CN114871252B - 一种用于光伏组件回收的热解装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于光伏组件回收的热解装置。所述装置包括第一传送机构、热解室和第二传送机构。第一传送机构包括进样口和第一传送链板；第二传送机构包括第二传送链板、鼓风机和玻璃板出口；热解室通过第一可动隔热挡板和第二可动隔热挡板分别连接第一传送机构和第二传送机构。拟处理的光伏组件自进样口进入，由第一传送链板送入热解室，加热后发生分解，分离后的电池碎片从电池片出口排出；完整玻璃板由热解室链板送入第二传送机构，冷却后通过第二传送链板排出玻璃板出口。本装置结构设计简单，操作方便，可实现钢化玻璃板和晶硅电池片快速分类收集，同时还可以自动回收得到完整的玻璃板，有效地提高回收效率，降低了成本。

Description

一种用于光伏组件回收的热解装置

技术领域

本发明属于光伏组件的回收处理技术领域，特别涉及一种用于光伏组件回收的热解装置。

背景技术

截至2021年底，我国光伏发电累计并网容量306GW，已连续多年位居世界首位。光伏寿命一般20-25年，据国际可再生能源机构(IRENA)预测，从2025年起，我国开始产生大批量的退役光伏组件，至2030年，废弃光伏组件将达到150万吨左右，2040年达到约700万吨，2050年将达到2000万吨。因此，如何经济高效地处理废旧光伏组件将成为制约光伏产业绿色发展的一大难题。

光伏组件一般由铝边框、接线盒、钢化玻璃板、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜、晶硅电池片和TPT(聚氟乙烯复合膜)背板组成。其中，晶硅电池片通过EVA胶膜实现与上层的钢化玻璃板和下层的背板材料粘结封装，三者类似于三明治结构，封装后再放入铝边框中固定。上述光伏组件的各组分中，铝边框、接线盒、钢化玻璃板和晶硅电池片等都可以进行回收利用。鉴于光伏组件中各组分的形态相对单一，对废旧光伏组件进行分类回收利用，不仅能在一定程度上缓解光伏材料短缺的问题，还可以避免对环境造成的污染，具有较好的经济和环境效益。

对光伏组件进行回收处理，首先需要进行部件拆解，主要是分离拆解出铝边框和接线盒，一般采用自动拆框机可将铝边框完全拆下，再人工将接线盒拆卸，目前这方面的拆解技术已经成熟。拆除铝边框和接线盒后的光伏组件的分离回收技术，当前常用方法主要为物理法、热解法和化学溶剂法三种，其中：物理法相对简单，但其回收过程能耗较高、分离的各物质纯度低，且不能回收得到完整的玻璃板。化学溶剂法和热解法相对物理法均能实现钢化玻璃板的完整回收，但化学溶剂法因为溶液渗透缓慢等原因，导致整个过程耗时长、效率低，而且后期废液处理困难；热解法是在加热条件下，对EVA胶膜进行软化、分解从而分离玻璃板和电池片，实现光伏组件的分类分离回收。综上所述，热解法具有EVA膜去除率高、不使用化学药剂和能适应大规模、产业化生产等优点。因此，亟待开发一种用于光伏组件回收的热解装置，用于在分类分离玻璃板和电池片的同时，实现钢化玻璃板的完整回收，进而提高废旧光伏组件的回收效率，充分发挥热解法光伏组件回收利于规模化、产业化生产的优势。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于废旧光伏组件回收的热解装置，可实现完整钢化玻璃板和晶硅电池片快速分类分离，提高了光伏组件回收效率，为各类组件的处理和再利用提供便利。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于光伏组件回收的热解装置，包括：第一传送机构、热解室、第二传送机构，其中：所述第一传送机构的前端设置有进样口，供拟回收处理光伏组件进入；所述第一可动隔热挡板设置在所述第一传送机构的后端，所述第一传送机构通过所述第一可动隔热挡板与所述热解室连接，光伏组件通过所述第一可动隔热挡板后送至所述热解室内；所述进样口和所述第一可动隔热挡板之间安装有用于运送光伏组件的第一传送链板；所述热解室通过前端开口连接所述第一传送机构，通过后端开口连接所述第二传送机构；所述热解室的所述前端开口与所述后端开口之间安装有热解室链板，用于运送热解中的光伏组件；在所述热解室内所述热解室链板上方设置有若干加热管；所述热解室后端顶部开有供热解气排出的热解气出口，后端底部开有电池片出口；所述第二传送机构的前端通过第二可动隔热挡板连接所述热解室的所述后端开口；所述第二传送机构的后端设置有用于排出光伏组件热解产物玻璃板的玻璃板出口；所述第二可动隔热挡板和所述玻璃板出口之间安装有用于运送玻璃板的第二传送链板；所述第二传送链板上方设置有若干鼓风机。

优选地，所述进样口后设置有上下竖直排列的两个柔性辊轴，两个所述柔性辊轴之间的间距设置为拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度的0.5-1倍。

优选地，所述第一可动隔热挡板和所述第二可动隔热挡板最大开口为拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度的2-5倍。

优选地，所述第一传送链板、所述热解室链板和所述第二传送链板中任一或任意几个的传送面呈水平设置。

优选地，所述若干加热管沿所述热解室链板传送方向相互平行且等间距排列。

作为以上技术方案的优选，所述玻璃板出口连接有分离热空气的空气分离装置，所述热解气出口与所述分离装置空气出口均连通燃烧室，所述燃烧室用于所述分离装置输出的空气和所述热解气出口排出的热解气混合燃烧；所述燃烧室设置有烟气出口，所述烟气出口连通所述加热管。采用以上结构的装置，可将从所述玻璃板出口排出的预热空气和从所述热解气出口排出的热解气混合燃烧后产生的高温烟气导入所述加热管为所述热解室供热。

本发明实施例的上述技术方案提供的用于光伏组件回收的热解装置包括第一传送机构、热解室和第二传送机构，热解室通过第一可动隔热挡板和第二可动隔热挡板分别连接第一传送机构和第二传送机构。拟处理的铝边框和接线盒已拆除的光伏组件玻璃面朝上自第一传送机构进样口进入，可设置上下两个柔性辊轴对光伏组件进行辅助传送，再通过第一传送链板进入热解室，热解室内加热使EVA胶膜和背板等发生分解，分离后的电池碎片从电池片出口排出；完整玻璃板由热解室链板送入第二传送机构，冷却后通过第二传送链板排出玻璃板出口。所述技术方案有益效果如下：

1.在热解装置进样口右侧安装上下两个柔性辊轴，一方面，柔软的辊轴可使光伏组件在传送过程中保持完整，热解后可得到完整的玻璃板；另一方面，上下两个柔性辊轴的间距设置可小于玻璃板厚度，有效减少了外界空气进入热解室，保证热解室内的惰性氛围；

2.在第一传送机构右侧和第二传送机构左侧处设置可动隔热挡板，光伏组件经过时通过链板装置传送动力转动转轴将挡板打开，光伏组件经过后挡板自动关闭，可最大限度减少热解室热量散失并维护热解室的惰性气氛；

3.在第二传送机构顶部安装鼓风机，对热解后的完整玻璃板进行冷却降温，将排出的预热空气和经热解气出口排出的热解气一起混合燃烧，再将燃烧后的高温烟气通入加热管为热解室供热，可进一步提高了系统热效率；

4.本热解装置结构简单，操作方便，在实现玻璃板和电池片的分类回收的同时，还可以得到完整的钢化玻璃板，分类回收的各组件可根据需要予以重新利用，从而有效地提高回收效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于光伏组件回收的热解装置的结构示意图；

图2为图1所示热解装置中的第一可动隔热挡板的结构示意图。

[主要元件符号说明]

1-第一传送机构；11-进样口；12-柔性辊轴；13-第一传送链板；14-第一可动隔热挡板；141-转轴；142-隔热挡板；

2-热解室；21-热解室链板；22-加热管；23-热解气出口；24-电池片出口；

3-第二传送机构；31-第二可动隔热挡板；32-第二传送链板；33-鼓风机；34-玻璃板出口；

P1-铝边框和接线盒已拆除的光伏组件；P2-正在进行热解的光伏组件；P3-完整玻璃板。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1至图2所示，本发明的实施例提供了一种用于光伏组件回收的热解装置，包括：第一传送机构1、热解室2、第二传送机构3，其中：

第一传送机构1：其前端设置有进样口11，供拟回收处理光伏组件进入；作为更佳的实施方式，进样口11后设置有上下竖直排列的两个柔性辊轴12，滚轴表面可采用柔软的硅胶材质，柔软的辊轴利于使光伏组件在传送过程中保持完整，热解后可得到完整的玻璃板；两个柔性辊轴12之间的间距可设置为小于拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度，如设置为0.5-1倍，两个柔性辊轴12可有效减少外界空气进入热解室，有利于维持热解室内的惰性氛围。

第一可动隔热挡板14设置在第一传送机构1的后端，第一传送机构1通过第一可动隔热挡板14与热解室2连接，光伏组件通过第一可动隔热挡板14后送至热解室2内；进样口11和第一可动隔热挡板14之间安装有用于运送光伏组件的第一传送链板13。

热解室2：其通过前端开口连接第一传送机构1，通过后端开口连接第二传送机构3；热解室2的前端开口与后端开口之间安装有热解室链板21，用于运送热解中的光伏组件；在热解室2内热解室链板21上方设置有若干加热管22，作为一种更佳的实施方式，若干加热管22可设置为沿热解室链板21传送方向相互平行且等间距排列。热解室2后端顶部开有供热解气排出的热解气出口23，后端底部开有电池片出口24。

第二传送机构3：其前端通过第二可动隔热挡板31连接热解室2的后端开口；第二传送机构3的后端设置有用于排出光伏组件热解产物玻璃板的玻璃板出口34；第二可动隔热挡板31和玻璃板出口34之间安装有用于运送玻璃板的第二传送链板32；第二传送链板32上方设置有若干鼓风机33，鼓风机33所吹冷风冷却热解室内送入的完整玻璃板，冷却后的玻璃板从所述玻璃板出口34排出。

以上实施例中所述的第一可动隔热挡板14和第二可动隔热挡板31可控制开闭，以第一可动隔热挡板14结构为例，如图2所示，可动隔热挡板14由所述转轴141和隔热挡板142组成，光伏组件经过时可通过第一传送链板13传送动力转动所述转轴141打开所述可动隔热挡板14，之后可自动关闭，可最大限度减少热解室热量散失并维护热解室的惰性气氛。作为更佳的实施方式，第一可动隔热挡板14和第二可动隔热挡板31最大开口可设置为拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度的2-5倍。可动隔热挡板中间可填充空气或隔热棉进一步提升隔热效果。

作为链板的一种更佳的实施方式，以上实施例中所述的第一传送链板13、热解室链板21和第二传送链板32中任一或任意几个的传送面呈水平设置。

为有效回收利用热能，可将玻璃板出口34与分离热空气的空气分离装置连通，再设置燃烧室，将分离装置空气出口与热解室2的热解气出口23均连通燃烧室，将分离装置输出的空气和热解气出口23排出的热解气通入燃烧室内进行混合燃烧；燃烧室设置有烟气出口，烟气出口连通加热管22，燃烧室内燃烧产生的高温烟气通入加热管22中，回收余热用于热解室2内热解加热。

结合图1所示，前述实施例提供的热解装置，处理拟回收光伏组件工作过程如下：

首先开启柔性辊轴12和各链板，链板开始连续运转，向加热管22通入600℃-1000℃的高温烟气，将热解室2加热至300℃-600℃，将热解时间设置为5min-30min。待热解装置预热至所需热解温度后，从进样口11将铝边框和接线盒已拆除的光伏组件P1玻璃面朝上通过柔性辊轴12送入第一传送机构1，柔性辊轴12按照图1中所示方向转动；第一传送机构1下方居中位置布置第一传送链板13，第一传送链板13上侧从左至右移动将铝边框和接线盒已拆除的光伏组件P1通过第一可动隔热挡板14送入热解室2；光伏组件经过时通过链板装置传送动力将第一可动隔热挡板14打开，光伏组件经过后挡板自动关闭，第一可动隔热挡板14可防止热解室2热量散失并保持惰性气氛；

热解室2内热解室链板21上方设置有若干平行排列的加热管22，高温烟气通过加热管22为热解室2供热；正在进行热解的光伏组件P2在热解室链板21上运送，光伏组件中的EVA胶膜、背板等发生分解，热解后的光伏组件主要由完整的玻璃板和分离的电池碎片组成；热解产生的挥发分从热解气出口23排出，正在进行热解的光伏组件P2经热解后形成的电池碎片自热解室2后端底部的电池片出口24排出。

热解后得到的完整玻璃板P3通过第二传送链板32经第二可动隔热挡板31进入第二传送机构3，第二传送链板32上方的第二传送机构3顶部设置鼓风机33，鼓风机33所吹冷风冷却完整玻璃板P3后从玻璃板出口34排出，排出的预热空气和热解气出口23排出的热解气混合燃烧后产生的高温烟气可通入加热管22为热解室2供热；第二传送链板32将完整玻璃板P3运送并通过玻璃板出口34排出第二传送机构3。

本发明以上实施例所提供的用于光伏组件回收的热解装置，装置结构设计简单，操作方便，可实现完整钢化玻璃板和晶硅电池片快速分类收集，有效地提高回收效率，降低了成本，为各类光伏组件的处理和再利用提供便利。

在本发明的描述中，所述“若干”，是指数量大于等于2，即数量至少为2。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”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发明和简化描述，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，不应理解为对本发明的限制；除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。对于上述的本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识未作过多描述；各实施例采用递进的方式描述，各实施例中所涉及到的技术特征在彼此之间不构成冲突的前提下可以相互组合，各实施例之间相同相似部分互相参见即可。

Claims (3)

1.一种用于光伏组件回收的热解装置，其特征在于，包括：第一传送机构（1）、热解室（2）、第二传送机构（3），其中：

所述第一传送机构（1）的前端设置有进样口（11），供拟回收处理光伏组件进入；第一可动隔热挡板（14）设置在所述第一传送机构（1）的后端，所述第一传送机构（1）通过所述第一可动隔热挡板（14）与所述热解室（2）连接，光伏组件通过所述第一可动隔热挡板（14）后送至所述热解室（2）内；所述进样口（11）和所述第一可动隔热挡板（14）之间安装有用于运送光伏组件的第一传送链板（13）；

所述热解室（2）通过前端开口连接所述第一传送机构（1），通过后端开口连接所述第二传送机构（3）；所述热解室（2）的所述前端开口与所述后端开口之间安装有热解室链板（21），用于运送热解中的光伏组件；在所述热解室（2）内所述热解室链板（21）上方设置有若干加热管（22）；所述热解室（2）后端顶部开有供热解气排出的热解气出口（23），后端底部开有电池片出口（24）；

所述第二传送机构（3）的前端通过第二可动隔热挡板（31）连接所述热解室（2）的所述后端开口；所述第二传送机构（3）的后端设置有用于排出光伏组件热解产物玻璃板的玻璃板出口（34）；所述第二可动隔热挡板（31）和所述玻璃板出口（34）之间安装有用于运送玻璃板的第二传送链板（32）；所述第二传送链板（32）上方设置有若干鼓风机（33）；

所述进样口（11）后设置有上下竖直排列的两个柔性辊轴（12），两个所述柔性辊轴（12）之间的间距设置为拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度的0.5-1倍；

所述第一可动隔热挡板（14）和所述第二可动隔热挡板（31）能够控制开闭，所述第一可动隔热挡板（14）由转轴（141）和隔热挡板（142）组成，光伏组件经过时通过所述第一传送链板（13）传送动力转动所述转轴（141）打开所述第一可动隔热挡板（14），之后自动关闭；所述第一可动隔热挡板（14）和所述第二可动隔热挡板（31）最大开口为拟回收处理的光伏组件拆除铝边框和接线盒后的厚度的2-5倍；所述第一可动隔热挡板（14）和所述第二可动隔热挡板（31）内填充空气或隔热棉；

所述玻璃板出口（34）连接有分离热空气的空气分离装置，所述热解气出口（23）与所述分离装置空气出口均连通燃烧室，所述燃烧室用于所述分离装置输出的空气和所述热解气出口（23）排出的热解气混合燃烧；所述燃烧室设置有烟气出口，所述烟气出口连通所述加热管（22）。

2.根据权利要求1所述的用于光伏组件回收的热解装置，其特征在于，所述第一传送链板（13）、所述热解室链板（21）和所述第二传送链板（32）中任一或任意几个的传送面呈水平设置。

3.根据权利要求1所述的用于光伏组件回收的热解装置，其特征在于，若干所述加热管（22）沿所述热解室链板（21）传送方向相互平行且等间距排列。