CN108262332A - 一种光伏组件无公害回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所揭示的一种光伏组件无公害回收方法，包括如下步骤：铝边框拆解，背板与组件分离，电池片层分离，高温煅烧处理，背板处理，其中背板处理先采用使用破碎机进行破碎，破碎后背板平均尺寸控制在10mm以下；将破碎后的背板添加0.1‑15%吸酸剂、0.1‑20%无机粉体、0.1‑25%相容剂，0.1‑5%抗老化助剂进行高速搅拌混合均匀后投入到流延挤出机中，加工温度为250‑320℃，挤出流延为150‑800um的片材。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件报废处理领域，具体涉及一种光伏组件无公害回收方法。
背景技术
随着我国光伏装机总量逐年上升，不远的将来我国光伏组件大规模的报废不可避免，因此提早做好规模化、高效、低能耗、低成本的光伏组件回收技术储备才能有备无患，实现可持续发展。光伏组件的寿命周期一般为25年，当转化效率降低到一定程度时，组件失效，需要报废更新。一般情况下，太阳能被视为一种废物产生量最小的能源，在组件的使用过程中不会产生对环境有害的废物，但太阳能电池报废后产生的固体废弃物也不能够忽视。根据中国可再生能源协会对太阳能电池对太阳能电池废弃量的预测推算，从2020年之后，我国的太阳能电池的固体废弃物会出现大幅度增长，累计废弃量也会逐渐增加。
晶硅太阳能电池组件包括八大材料，分别是玻璃、封装胶膜、电池片、焊带、硅胶、铝边框、接线盒、光伏背板，其中光伏背板作为晶硅太阳能电池组件最重要的封装材料之一，其回收处理成为光伏组件回收的最大难题，背板以聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟涂料等类型含氟高分子材料。现有的回收技术一般为高温焚烧处理或化学处理。
其中高温焚烧过程中含氟材料会分解产生剧毒氟化氢气体，危害人体健康和环境安全。
化学处理一般使用无机或者有机酸溶解，实现玻璃与封装材料的分离。但由于封装材料被包裹在玻璃之间，溶解需要 7 天左右，周期较长，大量溶剂的后处理也是问题，同时分离出来的背板材料通常也是采用焚烧处理，难以进行回收再利用。
还有一种是使用粉碎的方法将组件粉碎，然后对混合的材料进行分离。但是这种方法很难实现单一组分的充分分离，背板材料夹杂在其中造成后续处理更为困难。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种光伏组件无公害回收方法，实现对光伏组件以及背板的无害化处理，使光伏组件的回收过程更加环保，避免对环境造成二次污染。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下 ：一种光伏组件无公害回收方法，具体包括如下步骤：
（1）铝边框拆解：采用机械拆除方式将报废光伏组件的封装铝边框及接线盒从组件上拆卸下来；
（2）背板与组件分离：将上述步骤（1）拆卸后的组件放置在平整的操作平台上，玻璃面朝下，控制平台表面温度为60~160℃，使用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将背板与封装材料进行分离，分离过程中间背板层提起，且背板表面保留0.5~50μm封装材料残余层；
（3）电池片层分离：对于步骤（2）分离后的封装材料，采用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将电池片层与玻璃层分离，分离后的玻璃层表面保留0.5-300um的封装材料层；
（4）高温煅烧处理：将步骤（3）分离后的电池片层进行高温煅烧，冷却后得到焊带、汇流条和硅电池片，将玻璃层也高温煅烧，冷却后后得到玻璃碎片；
（5）背板处理：使用破碎机将步骤（2）分离出来的背板层进行破碎，破碎后背板平均尺寸控制在10mm以下；将破碎后的背板中添加背板质量0.1-15%的吸酸剂、0.1-20%的无机粉体、0.1-25%的相容剂，0.1-5%的抗老化助剂进行高速搅拌混合均匀后投入到流延挤出机中，加工温度为250-320℃，挤出流延为150-800um的片材。
作为优选，所述步骤（2）中背板与组件分离也可以选择采用高速转动的钢丝或者薄刀片，在控制平台不加热的情况下直接对背板和封装材料进行分离。
作为优选，所述步骤（5）中吸酸剂为水滑石、沸石、氧化镁、氧化锌、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化锌、氢氧化铝三乙胺中的一种或多种的组合。
作为优选，所述步骤（5）中无机粉体为钛白粉、滑石粉、氧化铝、二氧化硅、云母、炭黑、硫酸钡、蒙脱土中的一种或多种的组合。
作为优选，所述步骤（5）中相容剂为线性低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、中密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、高密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、超高分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯为末端段且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、均聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、共聚型聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯醚接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚碳酸酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、中密度聚乙烯接枝马 来酸酐、高密度聚乙烯接枝马来酸酐、超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯为末端段 且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝马来酸酐、均聚聚丙烯接枝马来酸酐、共聚型聚丙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚苯醚接枝马来酸酐、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚碳酸酯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物中的一种或多种的组合。
作为优选，所述步骤（5）中抗老化助剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂、水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗水解剂聚碳化二亚胺中的一种或多种的组合。
有益效果：本发明所揭示的一种光伏组件无公害回收方法，具有如下有益效果：
1、解决含氟材料对环境的污染问题：与焚烧或填埋相比，本发明回收时不会产生氢，氟等有害气体，避免了对环境的污染；
2、材料再生再利用，提高产品附加值：对电池层进行高温煅烧实现材料再回收利用；
3、提高我国光伏行业绿色国际竞争力：全球光伏行业正在朝着谁安装、谁处理的方向发展，但是为了保障光伏组件寿命，又必须使用以含氟材料作为组件寿命保护层，因此含氟材料封装组件往往在组件出口到欧洲等发达地区时往往为当地所诟病。本发明可为光伏组件寿命到期后含氟背板回收提供一套完整的解决方案，可提高我国光伏组件的市场接受程度，提高我国光伏行业绿色国际竞争力。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体内容，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种光伏组件无公害回收方法，具体包括如下步骤：
（1）铝边框拆解：采用机械拆除方式将报废光伏组件的封装铝边框及接线盒从组件上拆卸下来；
（2）背板与组件分离：将上述步骤（1）拆卸后的组件放置在平整的操作平台上，玻璃面朝下，控制平台表面温度为60~160℃，使用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将背板与封装材料进行分离，分离过程中间背板层提起，且背板表面保留0.5~50μm封装材料残余层，或者采用高速转动的钢丝或者薄刀片，在控制平台不加热的情况下直接对背板和封装材料进行分离；
（3）电池片层分离：对于步骤（2）分离后的封装材料，采用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将电池片层与玻璃层分离，分离后的玻璃层表面保留0.5-300um的封装材料层；
（4）高温煅烧处理：将步骤（3）分离后的电池片层进行高温煅烧，冷却后得到焊带、汇流条和硅电池片，将玻璃层也高温煅烧，冷却后后得到玻璃碎片；
（5）背板处理：使用破碎机将步骤（2）分离出来的背板层进行破碎，破碎后背板平均尺寸控制在10mm以下；将破碎后的背板中添加背板质量0.1-15%的吸酸剂、0.1-20%的无机粉体、0.1-25%的相容剂，0.1-5%的抗老化助剂进行高速搅拌混合均匀后投入到流延挤出机中，加工温度为250-320℃，挤出流延为150-800um的片材。
所述步骤（5）中吸酸剂为水滑石、沸石、氧化镁、氧化锌、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化锌、氢氧化铝三乙胺中的一种或多种的组合。
无机粉体为钛白粉、滑石粉、氧化铝、二氧化硅、云母、炭黑、硫酸钡、蒙脱土中的一种或多种的组合。
相容剂为线性低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、中密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、高密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、超高分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯为末端段且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、均聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、共聚型聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯醚接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚碳酸酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、中密度聚乙烯接枝马 来酸酐、高密度聚乙烯接枝马来酸酐、超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯为末端段 且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝马来酸酐、均聚聚丙烯接枝马来酸酐、共聚型聚丙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚苯醚接枝马来酸酐、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚碳酸酯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物中的一种或多种的组合。
抗老化助剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂、水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗水解剂聚碳化二亚胺中的一种或多种的组合。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）铝边框拆解：采用机械拆除方式将报废光伏组件的封装铝边框及接线盒从组件上拆卸下来；
（2）背板与组件分离：将上述步骤（1）拆卸后的组件放置在平整的操作平台上，玻璃面朝下，控制平台表面温度为60~160℃，使用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将背板与封装材料进行分离，分离过程中间背板层提起，且背板表面保留0.5~50μm封装材料残余层；
（3）电池片层分离：对于步骤（2）分离后的封装材料，采用表面温度为60-350℃的钢丝或者刀片将电池片层与玻璃层分离，分离后的玻璃层表面保留0.5-300um的封装材料层；
（4）高温煅烧处理：将步骤（3）分离后的电池片层进行高温煅烧，冷却后得到焊带、汇流条和硅电池片，将玻璃层也高温煅烧，冷却后后得到玻璃碎片；
（5）背板处理：使用破碎机将步骤（2）分离出来的背板层进行破碎，破碎后背板平均尺寸控制在10mm以下；将破碎后的背板中添加背板质量0.1-15%的吸酸剂、0.1-20%的无机粉体、0.1-25%的相容剂，0.1-5%的抗老化助剂进行高速搅拌混合均匀后投入到流延挤出机中，加工温度为250-320℃，挤出流延为150-800um的片材。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于：所述步骤（2）中背板与组件分离也可以选择采用高速转动的钢丝或者薄刀片，在控制平台不加热的情况下直接对背板和封装材料进行分离。
3. 根据权利要求1 所述的一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于：所述步骤（5）中吸酸剂为水滑石、沸石、氧化镁、氧化锌、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、氢氧化锌、氢氧化铝三乙胺中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于：所述步骤（5）中无机粉体为钛白粉、滑石粉、氧化铝、二氧化硅、云母、炭黑、硫酸钡、蒙脱土中的一种或多种的组合。
5. 根据权利要求1所述的一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于：所述步骤（5）中相容剂为线性低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、中密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、高密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、超高分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯为末端段且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、均聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、共聚型聚丙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯乙烯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚苯醚接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚碳酸酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、中密度聚乙烯接枝马 来酸酐、高密度聚乙烯接枝马来酸酐、超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯为末端段 且以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物接枝马来酸酐、均聚聚丙烯接枝马来酸酐、共聚型聚丙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚苯醚接枝马来酸酐、乙烯辛烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、乙烯戊烯共聚聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚碳酸酯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐、聚甲基丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯接枝甲基丙烯酸脱水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种光伏组件无公害回收方法，其特征在于：所述步骤（5）中抗老化助剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂、水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗水解剂聚碳化二亚胺中的一种或多种的组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180710 |