This paper presents the experimental validation of a thermal treatment technology to recover added-value substances from the plastic matrix of end-of-life wind turbine blades, when these are subjected to a pyrolysis process to recover the glass fibres. The experiments have been carried out in a laboratory installation consisting of two reactors in series, in which pyrolysis and thermal treatment of pyrolysis gases and vapours take place, respectively. The application of this treatment enables a 25 wt.% reduction in the production of pyrolysis liquids, increasing the production of gases in an equivalent way and without compromising the pyrolysis conditions to be used to recover the glass fibres. The two-phase liquids are converted into single-phase aqueous ones, while the hydrogen concentration in the gases increases from 4 % to almost 50 % in volume. This high concentration of hydrogen in the gases allows them to be used as a source of hydrogen for various applications. Consequently, the technology demonstrates that the plastic matrix of wind turbine blades can be valorised in a pyrolysis based recycling process.
Abstract
This paper presents the experimental validation of a thermal treatment technology to recover added-value substances from the plastic matrix of end-of-life wind turbine blades, when these are subjected to a pyrolysis process to recover the glass fibres. The experiments have been [...]
La pirólisis es un proceso técnicamente adecuado para recuperar las fibras de los residuos plásticos reforzados que además puedan contener otro tipo de materiales (madera, espumas, lacas, etc.), como es el caso de las palas de aerogeneradores al final de su vida útil. La rentabilidad económica del proceso de reciclado por pirólisis depende principalmente del valor de las fibras recuperadas, ya que los líquidos de pirólisis actualmente carecen de aplicación industrial (y por lo tanto son un residuo, de carácter peligroso) y los gases se emplean habitualmente para abastecer parcialmente los requerimientos energéticos del proceso, que es endotérmico. Dado que las palas de aerogeneradores que se están retirando en la actualidad están constituidas mayoritariamente por fibras de vidrio, de bajo valor económico, la rentabilidad del proceso de reciclado por pirólisis de este tipo de palas es un aspecto crítico.
En este trabajo se presenta un análisis del incremento de la rentabilidad de un proceso de pirólisis de palas de aerogeneradores que incluye una etapa de tratamiento para mejorar las propiedades de los productos líquido y gaseoso. Para ello, se ha definido la inversión a realizar para este tratamiento (unidades de proceso adicionales) y se han cuantificado los gastos energéticos y los gastos de gestión de residuos líquidos en los escenarios sin y con tratamiento, incluyendo en este último caso los ingresos por venta de hidrógeno. Con esta información y el gasto de amortización se han elaborado las cuentas de resultados incrementales derivadas de realizar el tratamiento, obteniendo los flujos netos de caja (FNC). Los FNC han servido para calcular el valor actualizado neto (VAN) del proyecto de inversión, por ser el mejor criterio desde un punto de vista financiero para evaluar un proyecto. En último lugar, se ha realizado un análisis de sensibilidad teniendo en cuenta desviaciones en la inversión a realizar, ingresos y costes. Los resultados muestran que el coste de gestión de los residuos líquidos es el parámetro de mayor influencia en la rentabilidad, haciendo que la implementación del tratamiento permita aumentar la rentabilidad del proceso de reciclado.
Abstract
La pirólisis es un proceso técnicamente adecuado para recuperar las fibras de los residuos plásticos reforzados que además puedan contener otro tipo de materiales (madera, espumas, lacas, etc.), como es el caso de las palas de aerogeneradores al final [...]
Validation of a laboratory-scale technology for complete recycling of wind turbine blades 