CN114951209A - 一种光伏层压件分离方法 - Google Patents

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刘江峰
宋亚姿
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涂航旗
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高中胜
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Abstract

本发明提供的一种光伏层压件分离方法，包括以下步骤：步骤1，利用机械拆除工艺去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的层压件；步骤2，将得到的待分离的层压件进行加热至封装胶膜处于软化状态；步骤3，将层压件分开，得到分开的玻璃；步骤4，将分开玻璃上的胶膜和电池片进行去除，得到纯净玻璃和含有胶膜的电池片；步骤5，将得到含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带；本发明有效降低热解去除胶膜时物料的体积，同时也降低了能耗和提高了物料回收率。

Description

一种光伏层压件分离方法
技术领域
本发明属于新能源和环保领域，具体涉及一种光伏层压件分离方法。
背景技术
截至2021年底，全球累计光伏装机量约800GWp。据测算，2050年全球废弃光伏组件数量将达到数6000万～7800万吨(约250GW)，回收后价值将超过150亿美元。中国废弃光伏组件数量将达到1350万～2000万吨(约60GW)，回收后价值将超过50亿美元。目前主要的回收方法是化学腐蚀法和粉碎热解法。化学腐蚀法因回收效率低，废水废液难以处理，限制了产业化进程；粉碎热解法，是把光伏组件进行粉碎后再热解，得到含银、铝、硅颗粒、玻璃颗粒等的混合物，因混合物难以分开，只能回收混合物里的金属，价值高的高纯硅和低铁玻璃需降级使用，回收经济价值低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏层压件分离方法，解决了现有技术中光伏组件的回收经济价值低的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种光伏层压件分离方法，包括以下步骤：
步骤1，利用机械拆除工艺去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的层压件；
步骤2，将得到的待分离的层压件进行加热至封装胶膜处于软化状态；
步骤3，将层压件分开，得到分开的玻璃；
步骤4，将分开玻璃上的胶膜和电池片进行去除，得到纯净玻璃和含有胶膜的电池片；
步骤5，将得到含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带。
优选地，步骤2中，将得到的待分离的层压件进行加热直至胶膜处于软化状态具体参数是：加热温度为60℃-300℃。
优选地，步骤3中，将层压件分开，具体方法是：
利用分割工具或者夹扯工具或者铲刀将层压件分开，得到分开的玻璃。
优选地，对于双玻未碎层压件，利用分割工具，从两层玻璃中间把层压件割开，得到两块表面带胶膜的玻璃；
对于单玻未碎层压件，利用夹扯工具，将塑料背板撕掉，得到单层表面含胶膜的玻璃；
对于已经碎的单玻组件，用按压工具，按住塑料背板，用铲刀铲掉碎玻璃和胶膜，使塑料背板与玻璃分开。
优选地，步骤4中，将分开的玻璃上的胶膜和电池片进行去除，得到纯净玻璃，具体方法是：
将分开的玻璃加热至60℃-300℃，利用铲刀或者刮板去除玻璃上胶膜和电池片，得到含有残留胶膜的玻璃；
将含有残留胶膜的玻璃加热至300℃-800℃，除玻璃上残留的胶膜，得到纯净玻璃。
优选地，步骤5中，将得到的含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带，具体方法是：
利用热解方法将含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带。
优选地，所述热解的工艺参数是：热解温度在300℃-800℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种光伏层压件分离方法，在进行层压件回收热解工艺前，增加一道层压件分离工艺，从胶膜处把层压件分开，用铲刀把需要后续热解的胶膜和电池片铲下来，有效降低热解去除胶膜时物料的体积，同时也降低了能耗和提高了物料回收率。
附图说明
图1为本发明完整双玻组件层压件分离工艺流程图；
图2为本发明完整单玻组件层压件分离工艺流程图；
图3为本发明破碎单玻组件层压件分离工艺流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。
光伏组件在进行热解回收时，一般把整块层压件放在热解炉内进行热解，热解后，得到碎玻璃和电池片的混合物，拆解后的物料不易再分开，提高了后续回收难度，降低整个层压件所用物料回收价值。同时，整块组件热解，存在占用设备多，能耗高的问题。
鉴于此，本发明在进行层压件回收热解工艺前，增加一道层压件分离工艺，从胶膜处把层压件分开，用铲刀把需要后续热解的胶膜和电池片铲下来，有效降低热解去除胶膜时物料的体积，同时也降低了能耗和提高了物料回收率。
图1是完整的双玻层压件分离工艺流程图，该方法包括：
S101，通过机械拆除工艺，去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的双玻层压件；
边框是铝制边框，厚度一般在35-40mm；接线盒是PO塑料，安装在层压件背面，厚度在20mm左右，层压件一般3.2-5mm厚，去除边框和接线盒后，整个层压件就是一块厚度一样物品，在后面分割时或者撕扯塑料背板时，方便后续进行。
其中，去除边框用拆框机拆除，接线盒用铲刀铲除。
S102，把待分离的双玻层压件放入加热腔室进行加热，温度在60℃-300℃，使得胶膜处于软化状态。
S103，用加热腔室里自带的卡具固定下层玻璃，用分割工具沿待分离的双玻组件的胶膜层切割，把双层玻璃分开。
层压件结构大致可以分为三层，前板玻璃、中间胶膜包裹电池片、后板玻璃或者塑料背板，组件回收的关键是去掉中间层的胶膜，胶膜是有机物，之前回收工艺是把整个层压件放到热解炉内热解，这样做的问题是层压件胶膜是大概0.4mm厚的有机物，单层玻璃厚度在2.5-3.2mm，玻璃占据整个待热解物料空间太多，浪费设备的能耗，两外，胶膜加在玻璃里面，在热解时，容易受热不均，热解不彻底，尾气含有有害物质。
先把层压件分割开，再用铲刀把胶膜和电池片铲下来，待热解的电池片和胶膜体积较小，同时胶膜没有玻璃阻挡，易把胶膜彻底分解，也降低热解炉空间。
为了提高分割速度，分割工具在分割时，可以给正在分割处的胶膜进行局部加热，或者给分割工具加热，使局部胶膜熔融性更好，便于切割。
为了避免切割后，两块玻璃因相邻两面有胶膜再粘到一起，在分隔开的两片玻璃之间增加移动的防粘垫片或滚条，起间隔作用。也可在切割开后的地方，施加一定降温措施，使胶膜凝固，减少粘接。
S104，把完全分开的两片玻璃放到铲除腔室，用铲刀或者刮板去除玻璃上胶膜和电池片。去除时，玻璃温度在60℃-300℃。
S105，铲除过胶膜和电池片的玻璃上面仍旧会残留少量胶膜，再把玻璃放到高温炉内，温度在300℃-800℃，去除玻璃上残留的胶膜，得到纯净玻璃。
S106，前面铲除工艺得到被胶膜包裹的电池片，再用热解或者燃烧的方法可以把电池片上的胶膜全部去除，得到纯净电池片和焊带，热解温度在300℃-800℃。
图2是完整的单玻层压件分离工艺流程图，该方法包括：
S201，通过机械拆除工艺，去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的层压件。
S202，把待分离单玻层压件放入加热腔室进行加热，温度在60℃-300℃，使得胶膜处于软化状态。
S203，用设备自带卡具固定玻璃，用刀具沿单玻组件短边的背板和玻璃之间划条缝，用夹具夹住背板向另一头撕去，去掉整片背板。
单玻层压件结构是前板玻璃，中间胶膜和电池片，背面是含氟塑料背板，背板厚度一般在0.2mm左右。背板因为含氟，直接热解会释放含氟尾气，污染环境。另外背板整体去除，还可以降档再利用。把背板撕掉之后，胶膜就暴露在外面，用铲刀把玻璃上的电池片和胶膜一并铲掉，把玻璃去除掉，减小需要热解物料体积。
为了提高撕揭速度，可以给正在撕揭的胶膜处进行局部加热。
S204，把去掉过背板的玻璃放到铲除腔室，用铲刀或者刮板去除玻璃上的胶膜和电池片。去除时，玻璃温度在60℃-300℃。
S205铲，除过胶膜和电池片的玻璃上面仍旧会残留少量胶膜，再把玻璃放到高温炉内，温度在300℃-800℃，去除玻璃上残留的胶膜，得到纯净玻璃。
S206，前面通过铲除工艺得到被胶膜包裹的电池片，再用热解或者燃烧的方法可以把电池片上的胶膜全部去除，得到纯净电池片和焊带；热解温度在300℃-800℃。
图3是破碎单玻层压件分离工艺流程图，该方法包括：
S301，通过机械拆除工艺，去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的层压件。
S302，把待分离单玻层压件放入加热腔室进行加热，温度在60℃-300℃，胶膜处于软化状态。
S303，背板紧贴设备平台，碎玻璃一面朝上，用设备自带按压工具，压住层压件上的背板，用铲刀铲掉背板上的玻璃、胶膜及电池片。
为了提高铲除速度，可以给正在铲除胶膜处进行局部加热。
S304，把去掉过背板的碎玻璃、胶膜和电池片混合物放到高温炉内热解，温度在300℃-800℃，得到纯净玻璃、电池片及焊带。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光伏层压件分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，利用机械拆除工艺去除组件边框和背面接线盒，得到待分离的层压件；
步骤2，将得到的待分离的层压件进行加热至封装胶膜处于软化状态；
步骤3，将层压件分开，得到分开的玻璃；
步骤4，将分开玻璃上的胶膜和电池片进行去除，得到纯净玻璃和含有胶膜的电池片；
步骤5，将得到含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带。
2.根据权利要求1所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，步骤2中，将得到的待分离的层压件进行加热直至胶膜处于软化状态具体参数是：加热温度为60℃-300℃。
3.根据权利要求1所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，步骤3中，将层压件分开，具体方法是：
利用分割工具或者夹扯工具或者铲刀将层压件分开，得到分开的玻璃。
4.根据权利要求3所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，
对于双玻未碎层压件，利用分割工具，从两层玻璃中间把层压件割开，得到两块表面带胶膜的玻璃；
对于单玻未碎层压件，利用夹扯工具，将塑料背板撕掉，得到单层表面含胶膜的玻璃；
对于已经碎的单玻组件，用按压工具，按住塑料背板，用铲刀铲掉碎玻璃和胶膜，使塑料背板与玻璃分开。
5.根据权利要求1所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，步骤4中，将分开的玻璃上的胶膜和电池片进行去除，得到纯净玻璃，具体方法是：
将分开的玻璃加热至60℃-300℃，利用铲刀或者刮板去除玻璃上胶膜和电池片，得到含有残留胶膜的玻璃；
将含有残留胶膜的玻璃加热至300℃-800℃，除玻璃上残留的胶膜，得到纯净玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，步骤5中，将得到的含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带，具体方法是：
利用热解方法将含有胶膜的电池片上的胶膜进行去除，得到纯净电池片和焊带。
7.根据权利要求6所述的一种光伏层压件分离方法，其特征在于，所述热解的工艺参数是：热解温度在300℃-800℃。
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