CN102416401B - 热高速离心分解回收光伏组件工艺及其设备 - Google Patents

热高速离心分解回收光伏组件工艺及其设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热高速离心分解回收光伏组件工艺，通过依次进行的加热、离心分离和分类回收工艺步骤，整个处理过程依靠高温逐步熔化光伏组件的各个材料组件，无需焚烧作业，从而避免了因焚烧相关橡塑材料组件而产生的有毒气体，减少了光伏组件分解回收过程对周围环境的影响，使其处理过程更加环保。同时，采用离心分离的方式将熔化后的各不同材质的组件分别回收，提高了回收后单一材料的纯净度，且各材料的化学性质无明显变化，使其更加利于回收利用，避免了因材料的化学性质改变无法重复利用而导致的材料浪费，显著提高了材料利用率。本发明还公开了一种用于上述热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备。

Description

热高速离心分解回收光伏组件工艺及其设备
技术领域
本发明涉及光伏组件分解回收技术领域，特别涉及一种热高速离心分解回收光伏组件工艺。本发明还涉及一种用于该热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备。
背景技术
作为一种新兴的清洁能源，太阳能光伏产业近年来发展迅猛，但随之而来的废旧光伏组件的回收处理成为不可避免的问题，而随着市场需求的不断提高，人们对光伏组件的分解回收处理也提出了更高的要求。
目前现有的光伏组件分解回收过程中，是将已拆除边框等外部结构的光伏组件放入焚烧炉内进行焚烧，以将其上的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)等橡塑材质组件以及背板等由可燃材料制成的组件焚烧掉，然后从焚烧后的剩余物中分拣出残余的金属材料、晶体硅材料以及玻璃等材料，以便进行回收利用。
然而，虽然上述处理方式能够满足基本的光伏组件分解回收需要，但由于EVA、PVB等橡塑材质组件以及背板等由可燃材料支撑的组件的焚烧过程中会产生大量的有毒气体，给周围的大气环境造成了严重损害，且焚烧过后的各可燃材料的化学性质发生了根本改变，无法重复利用，造成了材料浪费；各晶体硅材料、金属材料和玻璃材料在焚烧过程中，其化学性质也会产生变性或损坏，给后续的相关回收处理工作增加了难度。
因此，如何使得光伏组件的分解回收过程更加环保，并避免其分解回收过程中的材料浪费是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种热高速离心分解回收光伏组件工艺，该工艺能够使得光伏组件的分解回收过程更加环保，并避免了分解回收过程中的材料浪费。本发明的另一目的是提供一种用于上述热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备。
为解决上述技术问题，本发明提供一种热高速离心分解回收光伏组件工艺，包括步骤：
加热，将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的EVA和PVB等橡塑材质组件熔化；
离心分离，通过离心机将被处理光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料及附着于其上的电池片、背板、焊带等组件由光伏组件上分离出来；
分类回收，将分离完成后的各种材料分别回收。
优选地，所述步骤离心分离所采用的离心转速为1000转/分钟。
优选地，所述步骤加热之前还包括步骤：
通气，在待使用的高温密闭环境中通入惰性气体，以防止熔化后的材料在高温环境下与氧气相接触并发生氧化。
本发明还提供一种热高速离心分解回收光伏组件设备，包括机架，所述机架内设置有油浴加热舱，所述油浴加热舱的外部设置有油浴加热套，所述油浴加热套的外部连接有热电偶控制器，所述油浴加热舱上还连接有测温装置；
所述油浴加热舱上设置有用于通入惰性气体的充气阀，所述油浴加热舱上还设置有排气阀和真空泵，所述油浴加热舱的底部分别设置有熔融液态材料释放阀和固态材料释放阀，所述油浴加热舱的内部沿其周向设置有隔离网，且所述熔融液态材料释放阀与所述固态材料释放阀分别位于所述隔离网的两侧；
所述油浴加热舱的顶部沿水平方向设置有舱门，所述舱门的下方设置有光伏组件固定架，所述舱门的上方设置有离心电机，所述舱门的中部具有与所述离心电机的转轴相适配的通孔，所述离心电机的转轴贯穿所述通孔并与所述光伏组件固定架相连接，所述通孔上设置有与所述离心电机的转轴相配合的密封盘。
优选地，所述油浴加热套的外部设置有保温层。
优选地，所述光伏组件固定架的顶部设置有平衡轮。
优选地，所述离心电机上设置有减速器。
优选地，所述机架的顶部设置有驱动所述舱门沿竖直方向移动的升降装置。
优选地，所述升降装置具体为液压升降装置。
优选地，所述机架的底部设置有若干支腿。
相对上述背景技术，本发明所提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺，通过依次进行的加热、离心分离和分类回收工艺步骤，将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的EVA和PVB等橡塑材质组件熔化，而后，通过离心机将被高温处理后的光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料以及附着于该熔融状态橡塑材料上的电池片、背板以及焊带等组件由光伏组件上分离出来，并最终将分离完成后的各种材料分别回收，以便重复利用或进行后续的相关处理工作。整个处理过程依靠高温逐步熔化光伏组件的各个材料组件，无需焚烧作业，从而避免了因焚烧相关橡塑材料组件而产生的有毒气体，减少了光伏组件分解回收过程对周围环境的影响，使其处理过程更加环保。同时，采用离心分离的方式将熔化后的各不同材质的组件分别回收，提高了回收后单一材料的纯净度，且各材料的化学性质无明显变化，使其更加利于回收利用，避免了因材料的化学性质改变无法重复利用而导致的材料浪费，显著提高了材料利用率。
在本发明的另一优选方案中，所述步骤加热之前还包括步骤通气，在对光伏组件实施高温分解作业之前，向待使用的高温密闭环境中通入惰性气体，使高温作业环境内形成相对密闭稳定的气体环境，以防止熔化后的材料在高温环境下与氧气相接触并发生氧化，保证分离后的材料的化学性质不会受到影响，以便后续回收和相关处理工作的顺利实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺的流程图；
图2为本发明实施例二提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺的流程图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的热高速离心分解回收光伏组件设备的装配结构示意图；
图4为图3的结构俯视图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种热高速离心分解回收光伏组件工艺，该工艺能够使得光伏组件的分解回收过程更加环保，并避免了分解回收过程中的材料浪费；同时，提供一种用于上述热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例一提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺的流程图。
本发明实施例一提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺，包括：
步骤101：加热；
将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的EVA和PVB等橡塑材质组件熔化。具体地，将待处理的光伏组件放置于密闭环境中，并对其所处的密闭环境进行加热，加热温度控制在200℃-220℃的范围内，在此温度环境下，EVA和PVB等橡塑材料呈现液体状态，且其粘度较小，材质流动性较强，且该温度环境未达到橡塑材料的分解温度，不会因其受热分解而产生有毒气体。
步骤102：离心分离；
通过离心机将被处理光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料及附着于其上的电池片、背板、焊带等组件由光伏组件上分离出来。该步骤实施过程中，将光伏组件与离心机的转轴相连接，离心机工作时，其转轴带动光伏组件旋转，依靠旋转过程中产生的离心力将光伏组件中已熔化的EVA和PVB等熔融液态材料以及附着于其上的其他相关组件由光伏组件上逐步分离出来，以便后续回收处理过程的顺利实施。
更具体地，上述离心分离过程中所采用的离心转速为1000转/分钟。该转速条件下，光伏组件的分离过程快速有效，分离效果较好，便于后续回收处理的有效实施。
步骤103：分类回收；
将分离完成后的各种材料分别回收。具体地，EVA和PVB等熔融液态材料与其他高熔点固态材料分别回收，而后利用不同熔融液态材料间的密度差异对混合状态下的液态材料进行分类回收，以便重复利用。
请参考图2，图2为本发明实施例二提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺的流程图。
本发明实施例二提供的单体液压支柱柱头阀孔修复工艺，包括：
步骤201：通气；
在待使用的高温密闭环境中通入惰性气体，以防止熔化后的材料在高温环境下与氧气相接触并发生氧化。由于处于高温环境下的各熔融材料极易与空气中的氧气相接触并发生氧化反应，导致材料变性，难以回收利用。因此，通过向该高温密闭环境内通入惰性气体，使其内部充满化学性质稳定的惰性气体，以保证整个处理过程中高温环境下的材料不会与氧气相接触发生氧化反应，保证分离后的材料的化学性质不会受到影响，以便后续回收和相关处理工作的顺利实施。
步骤202：加热；
将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的EVA和PVB等橡塑材质组件熔化。具体地，将待处理的光伏组件放置于密闭环境中，并对其所处的密闭环境进行加热，加热温度控制在200℃-220℃的范围内，在此温度环境下，EVA和PVB等橡塑材料呈现液体状态，且其粘度较小，材质流动性较强，且该温度环境未达到橡塑材料的分解温度，不会因其受热分解而产生有毒气体。
步骤203：离心分离；
通过离心机将被处理光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料及附着于其上的电池片、背板、焊带等组件由光伏组件上分离出来。该步骤实施过程中，将光伏组件与离心机的转轴相连接，离心机工作时，其转轴带动光伏组件旋转，依靠旋转过程中产生的离心力将光伏组件中已熔化的EVA和PVB等熔融液态材料以及附着于其上的其他相关组件由光伏组件上逐步分离出来，以便后续回收处理过程的顺利实施。
更具体地，上述离心分离过程中所采用的离心转速为1000转/分钟。该转速条件下，光伏组件的分离过程快速有效，分离效果较好，便于后续回收处理的有效实施。
步骤204：分类回收；
将分离完成后的各种材料分别回收。具体地，EVA和PVB等熔融液态材料与其他高熔点固态材料分别回收，而后利用不同熔融液态材料间的密度差异对混合状态下的液态材料进行分类回收，以便重复利用。
请参考图3和图4，图3为本发明一种具体实施方式所提供的热高速离心分解回收光伏组件设备的装配结构示意图；图4为图3的结构俯视图。
在具体实施方式中，本发明所提供的热高速离心分解回收光伏组件设备，包括机架3，机架3内设置有油浴加热舱31，油浴加热舱31的外部设置有油浴加热套32，油浴加热套32的外部连接有热电偶控制器33，油浴加热舱31上还连接有测温装置(图中未示出)；油浴加热舱31上设置有用于通入惰性气体的充气阀341，油浴加热舱31上还设置有排气阀342和真空泵343，油浴加热舱31的底部分别设置有熔融液态材料释放阀344和固态材料释放阀345，油浴加热舱31的内部沿其周向设置有隔离网311，且熔融液态材料释放阀344与固态材料释放阀345分别位于隔离网311的两侧；油浴加热舱31的顶部沿水平方向设置有舱门312，舱门312的下方设置有光伏组件固定架35，舱门312的上方设置有离心电机36，舱门312的中部具有与离心电机36的转轴相适配的通孔313，离心电机36的转轴贯穿通孔313并与光伏组件固定架35相连接，通孔313上设置有与离心电机36的转轴相配合的密封盘314。
使用过程中，将舱门312打开，将待处理的光伏组件由舱门312处放入油浴加热舱31内，并将光伏组件固定于光伏组件固定架35上，并将光伏组件固定架35与离心电机36的转轴相连接，然后关闭舱门312，并利用密封盘314将通孔313与离心电机36的转轴间的配合部密封，以使油浴加热舱31的内部环境密闭。通过真空泵343将油浴加热舱31内的空气抽净，并由充气阀341处向油浴加热舱31内通入惰性气体，直至惰性气体充满油浴加热舱31的内部空间。然后，通过油浴加热套32对油浴加热舱31内的油液进行加热，并通过热电偶控制器33及所述测温装置的协同配合控制油浴加热舱31内的油液温度保持在200℃-220℃之间，此时油浴加热舱31内的光伏组件上的EVA和PVB等橡塑材质的组件呈流动性较好的液体状态，而后离心电机36开始工作，离心电机36的转轴带动光伏组件固定架35旋转，光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料以及附着于其上的电池片、背板、焊带等相关组件在旋转产生的离心力作用下由光伏组件上分离出来，这些夹杂有固态材料的熔融液态材料受离心力作用被甩至隔离网311上，液态材料透过隔离网311并由位于隔离网311外侧的熔融液态材料释放阀344排至下游回收处理装置处；同时，固态材料被隔离网311阻挡，并由位于隔离网311内侧的固态材料释放阀345排至下游回收处理装置处。而后，利用不同熔融液态材料间的密度差异对由熔融液态材料释放阀344处排出的混合状态下的液态材料进行分类回收，将由固态材料释放阀345处排出的固态材料进行分拣回收，以便重复利用。最后，通过排气阀342将油浴加热舱31内的气体排出，而后打开舱门341，将光伏组件固定架35由油浴加热舱31内取出以便安装光伏组件及进行下一循环的光伏组件处理工作。
进一步地，油浴加热套32的外部设置有保温层37.该保温层37能够进一步将油浴加热舱31的主要工作部分与外界环境相隔离，以避免油浴加热舱31的内部温度受外界环境影响，使其工作过程更加稳定高效。
具体地，光伏组件固定架35的顶部设置有平衡轮351.该平衡轮351具体为两个，且分别相对设置于光伏组件固定架35的顶部的两侧，以提高光伏组件固定架35的结构平衡性，使其旋转过程中更加平稳可靠，光伏组件各部分所受离心力分布更加均匀，并使整个离心处理过程更加平稳高效。
应当指出，上述平衡轮351具体为两个仅为优选方案，其数量并不局限于图中所示的两个，只要是能够满足所述热高速离心分解回收光伏组件设备的使用需要均可。
更具体地，离心电机36上设置有减速器361。该减速器361能够保证离心电机36的转轴的转速稳定在适当的范围内，以满足所述热高速离心分解回收光伏组件设备的工作需要。
另一方面，机架3的顶部设置有驱动舱门312沿竖直方向移动的升降装置38。通过该升降装置38驱动舱门312沿竖直方向移动，以达到舱门312的开启和闭合的目的，使其开启与闭合过程更加简便易行。
此外，升降装置38具体为液压升降装置。当然，该升降装置38并不局限于图中所示的液压升降装置，还可以为丝杠、滑轮组或电控开关等动力装置，即，只要满足所述热高速离心分解回收光伏组件设备的实际使用需要均可。
另外，机架3的底部设置有支腿39。该支腿39能够保证机架3的主要承重结构更加稳定可靠。应当明确，该支腿39的数量具体为图中所示的三个仅为优选方案，其数量并不局限于图中所示，只要是能够满足所述热高速离心分解回收光伏组件设备的使用需要均可。
综上可知，本发明中提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺，通过依次进行的加热、离心分离和分类回收工艺步骤，将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的EVA和PVB等橡塑材质组件熔化，而后，通过离心机将被高温处理后的光伏组件上已熔化的EVA和PVB等橡塑材料以及附着于该熔融状态橡塑材料上的电池片、背板以及焊带等组件由光伏组件上分离出来，并最终将分离完成后的各种材料分别回收，以便重复利用或进行后续的相关处理工作。整个处理过程依靠高温逐步熔化光伏组件的各个材料组件，无需焚烧作业，从而避免了因焚烧相关橡塑材料组件而产生的有毒气体，减少了光伏组件分解回收过程对周围环境的影响，使其处理过程更加环保。同时，采用离心分离的方式将熔化后的各不同材质的组件分别回收，提高了回收后单一材料的纯净度，且各材料的化学性质无明显变化，使其更加利于回收利用，避免了因材料的化学性质改变无法重复利用而导致的材料浪费，显著提高了材料利用率。
此外，本发明提供的用于上述热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备，通过内部各部件的相互配合，有效实现了上述热高速离心分解回收光伏组件工艺所需的各加工过程，满足了实际的工艺处理需要。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的热高速离心分解回收光伏组件工艺以及用于该热高速离心分解回收光伏组件工艺的热高速离心分解回收光伏组件设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热高速离心分解回收光伏组件工艺，其特征在于，包括步骤：
加热，将待处理的光伏组件置于200℃-220℃的高温密闭环境中进行加热处理，以使其内部的橡塑材质组件熔化；
离心分离，通过离心机将被处理光伏组件上已熔化的橡塑材料及附着于其上的电池片、背板、焊带组件由光伏组件上分离出来；
分类回收，将分离完成后的各种材料分别回收。
2.如权利要求1所述的热高速离心分解回收光伏组件工艺，其特征在于：所述步骤离心分离所采用的离心转速为1000转/分钟。
3.如权利要求1至2中任一项所述的热高速离心分解回收光伏组件工艺，其特征在于：所述步骤加热之前还包括步骤：
通气，在待使用的高温密闭环境中通入惰性气体，以防止熔化后的材料在高温环境下与氧气相接触并发生氧化。
4.一种热高速离心分解回收光伏组件设备，包括机架，其特征在于：所述机架内设置有油浴加热舱，所述油浴加热舱的外部设置有油浴加热套，所述油浴加热套的外部连接有热电偶控制器，所述油浴加热舱上还连接有测温装置；
所述油浴加热舱上设置有用于通入惰性气体的充气阀，所述油浴加热舱上还设置有排气阀和真空泵，所述油浴加热舱的底部分别设置有熔融液态材料释放阀和固态材料释放阀，所述油浴加热舱的内部沿其周向设置有隔离网，且所述熔融液态材料释放阀与所述固态材料释放阀分别位于所述隔离网的两侧；
所述油浴加热舱的顶部沿水平方向设置有舱门，所述舱门的下方设置有光伏组件固定架，所述舱门的上方设置有离心电机，所述舱门的中部具有与所述离心电机的转轴相适配的通孔，所述离心电机的转轴贯穿所述通孔并与所述光伏组件固定架相连接，所述通孔上设置有与所述离心电机的转轴相配合的密封盘。
5.如权利要求4所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述油浴加热套的外部设置有保温层。
6.如权利要求4所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述光伏组件固定架的顶部设置有平衡轮。
7.如权利要求4所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述离心电机上设置有减速器。
8.如权利要求4至7中任一项所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述机架的顶部设置有驱动所述舱门沿竖直方向移动的升降装置。
9.如权利要求8所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述升降装置具体为液压升降装置。
10.如权利要求9所述的热高速离心分解回收光伏组件设备，其特征在于：所述机架的底部设置有若干支腿。
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