CN114713612A - 一种光伏组件玻璃分离设备及分离工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件玻璃分离设备结构，包括：分解装置、传动装置和循环冷却装置；分解装置相对于地面倾斜设置，其一端进料，另一端出料，中部的两端分别于进料一端和出料一端可转动连接；分解装置用于气化分解经过预处理之后的光伏组件内的EVA材料；传动装置设于分解装置下方，其与分解装置可转动连接，用于驱动分解装置绕其周向转动；循环冷却装置绕设于分解装置出料一端的外壁，用于冷却经过气化分解处理后的光伏组件。本发明还公开了一种光伏组件玻璃分离工艺。本发明通过对预处理之后的废旧光伏进行切割处理并投入分解装置内进行加热气化分解，从而在不使用有机溶剂的情况下，分别回收光伏组件内的玻璃、焊带和硅片。
Description
技术领域
本发明涉及光伏产品回收技术领域，尤其是涉及一种光伏组件玻璃分离设备及分离工艺。
背景技术
对于废旧光伏组件的回收常用的方法是将组件进行分层分类收集，而光伏组件中的玻璃、硅电池片等物料的连接是由EVA胶膜胶连，因此对于光伏组件的回收首要的是将组件中的EVA胶膜去除，从而使玻璃、硅电池片进行分离。其中，EVA胶膜是光伏组件封装材料，其主要成分为乙烯——聚醋酸乙烯酯共聚物。目前，组件中EVA的去除及玻璃、硅电池片之间的分离常采用有机溶剂去除法。这种方法采用有机溶解浸泡光伏组件，从而使组件中的EVA溶解，进一步分离玻璃、硅电池片等材料。采用这种方法需要使用大量的有机溶剂，并且这些有机溶剂在使用完毕后存在二次污染问题，需要进行再次处理，不利于组件回收经济效益。
发明内容
为了解决背景技术中所述的去除光伏组件中EVA材料易产生二次污染的问题，本发明提出了如下技术方案；
一种光伏组件玻璃分离设备，包括：分解装置、传动装置和循环冷却装置；
所述分解装置倾斜设置，其一端进料，另一端出料，中部的两端分别于进料一端和出料一端可转动连接；所述分解装置用于气化分解经过预处理之后的光伏组件内的EVA材料；
所述传动装置设于所述分解装置下方，其与所述分解装置可转动连接，用于驱动所述分解装置绕其周向转动；
所述循环冷却装置绕设于所述分解装置出料一端的外壁，用于冷却经过气化分解处理后的光伏组件。
其中，所述光伏组件玻璃分离设备还包括：顶板和底架；
所述底架设于所述顶板下方，其一端与所述顶板可转动连接，另一端设有多个可升降的顶升装置；每个所述顶升装置一端均与所述顶板顶面耦合，另一端与所述底架固定连接；
其中，传动装置和所述循环冷却装置均固定设于所述顶板顶面。
其中，所述分解装置包括：外筒、热分解炉、进料口和出料装置；
所述外筒包括两段间隔设置的筒状体，其靠近出料端的一节段外壁绕设有所述循环冷却装置，其靠近进料端的一节段外壁上设有与内部连通的排风口；
所述热分解炉连接于所述外筒的两节段之间，所述热分解炉两端各设有一块可开合的隔热挡板；
所述进料口顶端敞口，底端倾斜朝下并与所述外筒靠近进料端的一节段连通；
所述出料装置侧面与所述外筒靠近出料端的一节段端口相连，其中一端朝下开口。
其中，所述传动装置包括：托轮座、转轮环、动力装置和齿轮环；
两个所述托轮座设于所述顶板顶部，每个所述托轮座在垂直于所述转轮环轴向方向上的两端分别可转动设有一个滚轮，两个所述滚轮轮身均与一个所述转轮环轮身滚动配合；
两个所述转轮环分别套设于两段所述外筒靠近端口的外壁上；
所述动力装置固定设于所述顶板上，并且所述动力装置与所述齿轮环啮合；
所述齿轮环套设于两两所述转轮环之间的所述外筒外侧，用于在所述动力装置的驱动下带动所述外筒旋转。
进一步地，所述外筒的内壁间隔朝内凸起多块板状块。
进一步地，所述出料装置内设有可高速转动的搅拌组件，以使经过冷却后的破碎光伏组件在所述出料装置内离心分层。
本发明的另一目的在于提出一种光伏组件玻璃分离设备的分离工艺，包括：
采用机械分离法对废旧光伏组件进行预处理；
切割处理预处理之后的废旧光伏组件；
将切割后的废旧光伏组件从进料端投放入所述分解装置内，解除光伏组件内除光伏组件内玻璃、焊带、硅片之间的胶连状态；
所述传动装置驱动所述分解装置绕其周向转动，以提高光伏组件的加热均匀性；
解除胶连状态后的光伏组件从所述分解装置进入所述循环冷却装置，冷却并分离后，得到由光伏组件内玻璃、焊带、硅片所组成的混合物。
进一步地，当所述混合物从所述出料装置一端排出时，利用外设的吹风装置朝所述出料装置的出料口喷气，使所述混合物的玻璃、焊带、硅片三者进一步分离。
有益效果：本发明通过对预处理之后的废旧光伏进行切割处理并投入分解装置内进行加热气化分解，从而在不使用有机溶剂的情况下，分别回收光伏组件内的玻璃、焊带和硅片。
附图说明
图1为根据本发明一种实施例提供的一种光伏组件玻璃分离设备结构示意图；
图2为根据本发明一种实施例提供的一种转轮环的结构示意图；
图3为根据本发明一种实施例提供的一种外筒的截面结构示意图；
图4为根据本发明一种实施例提供的一种分解装置的局部剖面结构示意图，其中，外筒内部的板状块被省略；
图5为根据本发明一种实施例提供的一种光伏组件玻璃分离工艺流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
图1为根据本发明一种实施例提供的光伏组件玻璃分离设备结构示意图。
参考图1，本实施例中，一种光伏组件玻璃分离设备，其包括：分解装置1、传动装置2和循环冷却装置3。其中，分解装置1可转动架设于传动装置2上。分解装置1在靠近出料的一端端口外壁上绕设有循环冷却装置3。经过预处理加工的光伏组件在分解装置1内由进料一端向出料一端移动。移动过程中，光伏组件内胶连光伏玻璃和硅片的EVA(光伏电池封装胶膜)在分解装置1内气化分解并由外筒11上设置的排气口112排出，剩余的破碎光伏经过循环冷却装置3的冷却降温后从出料一端排出。
图3为根据本发明一种实施例提供的一种外筒的截面结构示意图。
图4为根据本发明一种实施例提供的一种分解装置的局部剖面结构示意图，其中，外筒内部的板状块被省略。
一并参考图1、图3和图4，具体地，分解装置1包括：多节段的外筒11、热分解炉12、进料口13和出料装置14。其中，整个外筒11倾斜且可转动架设于传动装置2上，外筒11内的每节段均呈筒状体。外筒11靠近地面的一节段端口与出料装置14相连，外筒11远离地面的一节段端口与进料口13相连通。每节段外筒11的内壁均匀设有环形排布的板状块114。循环冷却装置3绕设于与出料装置14相近的一节段外筒11外壁上，其内循环流动有液态水。热分解炉12固定设于两段外筒11之间，其温度可在20°～800°之间调整。所述热分解炉12两侧分别设有一块隔热挡板111，经过预处理加工的光伏组件在热分解炉12内受热分解，从而解除玻璃、焊带、硅片这三者之间的粘连状态。进料口13顶端敞口，底端倾斜向下与外筒11端口连通。出料装置14开口朝下，侧面与外筒11的端口相连。
进一步地，出料装置14内可高速转动，其与外筒11端口的连接处设有可控开合的密封挡板。出料装置14内设有电机，出料装置14顶部与电机固定相连，在电机启动时，密封挡板113闭合，出料装置14内高速转动。经过循环冷却装置3冷却后的光伏组件在出料装置14内经过搅拌组件的高速离心分层，从而使得光伏组件内的玻璃、焊带、硅片三者分离。其中，出料装置14为包括但不限于离心机等可高速转动离心分离不同质量物体的设备。
具体地，光伏组件分离设备还包括：顶板4和底架5、顶升装置6。底架5整体呈L型，其水平一端置于地面，竖直一端端口可转动设有连接杆。顶板4整体呈板状，其一端通过连接杆与底架5可转动连接，另一端与多个顶升装置6的一端固定连接。每个顶升装置6可升降设于整个机架内，其底部与底架5固定，顶部与顶板4固定连接。顶升装置6升降之后，顶板4与地面的夹角发生改变，进而使得破碎的光伏组件在分解装置1内的移动速度发生变化。其中，顶升装置6包括但不限于液压杆，千斤顶等可升降的设备。
图2为根据本发明一种实施例提供的一种转轮环的结构示意图。
一并参考图1和图2，具体地，传动装置2包括：转轮环22、托轮座21、齿轮环24和动力装置23。托轮座21为一个方形框架状的底座，其固定于顶板4顶面，内部两端各设有一个可转动的滚轮211。转轮环22的外壁同时与托轮座21内的两滚轮211相抵接，内壁套接固定于一节段外筒11的外壁。齿轮环24环身外壁间隔设有环形阵列排布的齿槽，齿轮环24与动力装置23啮合。在动力装置23的带动下，齿轮环24转动并带动外筒11旋转，转轮环22则在托轮座21上转动。其中，动力装置23包括但不限于变速箱，电机等设备。
图5为根据本发明一种实施例提供的一种光伏组件玻璃分离工艺流程图。
参考图5，此外，本发明的另一目的在于提出一种光伏组件玻璃分离工艺，包括：
S101、采用机械分离法对废旧光伏组件进行预处理。
具体地，在该步骤中，需要对废旧的光伏组件进行拆解，从而将接线盒、金属边框以及背板等部件先行回收处理，而拆解之后的光伏组件则进行进一步处理。
S102、切割处理预处理之后的废旧光伏组件。
具体地，在该步骤中，已经拆解完成的光伏组件需要进行进一步处理，从而将整个光伏组件剪切呈条状或者块状，以便通过后续筛选分离玻璃、焊带和硅片。优选地，根据硅片所在的区域进行切割，从而得到完整的硅片。光伏组件的边缘区域则切割呈条状并另行回收。
S103、将切割后的废旧光伏组件投入所述分解装置1，解除光伏组件内除光伏组件内玻璃、焊带、硅片之间的胶连状态。
具体地，在该步骤中，将切割处理后所得的条状或块状光伏组件投入光伏组件分离设备的进料口13中。条状或块状的光伏组件在光伏组件玻璃分离设备内的分解装置1中加热，在此过程中，胶连玻璃和硅片的EVA材料被充分气化分解，分解之后的气体随光伏组件玻璃分离设备内设置的排气口112中排出。其中，分解装置1内的温度设置在550°，在保证EVA材料完全分解的同时不会熔化玻璃，而玻璃则受热软化。
S104、所述传动装置(2)驱动所述分解装置(1)绕其周向转动，以提高光伏组件的加热均匀性。
具体地，在该步骤中，分解装置1在加热时不停旋转，条状或者块状的光伏组件在热分解炉内均匀受热。加热完成后，靠近出料装置14一侧的隔热挡板111打开，外筒11内壁凸起的板状块114搅拌经热分解炉12内加热分解后的条状或者块状的光伏组件，从而使气化分解EVA材料后，光伏组件内硅片和焊带从夹装两者的玻璃内脱落。
S105、解除胶连状态后的光伏组件从所述分解装置1进入所述循环冷却装置(3)，冷却并分离后，得到由光伏组件内玻璃、焊带、硅片所组成的混合物。
具体地，在该步骤中，条状或者块状的光伏组件在热分解炉12内加热一定时间之后，位于热分解炉12下方的隔热挡板111开启，热分解炉12内条状或者块状的光伏组件受重力影响下落到循环冷却装置3包裹的外筒11内。待条状或者块状的光伏组件冷却至室温之后，外筒11靠近出料装置14一段端口处的密封挡板开启，条状或者块状的光伏组件受重力影响滑落至出料装置14内。在出料装置14中的搅拌组件高速转动，玻璃、焊带和硅片三者被离心分层，打开出料装置14的下端口之后即可分别得玻璃、焊带、硅片。进一步地，条状或者块状的光伏组件在外筒11内滑落的速度可通过顶升装置6控制，顶升装置6顶升顶板4，以此改变机架顶板4与地面的倾斜夹角，从而使得条状或者块状的光伏组件快速下落。
以下结合一种实施例对本发明作进行进一步描述：
实施例1：先将光伏基站处回收的废旧光伏组件进行拆解，取下的接线盒、背板和边框等部件被分类回收，而拆解之后的光伏组件进行切割处理。切割过程中，沿着光伏组件内硅片的轮廓进行切割，从而使得切割完成之后，所得的光伏组件呈块状，以便后续焊带与硅片和玻璃之间的分离。切割处理之后的光伏组件由传输带输送并投入光伏组件玻璃分离设备中进行分离。
光伏组件玻璃分离设备内的进料口13进料时，位于热分解炉12上方的隔热挡板111开启，位于热分解炉12下方的隔热挡板111关闭。进料完成之后，位于热分解炉12上方的隔热挡板111关闭，切割处理后的光伏组件在热分解炉12中加热至550°。加热过程中，传动装置2内的动力装置23带动转轮环22转动，光伏组件在热分解炉内不停地转动，从而均匀受热。加热90分钟之后，位于热分解炉12下方的隔热挡板111开启。切割完成之后的光伏组件混合物在外筒11内旋转下落的过程中经过内壁处阵列排布的板状块114搅拌进一步分离。进入由循环冷却装置3绕设处的外筒11后，循环冷却装置3内循环流动的常温液态水加速冷却受热分解后的光伏组件。光伏组件冷却至室温之后，分解装置1靠近地面一端端口设置的密封挡板开启，光伏组件混合物落入出料装置14内。
分解装置1内的光伏组件混合物全部落入料装置14之后，启动电机，出料装置14内的离心机高速转动。在离心分离一定时长之后，出料装置14停止转动，光伏组件内的玻璃、焊带、硅片三者在出料装置14内离心分层。打开出料装置14的下端口之后分别单独收集不同层中的玻璃、焊带和硅片。进一步地，可将回收的单一材料再次单独投入分离设备中，通过在出料装置14下方一侧设置朝出料装置14出料口处定向吹扫的风扇，对下落过程中玻璃、焊带、硅片三者形成的混合物进行定向吹扫。切割成块的光伏组件中，因玻璃、焊带、硅片三者的质量和表面积均不相同，在风力作用下的位移量不同，由此进一步提纯回收的玻璃、焊带和硅片。
综上所述，本发明通过对预处理之后的废旧光伏进行切割处理并投入分解装置内进行加热气化分解，从而在不使用有机溶剂的情况下，分别回收光伏组件内的玻璃、焊带和硅片。进一步地，本发明通过传动装置驱动分解装置旋转以及每段外筒内设置的板状块，使得光伏组件内的EVA材料在热分解炉内气化分解之后，被外筒内的板状块搅拌分离，从而加速光伏组件内玻璃、焊带、硅片三者之间的分离速度。
上述对本发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。
在整个本说明书中使用的术语“示例性”、“示例”等意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
以上结合附图详细描述了本发明的实施例的可选实施方式，但是，本发明的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的实施例的技术构思范围内，可以对本发明的实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的实施例的保护范围。
本说明书内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本说明书内容。对于本领域普通技术人员来说，对本说明书内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本说明书内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
Claims (8)
1.一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，包括：分解装置(1)、传动装置(2)和循环冷却装置(3)；
所述分解装置(1)倾斜设置，其一端进料，另一端出料，中部的两端分别与进料一端和出料一端可转动连接；所述分解装置(1)用于气化分解经过预处理之后的光伏组件内的EVA材料；
所述传动装置(2)设于所述分解装置(1)下方，其与所述分解装置(1)可转动连接，用于驱动所述分解装置(1)绕其周向转动；
所述循环冷却装置(3)绕设于所述分解装置(1)出料一端的外壁，用于冷却经过气化分解处理后的光伏组件。
2.根据权利要求书1中所述的一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，所述光伏组件玻璃分离设备还包括：顶板(4)和底架(5)；
所述底架(5)设于所述顶板(4)下方，其一端与所述顶板(4)可转动连接，另一端设有多个可升降的顶升装置(6)；每个所述顶升装置(6)一端均与所述顶板(4)顶面耦合，另一端与所述底架(5)固定连接；
其中，传动装置(2)和所述循环冷却装置(3)均固定设于所述顶板(4)顶面。
3.根据权利要求书1中所述的一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，所述分解装置(1)包括：外筒(11)、热分解炉(12)、进料口(13)和出料装置(14)；
所述外筒(11)包括两段间隔设置的筒状体，其靠近出料端的一节段外壁绕设有所述循环冷却装置(3)，其靠近进料端的一节段外壁上设有与内部连通的排风口(112)；
所述热分解炉(12)连接于所述外筒(11)的两节段之间，所述热分解炉(12)两端各设有一块可开合的隔热挡板(111)；
所述进料口(13)顶端敞口，底端倾斜朝下并与所述外筒(11)靠近进料端的一节段连通；
所述出料装置(14)侧面与所述外筒(11)靠近出料端的一节段端口相连，其中一端朝下开口。
4.根据权利要求书3中所述一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，所述外筒(11)的内壁间隔朝内凸起多块板状块(114)。
5.根据权利要求书3中所述一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，所述出料装置(14)内设有可高速转动的搅拌组件，以使经过冷却后的破碎光伏组件在所述出料装置(14)内离心分层。
6.根据权利要求书1中所述一种光伏组件玻璃分离设备，其特征在于，所述传动装置(2)包括：托轮座(21)、转轮环(22)、动力装置(23)和齿轮环(24)；
两个所述托轮座(21)设于所述顶板(4)顶部，每个所述托轮座(21)在垂直于所述转轮环(22)轴向方向上的两端分别可转动设有一个滚轮(211)，两个所述滚轮(211)轮身均与一个所述转轮环(22)轮身滚动配合；
两个所述转轮环(22)分别套设于两段所述外筒(11)靠近端口的外壁上；
所述动力装置(23)固定设于所述顶板(4)上，并且所述动力装置(23)与所述齿轮环(24)啮合；
所述齿轮环(24)套设于两两所述转轮环(22)之间的所述外筒(11)外侧，用于在所述动力装置(23)的驱动下带动所述外筒(11)旋转。
7.一种根据权利要求1～6中任意一项所述的一种光伏组件玻璃分离设备的分离工艺，其特征在于，包括：
采用机械分离法对废旧光伏组件进行预处理；
切割处理预处理之后的废旧光伏组件；
将切割后的废旧光伏组件从进料端投放入所述分解装置(1)内，解除光伏组件内除光伏组件内玻璃、焊带、硅片之间的胶连状态；
所述传动装置(2)驱动所述分解装置(1)绕其周向转动，以提高光伏组件的加热均匀性；
解除胶连状态后的光伏组件从所述分解装置(1)进入所述循环冷却装置(3)，冷却并分离后，得到由光伏组件内玻璃、焊带、硅片所组成的混合物。
8.根据权利要求7中所述的分离工艺，其特征在于，当所述混合物从所述出料装置(14)一端排出时，利用外设的吹风装置朝所述出料装置(14)的出料口喷气，使所述混合物的玻璃、焊带、硅片三者进一步分离。
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