CN111790738A - 破碎分选太阳电池组件的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种破碎分选太阳电池组件的设备和方法，破碎分选太阳电池组件的设备包括有锤碎拆分装置、风选分离装置、振动筛分装置、静电分选装置和气流破碎分级装置。本发明采用物理性环保方法，通过锤碎拆分装置将除铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎成颗粒混合物，筛选塑料颗粒进行回收的同时提前筛选回收了金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒这些铜质材料。通过气流破碎分级装置将剩余颗粒混合物破碎成粉末，实现电池片中硅、银和铝等元素的分离与分选。本发明的设备处理速度快，能够规模化、自动化地实现废弃太阳电池组件尤其是晶硅组件的环保回收，解决了太阳电池组件大规模退役带来的环境压力和资源重复利用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池回收领域，具体地说是一种破碎分选太阳电池组件的设备和方法。
背景技术
光伏发电市场迅猛发展，这就要求对超过寿命期后的光伏组件（太阳电池组件），尤其是占据世界市场份额达80%以上的晶硅电池组件及其组分（玻璃、硅、铜、铝、银、塑料等）进行无害化处理、乃至回收利用，可缓解光伏器件原材料短缺问题，并降低资源浪费与生态环境污染。
国际上，欧洲和日本能源行业对光伏组件回收与无害化处理技术及管理体系开展了深入研究，并已将其纳入法规政策。2012年，欧盟会议正式更改“废弃电气和电子设备”规章，将光伏组件列为废弃电子设备，必须进行收集和回收利用。
当前的研究热点之一是酸解或有机溶剂溶解法。比利时BP solar公司提出酸解技术，即将无背板电池片组成的组件浸泡在60℃硝酸中；热酸反应将电池片和玻璃中间的EVA交联塑料溶解，而电池片上银栅线和铝浆等成分也同时浸出，从而得到完整硅片和玻璃。日本东京大学Doi等采用有机化学方法，筛选发现采用三氯乙烯作为溶剂，在80℃下可有效溶解EVA膜。此法必须对组件加压，需要7天以上的时间。韩国Kim等通过有机溶剂辅助超声方法来提高溶解速率，研究了不同溶剂浓度、温度、超声波功率和超声辐射时间等条件对溶解反应的影响。发现在450W超声波功率，温度为70℃下，EVA膜在3mol/L甲苯中1h即可完全溶解。无机酸或有机溶剂溶解法可得到完整硅片和玻璃，但也出现耗酸量大、产生大量有毒气体、有机废液等二次废弃物处理的问题。
热解法也被应用于晶硅组件回收研究中。瑞士能源公司利用高温流化床法，在450℃的氮气氛中45min可将EVA膜及背板去除，进而回收玻璃和电池片。该法原理是利用细沙在高温流化床内随高温N2气体流动，细沙处于滚烫流动状态，具有液体性质，通过机械力作用使流化床内EVA和背板气化，且废气以二次燃烧法作为反应器热源可得到处理及再利用。德国Deutsche Solar AG公司的固定容器热处理技术，以600℃马弗炉或焚烧炉将塑料类组分（EVA、背板等）全部热处理掉，后续再分离电池片、玻璃和合金边框等。热解法分离电池各组分，其效率较高，但高能耗、并且显著的热解废气和后续刻蚀恢复完整硅片的废液污染等问题不可忽视。
研究表明，热解超过500℃所得油相产物主要为碳原子个数在1-30之间的烯烃、烷烃的长链和直链异构体；气相产物为短链烯烃、烷烃等。油相和气相产物大部分具有污染性。另外，日本学者Katsuya等发现热解过程中EVA受热膨胀导致薄电池片易受力破碎；PVCycle也指出，当电池厚度小于200微米时，热处理技术已无法得到完整硅片。有机溶解与热处理联用法也有报道（韩国忠南国立大学Kim等），但工艺过于复杂。
现有技术采用热解法或溶剂法除去EVA胶膜和背板，再分离电池片和玻璃，但存在废气、废液污染问题，且溶剂法处理时间为几个小时至几天。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种破碎分选太阳电池组件的设备，以解决现有技术中难以对太阳电池组件进行拆解并分类的问题。
本发明的目的之二就是提供一种破碎分选太阳电池组件的方法，以解决现有技术中拆解太阳电池组件容易产生废水废气的问题。
本发明的目的之一是这样实现的：一种破碎分选太阳电池组件的设备，包括有锤碎拆分装置、风选分离装置、振动筛分装置、静电分选装置和气流破碎分级装置；
所述锤碎拆分装置用于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎拆分成颗粒混合物后送至风选分离装置；
所述风选分离装置接收所述锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物分离成以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物和以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，然后将大颗粒物输送至振动筛分装置，将小颗粒物输送至风力破碎分级装置；
所述振动筛分装置接收所述风选分离装置输送的大颗粒物，将大颗粒物进行振动筛分，将大颗粒物中大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒传送至静电分选装置进行分选，将大颗粒物中小尺寸的塑料颗粒送出并收集；
所述静电分选装置接收所述振动筛分装置输送的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒，并对其进行分选和收集；
所述气流破碎分级装置接收所述风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝元素的粉体后进行收集。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：
还包括有第一送料装置和第二送料装置，所述第一送料装置向所述锤碎拆分装置输送去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件；所述第二送料装置接收所述锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物输送至所述风选分离装置；所述第一送料装置和第二送料装置包括有传送平台，所述传送平台包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，所述传动带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。
所述锤碎拆分装置包括锤碎腔体、设置在所述锤碎腔体内的锤击机构、设置在所述锤击机构下方的出料筛网以及用于驱动所述锤击机构的锤碎电机；在所述腔体上侧有锤碎入料口，在所述腔体出料筛网下侧有锤碎出料口；所述锤击机构包括有转轴和设置在转轴上的5-20个锤片，所述锤片的一端沿转轴同轴均匀排列，所述锤碎电机驱动所述转轴带动锤片转动进行锤击。
所述锤片转速0—3500转/分钟可调，所述出料筛网的网孔为5目—50目可调；所述锤片近转轴端的宽度为5-10cm可调，所述锤片远转轴端的宽度为8-20cm可调，锤片的长度为10-30cm可调，锤片的厚度为1-5cm可调。
所述风选分离装置包括有旋风收集腔、负压机构、粉体收集腔、粉体过滤腔和高压风机；在所述旋风收集腔上部设置有进料的送料风管，在所述旋风收集腔的底部设置有风选大颗粒出料管，在所述旋风收集腔的顶部设置有风选小颗粒出料管；所述负压机构通过风选小颗粒出料管与旋风收集腔连通，所述负压机构通过管道与所述粉体收集腔相连通，在所述粉体收集腔顶部设置有与粉体收集腔连通的粉体过滤腔，在所述粉体收集腔底部通过管道与所述气流破碎分级装置连通；在所述粉体过滤腔顶部通过安装有脉冲电磁阀的管道与高压风机连通，在所述粉体过滤腔顶部设置有排气口。
所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底盘设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述静电分选装置连通；所述振动筛的筛网孔径为20目-80目可调。
所述静电分选装置包括有静电分选腔、辊轮、荷电机构、刮板和分隔收料盒，在所述静电分选腔内设置有位于辊轮正上方的静电入料口；所述刮板设置在所述辊轮下方并与所述辊轮表面接触，在所述刮板边缘设置有与所述辊轮表面接触的毛刷，所述辊轮在辊轮电机的带动下转动；所述荷电机构包括有电极和与电极相连的高压电源，所述电极设置在辊轮上方，所述辊轮接地，使得电极和辊轮之间的区域为放电区，所述分隔收料盒设置在所述刮板和辊轮的下方。
所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。
本发明的目的之二是这样实现的：一种破碎分选太阳电池组件的方法，包括如下步骤：
a、置备权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送入锤碎拆分装置；
b、锤碎拆分装置将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎拆分成颗粒混合物后送至风选分离装置；
c、风选分离装置接收锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物分离成以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物和以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，然后将大颗粒物输送至振动筛分装置，将小颗粒物输送至风力破碎分级装置；
d、振动筛分装置将大颗粒物进行振动筛分，然后将大颗粒物中大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒传送至静电分选装置进行分选，将大颗粒物中小尺寸的塑料颗粒的进行收集；
e、静电分选装置接收振动筛分装置输送的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒，并对其进行分选和收集；
f、气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝元素的粉体后进行收集。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：
所述步骤b中，所述锤碎拆分装置包括锤碎腔体、设置在所述锤碎腔体内的锤击机构、设置在所述锤击机构下方的出料筛网以及用于控制所述锤击机构的锤碎电机；在所述腔体上侧有锤碎入料口，在所述腔体出料筛网下侧有锤碎出料口；所述锤击机构包括有转轴和设置在转轴上的5-20个锤片，所述锤片的一端沿转轴同轴均匀排列，所述锤碎电机驱动所述转轴带动锤片转动进行锤击；
具体的方法是：锤碎拆分装置的锤碎电机带动锤击机构的锤片旋转，锤片将太阳电池组件击碎，组件塑料被锤碎成塑料颗粒，组件电池片被锤碎成硅颗粒和金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒，这些颗粒形成颗粒混合物；小于出料筛网网孔的颗粒混合物通过筛网网孔筛出，并通过锤碎出料口送至第二送料装置，由第二送料装置送至风选分离装置，大于出料筛网网孔的颗粒混合物被锤片继续击碎，直至变成小于出料筛网网孔的颗粒混合物，然后重复上述步骤被送至风选分离装置，实现太阳电池组件的初级破碎；
所述步骤c中，所述风选分离装置包括有旋风收集腔、离心风机、粉体收集腔、粉体过滤腔，脉冲电磁阀和高压风机；在所述旋风收集腔上部设置有进料的送料风管，在所述旋风收集腔的底部设置有风选大颗粒出料管，在所述旋风收集腔的顶部设置有风选小颗粒出料管；所述负压机构通过风选小颗粒出料管与旋风收集腔连通，所述负压机构通过管道与所述粉体收集腔相连通，在所述粉体收集腔顶部设置有与粉体收集腔连通的粉体过滤腔，在所述粉体收集腔底部通过管道与所述气流破碎分级装置连通；在所述粉体过滤腔顶部通过脉冲电磁阀与高压风机连通，在所述粉体过滤腔顶部设置有排气口；
具体的方法是：开启风选分离装置的离心风机，产生高速气流，气流带动颗粒混合物通过送料风管进入旋风收集腔，颗粒混合物中以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物从旋风收集腔底部连通的风选大颗粒下料管输送至振动筛分装置；颗粒混合物中以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主小颗粒物通过设置在旋风收集腔顶部的风选小颗粒出料管和离心风机进入粉体收集腔，然后小颗粒物随气流进入粉体过滤腔，被粉体过滤腔的滤袋捕获，过滤后的空气被排出；然后关闭离心风机，开启高压风机，然后脉冲电磁阀周期开启和关闭，气流使粉体过滤腔的过滤袋产生振动，被过滤袋捕获的小颗粒物落入粉体收集腔的底部，然后小颗粒物被传送到气流破碎分级装置；
所述步骤d中，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底盘设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述静电分选装置连通；
具体的方法是：以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物进入振动筛分装置腔体，落在振动筛网上，振动腔体在振动电机带动下垂直和水平振动，通过振动筛网对大颗粒物进行筛分；小尺寸的塑料颗粒通过振动筛网网孔进入振动腔体的底盘，并通过振动小颗粒出料管被传送出去，实现收集；振动筛网上没被筛落的以大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物，通过振动大颗粒出料管被送至静电分选装置；
所述步骤e 中，所述静电分选装置包括有静电分选腔，辊轮、荷电机构、刮板和分隔收料盒；在所述静电分选腔内设置有位于辊轮正上方的静电入料口；所述刮板设置在所述辊轮下方并与所述辊轮表面接触，在所述刮板边缘设置有与所述辊轮表面接触的毛刷，所述辊轮在辊轮电机的带动下转动；所述荷电机构包括有电极和与电极相连的高压电源，所述电极设置在与辊轮同一水平面上，所述辊轮接地，使得电极和辊轮之间的区域为放电区，所述分隔收料盒设置在所述刮板和辊轮的下方；
具体的方法是：大颗粒物经由进料传送机构和振动大颗粒出料管送至静电分选腔内的辊轮上，辊轮在辊轮电机带动下转动，携带大颗粒物进入高压电极的放电区，大颗粒物表面吸附放电的电荷；大颗粒物中的金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒这种导体类颗粒在荷电后，直接通过辊轮接地放电，使其在辊轮表面无静电吸附力，在辊轮旋转出高压放电区时，从辊轮表面脱落掉入辊轮下方的分隔收料盒的左边区域内；大颗粒物中的塑料颗粒荷电后，通过静电吸附力而吸附在辊轮表面，随辊轮旋转，并由刮板刮除辊轮表面的塑料颗粒，塑料颗粒从辊轮表面脱落掉入到分隔收料盒与刮板对应的右边区域内，实现了塑料颗粒与金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒分选和收集；
所述步骤f中，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；
具体的方法是：打开气流破碎装置的空气压缩机和气体流量控制器，使得压缩空气通过气流喷嘴形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物在气流喷嘴区域高速碰撞，将小颗粒物粉碎形成粉体，粉体随气流粉碎腔体内的气体涡流被传送到涡轮分级机，根据小颗粒物内的硅、银、铝颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝元素的粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机的转速，依次分选出硅、银、铝元素的粉体，分选出的粉体在引风机产生的气流下运送进入物料收集腔，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝不同元素颗粒的分别分选与收集。
本发明采用物理性环保方法，通过锤碎拆分装置将除铝边框和玻璃的太阳电池组件切锤碎成颗粒混合物，然后通过振动筛分装置和和静电分选装置，筛选塑料颗粒进行回收的同时提前筛选回收了金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒这些铜质材料。通过气流破碎分级装置将剩余颗粒混合物破碎成粉末，实现了电池片中硅、银和铝等元素的分离与分选。由于提前筛选出铜材质的颗粒，影响并提高了流破碎分级装置对硅、银和铝的分选分离纯度。本发明的破碎分选太阳电池组件的设备处理速度快，能够规模化、自动化地实现废弃太阳电池组件尤其是晶硅组件的环保回收，解决了太阳电池组件大规模退役带来的环境压力和资源重复利用的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、传送平台，101、第一送料装置，102、第二送料装置，2、锤碎腔体，3、锤击机构，4、出料筛网，5、锤碎出料口，6、锤碎入料口，7、锤碎电机，8、送料风管，9、旋风收集腔，10、风选小颗粒出料管，11、离心风机，12、风选大颗粒出料管，13、粉体收集腔，14、粉体过滤腔，15、排气口，16、脉冲电磁阀，17、高压风机，18、过滤袋，19、振动腔体，20、振动筛网，21、底盘 22、振动电机，23、振动大颗粒出料管，24、进料传送机构，25、辊轮，26、辊轮电机，27、电极，28、高压电源，29、刮板，30、分隔收料盒，31、空气压缩机，32、气体流量控制器，33、气流喷嘴，34、气流粉碎腔，35、涡轮分级机，36、物料收集腔，37、引风机，38、振动小颗粒出料管，39、静电分选腔。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的设备包括有第一送料装置101、锤碎拆分装置、第二送料装置102、风选分离装置、振动筛分装置、静电分选装置和气流破碎分级装置。
锤碎拆分装置包括锤碎腔体2、设置在锤碎腔体2内的锤击机构3、设置在锤击机构3下方的出料筛网4以及用于驱动锤击机构3的锤碎电机7。在腔体上侧有锤碎入料口6，在腔体出料筛网4下侧有锤碎出料口5。锤击机构3包括有转轴和设置在转轴上的5-20个锤片，锤片的一端沿转轴同轴均匀排列，锤碎电机7控制所述转轴带动锤片高速转动进行锤击。本发明的锤击机构3与矿石锤碎机锤碎机构的结构类同，但是对锤片的参数进行了改进，以适用于本发明的实施例，其中，锤片转速0—3500转/分钟可调，锤片近转轴端的宽度为5-10cm可调，锤片远转轴端的宽度为8-20cm可调，锤片的长度为10-30cm可调，锤片的厚度为1-5cm可调。出料筛网4的网孔为5目—50目可调，小于出料筛网4网孔的颗粒混合物通过出料筛网4网孔筛出，然后通过锤碎出料口5落入第二送料装置102的传送平台1上，由第二送料装置102将送至风选分离装置，大于出料筛网4网孔的颗粒混合物被锤片旋转带动的气流卷起，继续被锤片击碎，直至变成小于出料筛网4网孔的颗粒混合物。锤碎拆分装置将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎拆分成颗粒混合物后送至风选分离装置。
第一送料装置101与锤碎拆分装置相接，即第一送料装置101里的传送平台1的末端设置在锤碎拆分装置里的锤碎入料口6的上方，以便于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送至锤碎拆分装置。第二送料装置102设置在锤碎拆分装置锤碎出料口的下方，以便于接收锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，然后将颗粒混合物输送至风选分离装置。第一送料装置101和第二送料装置102均包括有传送平台1，该传送平台1包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，传送带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。第一送料装置101和第二送料装置102可以由传送平台1来实现，还可以由其他已知的能够实现送料的装置来实现。
风选分离装置包括有旋风收集腔9、负压机构、粉体收集腔13、粉体过滤腔14和高压风机17。在旋风收集腔9上部设置有进料的送料风管8，在旋风收集腔9的底部设置有风选大颗粒出料管12，在旋风收集腔9的顶部设置有风选小颗粒出料管10；负压机构采用离心风机11产生高速气流，带动颗粒混合物进入风选分离装置。离心风机11通过风选小颗粒出料管10与旋风收集腔9连通，离心风机11通过管道与粉体收集腔13相连通，并设置在与旋风收集腔9和粉体收集腔13同一水平面上，以便于颗粒混合物在各个腔体内顺利流动。在粉体收集腔13顶部设置有与粉体收集腔13连通的粉体过滤腔14，粉体收集腔13底部通过管道与气流破碎分级装置连通。在粉体过滤腔14顶部通过安装有脉冲电磁阀16的管道与高压风机17连通，在粉体过滤腔14顶部设置有排气口15。在粉体过滤腔14内设置有多个过滤袋18，多个过滤袋18均匀排列布满整个粉体过滤腔14，粉体过滤腔14的数量为8-20个。
振动筛分装置包括有振动腔体19、设置在振动腔体19内的振动筛网20和用于带动振动腔体19水平、垂直振动的振动电机22；在振动腔体19上方设置有与风选分离装置连通的振动腔入料口，在振动腔体19底部的底盘21上设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体19内振动筛网20的上方设置有振动大颗粒出料管23，振动大颗粒出料管23与静电分选装置连通。振动筛的筛网孔径为20目-80目可调。振动筛分装置的振动腔入料口与风选分离装置的风选大颗粒出料管12相连通，通过风选大颗粒出料管12接收风选分离装置输送的大颗粒物，将大颗粒物进行振动筛分，大于振动筛网20网孔的塑料颗粒为大颗粒物中大尺寸的塑料颗粒，小于振动筛网20网孔的塑料颗粒为大颗粒物中小尺寸的塑料颗粒，小尺寸的塑料颗粒被振动筛网20筛出，再通过振动小颗粒出料管38送出并收集。留在振动筛网20上的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒传送至静电分选装置进行分选。
静电分选装置包括静电分选腔39、辊轮25、荷电机构、刮板29和分隔收料盒30。静电分选装置的静电入料口与振动筛分装置的振动大颗粒出料管23相连通，该静电入料口位于辊轮25正上方。在振动大颗粒出料管23上设置有进料传送机构24，该进料传送机构24将物料通过振动大颗粒出料管23送至静电分选装置。刮板29设置在辊轮25下方并与辊轮25表面接触，在刮板29边缘设置有与辊轮25表面接触的毛刷。辊轮25在辊轮电机26的驱动下转动。荷电机构包括有电极27和与电极27相连的高压电源28，电极27设置在与辊轮25正上方，辊轮25接地，使得电极27和辊轮25之间的区域为放电区。分隔收料盒30设置在刮板29和辊轮25的下方。其中，电极27与辊轮25表面的距离为5-15cm可调，高压电源28的电压为0-80kV可调，辊轮25的转速为0-400转/分钟可调。
气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔34、多个气流喷嘴33、气体流量控制器32、空气压缩机31、涡轮分级机35、物料收集腔36和引风机37。在气流粉碎腔34底部设置有与风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，粉碎腔入料口与粉体收集腔13的底部的管道连通。气流喷嘴33为位于气流粉碎腔34底部、粉碎腔入料口上方，呈对称分布，数量可根据需要设置3—10对。空气压缩机31通过气体流量控制器32与多个气流喷嘴33连通。空气压缩机31产生压缩空气，流量控制器控制压缩空气流量，压缩空气经过气流喷嘴33形成高速气流。在气流粉碎腔34顶部设置有的涡轮分级机35，在涡轮分级机35侧边通过管道连通有物料收集腔36，在物料收集腔36下方设置有引风机37。涡轮分级机35的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。电池片颗粒内的硅、银、铝等颗粒的莫氏硬度不同、密度不同，碰撞形成的硅、银、铝粉体的粒度直径有差异，粉体随气流破碎腔体内的气体涡流被传送到腔体上部的分级涡轮装置，分级涡轮装置的涡轮转速可调，分选出不同粒度的粉体。分选出的粉体在引风机37产生的气流运送下进入物料收集装置。气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝元素的粉体后进行收集。
实施例2
本发明的破碎分选太阳电池组件的方法包括如下步骤：
a、置备实施例1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送入锤碎拆分装置。
b、锤碎拆分装置的锤碎电机7带动锤击机构3的锤片旋转，锤片将太阳电池组件击碎，组件塑料被锤碎成塑料颗粒，组件电池片被锤碎成硅颗粒和金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒，这些颗粒形成颗粒混合物；小于出料筛网4网孔的颗粒混合物通过筛网网孔筛出，并通过锤碎出料口送至第二送料装置102，由第二送料装置102送至风选分离装置，大于出料筛网4网孔的颗粒混合物被锤片旋转产生的气流卷起，继续被锤片击碎，直至变成小于出料筛网4网孔的颗粒混合物，然后重复上述步骤被送至风选分离装置，实现太阳电池组件的初级破碎。
c、开启风选分离装置的离心风机11，产生高速气流，气流带动第二送料装置102传送平台上的颗粒混合物通过送料风管8进入旋风收集腔9，颗粒混合物中以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物从旋风收集腔9底部连通的风选大颗粒出料管12输送至振动筛分装置；颗粒混合物中以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主小颗粒物通过设置在旋风收集腔9顶部的风选小颗粒出料管10和离心风机11进入粉体收集腔13，然后小颗粒物随气流进入粉体过滤腔14，被粉体过滤腔14的过滤袋18捕获，过滤后的空气被排出；然后关闭离心风机11，开启高压风机17，然后脉冲电磁阀16周期开启和关闭，气流使粉体过滤腔14的过滤袋18产生振动，被过滤袋18捕获的小颗粒物落入粉体收集腔13的底部，然后小颗粒物被传送到气流破碎分级装置。
d、以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物进入振动筛分装置腔体，落在振动筛网20上，振动腔体19在振动电机22带动下垂直和水平振动，通过振动筛网20对大颗粒物进行筛分；小尺寸的塑料颗粒通过振动筛网20网孔进入振动腔体19的底盘21，并通过振动小颗粒出料管38被传送出去，实现收集；留在振动筛网20上的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒，通过振动大颗粒出料管23进入静电分选装置。
e、大颗粒物经由进料传送机构24和振动大颗粒出料管23送至静电分选腔39内的辊轮25上，辊轮25在辊轮电机26带动下转动，携带大颗粒物进入高压电极27的放电区，大颗粒物表面吸附放电的电荷；大颗粒物中的金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒这种导体类颗粒在荷电后，直接通过辊轮25接地放电，使其在辊轮25表面无静电吸附力，在辊轮25旋转时，从辊轮25表面脱落掉入辊轮25下方的分隔收料盒30的左边区域内；大颗粒物中的塑料颗粒荷电后，通过静电吸附力而吸附在辊轮25表面，随辊轮25旋转，并由刮板29刮除辊轮25表面的塑料颗粒，塑料颗粒从辊轮25表面脱落掉入到分隔收料盒30与刮板29对应的右边区域内，实现了金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒与塑料颗粒的分选和收集。
f、打开气流破碎装置的空气压缩机31和气体流量控制器32，使得压缩空气通过气流喷嘴33形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物在气流喷嘴33区域高速碰撞，将小颗粒物粉碎形成粉体，粉体随气流粉碎腔34体内的气体涡流被传送到涡轮分级机35，根据小颗粒物内的硅、银、铝颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝元素的粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机35的转速，依次分选出硅、银、铝元素的粉体，分选出的粉体在引风机37产生的气流下运送进入物料收集腔36，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝不同元素颗粒的分别分选与收集。
Claims (10)
1.一种破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，包括有锤碎拆分装置、风选分离装置、振动筛分装置、静电分选装置和气流破碎分级装置；
所述锤碎拆分装置用于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎拆分成颗粒混合物后送至风选分离装置；
所述风选分离装置接收所述锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物分离成以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物和以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，然后将大颗粒物输送至振动筛分装置，将小颗粒物输送至风力破碎分级装置；
所述振动筛分装置接收所述风选分离装置输送的大颗粒物，将大颗粒物进行振动筛分，将大颗粒物中大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒传送至静电分选装置进行分选，将大颗粒物中小尺寸的塑料颗粒送出并收集；
所述静电分选装置接收所述振动筛分装置输送的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒，并对其进行分选和收集；
所述气流破碎分级装置接收所述风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝元素的粉体后进行收集。
2.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，还包括有第一送料装置和第二送料装置，所述第一送料装置向所述锤碎拆分装置输送去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件；所述第二送料装置接收所述锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物输送至所述风选分离装置；所述第一送料装置和第二送料装置包括有传送平台，所述传送平台包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，所述传动带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。
3.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述锤碎拆分装置包括锤碎腔体、设置在所述锤碎腔体内的锤击机构、设置在所述锤击机构下方的出料筛网以及用于驱动所述锤击机构的锤碎电机；在所述腔体上侧有锤碎入料口，在所述腔体出料筛网下侧有锤碎出料口；所述锤击机构包括有转轴和设置在转轴上的5-20个锤片，所述锤片的一端沿转轴同轴均匀排列，所述锤碎电机驱动所述转轴带动锤片转动进行锤击。
4.根据权利要求3所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述锤片转速0—3500转/分钟可调，所述出料筛网的网孔为5目—50目可调；所述锤片近转轴端的宽度为5-10cm可调，锤片远转轴端的宽度为8-20cm可调，锤片的长度为10-30cm可调，锤片的厚度为1-5cm可调。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述风选分离装置包括有旋风收集腔、负压机构、粉体收集腔、粉体过滤腔和高压风机；在所述旋风收集腔上部设置有进料的送料风管，在所述旋风收集腔的底部设置有风选大颗粒出料管，在所述旋风收集腔的顶部设置有风选小颗粒出料管；所述负压机构通过风选小颗粒出料管与旋风收集腔连通，所述负压机构通过管道与所述粉体收集腔相连通，在所述粉体收集腔顶部设置有与粉体收集腔连通的粉体过滤腔，在所述粉体收集腔底部通过管道与所述气流破碎分级装置连通；在所述粉体过滤腔顶部通过安装有脉冲电磁阀的管道与高压风机连通，在所述粉体过滤腔顶部设置有排气口。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底盘设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述静电分选装置连通；所述振动筛的筛网孔径为20目-80目可调。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述静电分选装置包括有静电分选腔、辊轮、荷电机构、刮板和分隔收料盒；在所述静电分选腔内设置有位于辊轮正上方的静电入料口；所述刮板设置在所述辊轮下方并与所述辊轮表面接触，在所述刮板边缘设置有与所述辊轮表面接触的毛刷，所述辊轮在辊轮电机的带动下转动；所述荷电机构包括有电极和与电极相连的高压电源，所述电极设置在辊轮上方，所述辊轮接地，使得电极和辊轮之间的区域为放电区，所述分隔收料盒设置在所述刮板和辊轮的下方。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。
9.一种破碎分选太阳电池组件的方法，其特征是，包括如下步骤：
a、置备权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送入锤碎拆分装置；
b、锤碎拆分装置将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件锤碎拆分成颗粒混合物后送至风选分离装置；
c、风选分离装置接收锤碎拆分装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物分离成以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物和以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，然后将大颗粒物输送至振动筛分装置，将小颗粒物输送至风力破碎分级装置；
d、振动筛分装置将大颗粒物进行振动筛分，然后将大颗粒物中大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒传送至静电分选装置进行分选，将大颗粒物中小尺寸的塑料颗粒的进行收集；
e、静电分选装置接收振动筛分装置输送的大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒，并对其进行分选和收集；
f、气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝元素的粉体后进行收集。
10.根据权利要求9所述的破碎分选太阳电池组件的方法，其特征是，
所述步骤b中，所述锤碎拆分装置包括锤碎腔体、设置在所述锤碎腔体内的锤击机构、设置在所述锤击机构下方的出料筛网以及用于控制所述锤击机构的锤碎电机；在所述腔体上侧有锤碎入料口，在所述腔体出料筛网下侧有锤碎出料口；所述锤击机构包括有转轴和设置在转轴上的5-20个锤片，所述锤片的一端沿转轴同轴均匀排列，所述锤碎电机驱动所述转轴带动锤片转动进行锤击；
具体的方法是：锤碎拆分装置的锤碎电机带动锤击机构的锤片旋转，锤片将太阳电池组件击碎，组件塑料被锤碎成塑料颗粒，组件电池片被锤碎成硅颗粒和金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒，这些颗粒形成颗粒混合物；小于出料筛网网孔的颗粒混合物通过筛网网孔筛出，并通过锤碎出料口送至第二送料装置，由第二送料装置送至风选分离装置，大于出料筛网网孔的颗粒混合物被锤片继续击碎，直至变成小于出料筛网网孔的颗粒混合物，然后重复上述步骤被送至风选分离装置，实现太阳电池组件的初级破碎；
所述步骤c中，所述风选分离装置包括有旋风收集腔、离心风机、粉体收集腔、粉体过滤腔，脉冲电磁阀和高压风机；在所述旋风收集腔上部设置有进料的送料风管，在所述旋风收集腔的底部设置有风选大颗粒出料管，在所述旋风收集腔的顶部设置有风选小颗粒出料管；所述负压机构通过风选小颗粒出料管与旋风收集腔连通，所述负压机构通过管道与所述粉体收集腔相连通，在所述粉体收集腔顶部设置有与粉体收集腔连通的粉体过滤腔，在所述粉体收集腔底部通过管道与所述气流破碎分级装置连通；在所述粉体过滤腔顶部通过脉冲电磁阀与高压风机连通，在所述粉体过滤腔顶部设置有排气口；
具体的方法是：开启风选分离装置的离心风机，产生高速气流，气流带动颗粒混合物通过送料风管进入旋风收集腔，颗粒混合物中以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物从旋风收集腔底部连通的风选大颗粒下料管输送至振动筛分装置；颗粒混合物中以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物通过设置在旋风收集腔顶部的风选小颗粒出料管和离心风机进入粉体收集腔，然后小颗粒物随气流进入粉体过滤腔，被粉体过滤腔的滤袋捕获，过滤后的空气被排出；然后关闭离心风机，开启高压风机，然后脉冲电磁阀周期开启和关闭，气流使粉体过滤腔的过滤袋产生振动，被过滤袋捕获的小颗粒物落入粉体收集腔的底部，然后小颗粒物被传送到气流破碎分级装置；
所述步骤d中，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底盘设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述静电分选装置连通；
具体的方法是：以塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物进入振动筛分装置腔体，落在振动筛网上，振动腔体在振动电机带动下垂直和水平振动，通过振动筛网对大颗粒物进行筛分；小尺寸的塑料颗粒通过振动筛网网孔进入振动腔体的底盘，并通过振动小颗粒出料管被传送出去，实现收集；振动筛网上没被筛落的以大尺寸的塑料颗粒、金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒为主的大颗粒物，通过振动大颗粒出料管被送至静电分选装置；
所述步骤e 中，所述静电分选装置包括有静电分选腔，辊轮、荷电机构、刮板和分隔收料盒；在所述静电分选腔内设置有位于辊轮正上方的静电入料口；所述刮板设置在所述辊轮下方并与所述辊轮表面接触，在所述刮板边缘设置有与所述辊轮表面接触的毛刷，所述辊轮在辊轮电机的带动下转动；所述荷电机构包括有电极和与电极相连的高压电源，所述电极设置在与辊轮同一水平面上，所述辊轮接地，使得电极和辊轮之间的区域为放电区，所述分隔收料盒设置在所述刮板和辊轮的下方；
具体的方法是：大颗粒物经由进料传送机构和振动大颗粒出料管送至静电分选腔内的辊轮上，辊轮在辊轮电机带动下转动，携带大颗粒物进入高压电极的放电区，大颗粒物表面吸附放电的电荷；大颗粒物中的金属焊带颗粒和金属汇流带颗粒这种导体类颗粒在荷电后，直接通过辊轮接地放电，使其在辊轮表面无静电吸附力，在辊轮旋转出高压放电区时，从辊轮表面脱落掉入辊轮下方的分隔收料盒的左边区域内；大颗粒物中的塑料颗粒荷电后，通过静电吸附力而吸附在辊轮表面，随辊轮旋转，并由刮板刮除辊轮表面的塑料颗粒，塑料颗粒从辊轮表面脱落掉入到分隔收料盒与刮板对应的右边区域内，实现了塑料颗粒与金属焊带颗粒、金属汇流带颗粒分选和收集；
所述步骤f中，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；
具体的方法是：打开气流破碎装置的空气压缩机和气体流量控制器，使得压缩空气通过气流喷嘴形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物在气流喷嘴区域高速碰撞，将小颗粒物粉碎形成粉体，粉体随气流粉碎腔体内的气体涡流被传送到涡轮分级机，根据小颗粒物内的硅、银、铝颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝元素的粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机的转速，依次分选出硅、银、铝元素的粉体，分选出的粉体在引风机产生的气流下运送进入物料收集腔，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝不同元素颗粒的分别分选与收集。
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