料制备复合材料（2）反相氧化法）反相氧化法 反相氧化法也称气相法，是一种氧化分解的方法，在氧的作用下复合材料中的聚合物基体分解为低分子碳氢化合物和CO和H2，使之与增强体分离。此法对碳纤维增强环氧体系碳纤维增强环氧体系最为有效。它除回收燃油和燃气外，还较好的回收了纤维。纤维的结构并未破坏，仅在表面上残留了10的树脂，用来制造新的块状模塑料及增强水泥，均得到满意的效果。如果将复合材料碎片用水浸湿则有助于提高回收率。因为水使氧气流的短路通道堵塞，提高氧化效率，同时水还有催化氧化的作用。（3）催化裂解法）催化裂解法 催化裂解法是利用催化剂将聚合
37、物降聚成气态或液态分子，从而易与增强体分离，得到的碳氢低分子则经过分离或精馏分离或精馏，成为各种化学原料或燃料。例如，碳纤维增强环氧复合材料碎片与解聚催化剂混合置入解聚反应室，在200下反应5min即可使环氧变成粘稠状液体。用抽滤法与增强体分离，增强体可以再使用。种 类含量/ %发热量(燃烧热)成 分用 途热解气148939kcal/ Nm3与天然气接近供热解以能量，用作燃料热解油149240kcal/ kg以芳香成分为主，与重油成分接近。进一步分馏、改性，作燃料固体副产物72CaCO3 、玻纤、炭黑等用作SMC、BMC、塑料等的填料，铺路材料 复合材料废弃物热解产物表 美国汽车协会和通用公司
38、共同努力, 在1988 年和1989 年进行了数十吨SMC废弃物热解试验，将复合材料废弃物在无氧情况下，加热分解成为热解气和热解油，以及以CaCO3 、玻纤为主的固体副产物。 在通用A 级汽车SMC 用料中, 其替代量高达CaCO3 填料的30 %(混合物的12 %) 时，对加工和力学性能无不良影响。力学性能4 %热解副产物8 %热解副产物12 %热解副产物16 %热解副产物纯SMC 材料弯曲强度176178180165178弯曲模量11.111.711.010.311.0拉伸强度7171797067缺口Izod 冲击强度/ N1058112110159081068无缺口冲击强度/N11381
39、335133512821232粘合实验搭接切变负载(25 ) / kg229335209229203Loria 指数8776828484含有研磨热解副产物的SMC 性能对比表ReFiber 公司对叶片采用的高温热解回收工艺，其回收的材料主要用作绝缘材料在叶片产品上的应用试验在叶片产品上的应用试验高温热解前后的风机叶片金属基复合材料的回收（金属基复合材料的回收（1）熔融盐处理法）熔融盐处理法 金属基复合材料中的无机非金属增强体通过加熔融无机盐而形成渣，通过排渣可将熔融的金属分离回收。例如晶须（SiCw）增强6061铝合金复合材料，用NaF、 Li 和KF等无机盐均能使SiCw进入盐渣。其中以Na
40、F10的效果较好。碳化硅晶须碳化硅晶须 金属基复合材料的回收（金属基复合材料的回收（2）电磁分离法）电磁分离法 对处于熔融状态下复合材料基体施加一单方向的电磁场，因增强体和基体对磁场的作用极性不同，两者产生相对方向的运动，从而分离。一般增强体沉在底部，然后除去。金属基复合材料的回收（金属基复合材料的回收（3）化学溶解法）化学溶解法 将复合材料置于强酸或强碱中，金属基体溶解而与增强体分离，通过化学方法使金属盐从溶液中析出，过滤干燥后，或以化学原料形式回收，或者经还原而成金属。2.2 物理回收 将废弃物粉碎或熔融作为材料的原材料使用。 生产成本较低、处理方法简单，但是对废弃物的选择性大、处理量有限
41、度 。 作为添加物使用时，由于可能会导致材料性能的降低和成本的提高，所以添加数量和应用领域受到限制。粒子尺寸应用领域 25 25mm建材，如废纸制造的纸板、轻型水泥板、农用地面覆盖材料和隔音材料等3. 29. 5mm屋顶沥青、BMC、混凝土等的填料，铺路材料补强剂、填料等 60m(200 目)SMC、BMC 和热塑性塑料填料等粉碎法回收粒料尺寸及应用范围 热塑性聚合物基复合材料的再生流程示意图热塑性聚合物基复合材料的再生流程示意图连续纤维增强的高性能复合材料，采用缠绕、拉拔等工艺连续纤维增强的高性能复合材料，采用缠绕、拉拔等工艺作为承力结构用于航天航空和要求高的场合，强度作为承力结构用于航天航
42、空和要求高的场合，强度500MPa500MPa以上以上第一次再生机械破碎较长不连续纤维增强复合材料（约较长不连续纤维增强复合材料（约25mm25mm），采用模压成型工艺作为），采用模压成型工艺作为汽车次承力件或其他装饰件，强度约汽车次承力件或其他装饰件，强度约250MPa250MPa第二次再生机械粉碎短纤维增强复合材料（约短纤维增强复合材料（约5mm5mm），用注射成型、模压成型工艺），用注射成型、模压成型工艺日用家具、门窗框、头盔等，强度小于日用家具、门窗框、头盔等，强度小于200MPa200MPa第三次再生机械粉碎粉状填料增强复合材料，用注射成型、模压成型等工艺粉状填料增强复合材料，用注射
43、成型、模压成型等工艺包装箱、机箱等低承力制品，强度小于包装箱、机箱等低承力制品，强度小于100MPa100MPa热塑性聚合物基复合材料热塑性聚合物基复合材料热塑性聚合物基复合材料溶剂法回收流程图热塑性聚合物基复合材料溶剂法回收流程图复合材料切碎物复合材料切碎物溶解物溶解物溶剂溶剂过滤过滤纤维（含有少量残余聚合物）纤维（含有少量残余聚合物） 回收品回收品滤出物滤出物清洗清洗聚合物溶液聚合物溶液滤液滤液聚合物沉淀聚合物沉淀沉淀物沉淀物聚合物回收品聚合物回收品分离干燥分离干燥美国美国GE 将GMT（玻璃纤维增强型热塑性塑料）制作的废弃的汽车保险杠经过粉碎机粉碎后与GMT 新料按20:80的比例掺混再
44、复合成新的片材，其性能无明显下降。大日本油墨化学工业株式会社大日本油墨化学工业株式会社以BMC（即团状模塑料。国内常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纤维）、UP（不饱和树脂）、MD（填料）以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料）制品的废弃物为对象开发了新型人行道铺路材料。把废BMC制品的破碎物作为人行道的下层，再生橡胶作为上层。2.3 能量回收 将废弃物通过焚烧等处理，其中的有机物通过燃烧转化为热能或其它能量方式加以应用的方法。 该方法生产成本较低、处理方法简单， 但是废弃物焚烧过程容易释放出有毒气体有毒气体，焚烧后的灰分需要填埋，容易对环境造成二次污染。 另一个问题是
45、复合材料中有机物的燃点较高，需要用油、煤等引燃和助燃。复合材料及烯烃类聚合物的燃烧热量制品名称发热量（Kcal/Kg）树脂7010 7360手糊成型制品4690 4930SMC制品2660 2810PE1029011070PP 1029011040PS9440 9880PET5230 5470能量回收流程图 热源回收方法利用形态用途燃烧气体 1.通过热交换器加热空气产生热风热风硬化炉的热源暖房用干燥设备的热源 2.废热锅炉设备产生蒸汽蒸汽用蒸汽方式暖房用电力蒸汽气轮机发电 3.通过热交换器回收排气，加热水温水锅炉用供水暖房用炉体冷却水直接利用焚烧炉体的冷却排水温水锅炉用供水浴池暖房用能量回收利
46、用方法 三、国内研究应用状况 国内的研究方向主要是：1、采用物理方法回收利用，在回收填料替代应用技术以及粉碎设备开发等方面开展了较多研究和应用推广。 2、对能量回收方法进行应用研究，主要对焚烧炉的方式、排放物的处理技术及装备开展研究。 国内一些研究单位和企业开发了FRP废弃物破碎机，并将复合材料废弃物粉碎后作为填料用于复合材料波形瓦、洗面台等产品中。 北京玻璃钢研究设计院研究了复合材料废弃物作为填料用于SMC材料中。对粉碎设备、回收填料的处理、添加量进行了研究。 中材科技风电叶片股份有限公司和北京玻璃钢研究设计院合作研究了焚烧法处理、回收叶片制造过程废弃物。复合材料焚烧炉及试烧四、复合材料废弃
47、物的回收专用设备4. 1 切割、破碎设备 复合材料废弃物在分捡出金属等异物解体后，首先要进行切割和破碎。该技术主要受废弃物形状的影响，另外，切割玻纤对刀刃的磨损，废弃物中金属等异物和污染状态等也有不同程度的影响。 移动式自动切割装置（日本）复合材料构件4.2 粉碎设备 复合材料废弃物粉碎再利用时，可采用精制车床切断破坏粗粉碎，再用冲击破坏方式的高速旋转微粉碎机过滤网切碎机微粉碎，然后筛选分开，得到数微米数十微米的微粉碎物。 其它还有用搅拌磨碎方式的球形切碎机、高速冲击破坏方式的喷水切碎机、剪断切碎机、或切削方式等的粉碎方法。转轮切割机 过滤网切碎机北玻有限开发剪切式破碎机破碎机内刀锯 层压及缠
48、绕制品破碎产物 破碎设备4.3 焚烧设备焚烧处理工艺流程图各种式样的焚烧炉出灰与进气在同一口，炉子比较小。 炉床自身回转，投入物搅拌。在热介质的流动砂中焚烧，投入物的程度要细。可动型的火格子，在保证炉中焚烧物扩散良好的同时，灰自动出来。4.4热分解回收设备热分解回收设备 将复合材料废弃物切割、破碎成碎片后, 投入密封的高温分解反应容器中，以丙烷或热解气加热，进行高温分解。(1) 原料处理和喂料系统(2) 高温分解反应器 根据废弃物的传热性差、树脂热解时的发热量大和树脂高温熔融、滴流、粘壁以及纤维和填料粘附炉壁和飞扬、不完全燃烧产生炭黑并附着炉壁等特点，专门设计加工，是热解回收的核心部分。(3) 控制系统 监控热解温度、燃烧率、压力、真空和其他过程。(4) 出料系统三洋电机裂解反应器
