CN209646480U - 一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置 - Google Patents

Abstract

一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，涉及太阳能电池技术领域，所述反应装置包括反应腔体和吸附装置，所述反应腔体用于在其内部进行所述太阳能废芯片与处理液的反应，所述吸附装置能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上；所述吸附装置设于所述反应腔体的外壁上和/或其周围。本实用新型实施例的反应装置，其通过设置吸附装置能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上，如此，在太阳能废芯片的有机膜脱离过程中，可强化太阳能废芯片的基底与有机膜两者的分离，加快两者的分离过程。

Description

一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置。

背景技术

随着太阳能电池行业的迅速发展，太阳能组件的总产量也快速提升，然而，随着太阳能电池使用年限的增加，依照太阳能光伏组件的使用寿命推断，在不远的将来，将会有大量的光伏组件报废，且在太阳能组件的生产过程中，也会有不良品出现。因此，太阳能组件回收的问题被提上了议程。

薄膜太阳能组件中通常会用到硅或铟、镓、镉、钛等金属，这些金属有的价格昂贵，有的在太阳能组件报废后如不合理回收则会给环境带来极大污染。薄膜太阳能废芯片的回收利用有锻烧法和深冷处理的方法。锻烧法，即高温锻烧整个光伏组件，对剩下的不可燃部分进行回收处理。但是高温煅烧法能耗高，而且光伏片中含氟、硒等元素，焚烧后会产生有毒气体，严重污染环境。深冷处理的方法需要液氮，该法成本高且不易实现，深冷后的光伏片还需要人工敲击等措施脱膜，不适合产业化。因此，薄膜太阳能废芯片的回收方法及其配套装备是目前亟待解决的一个难题，目前未见有针对太阳能废芯片回收处理的装置。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型的一实施例提供了一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，包括反应腔体和吸附装置，所述反应腔体用于在其内部进行所述太阳能废芯片与处理液的反应，所述吸附装置能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上；所述吸附装置设于所述反应腔体的外壁上和/或其周围。

有益效果：

本实用新型实施例的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其通过设置吸附装置能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上，如此，在太阳能废芯片的有机膜脱离过程中，可强化太阳能废芯片的基底与有机膜两者的分离，加快两者的分离过程。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型一实施例的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置的结构示意图；

附图标记为：1、第一储罐，2、第一输送泵，3、挡板，4、气孔，5、上盖，6、超声装置，7、超声波振动棒，8、内胆，9、壳体，10、第二进液口， 11、第二输送泵，12、第二储罐，13、数显控制盒，14、吸附装置，15、驱动装置，16、出液口，17、第一进液口，18、反应腔体。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的一实施例提供一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，包括反应腔体18和吸附装置14，所述反应腔体18用于在其内部进行所述太阳能废芯片与处理液的反应，所述吸附装置14能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体18的内壁上；所述吸附装置14设于所述反应腔体18的外壁上和/或其周围。

本实用新型实施例的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其通过设置吸附装置14能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体18的内壁上，如此，在太阳能废芯片的有机膜脱离过程中，可强化太阳能废芯片的基底与有机膜两者的分离，加快两者的分离过程。

本实用新型实施例的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其能够用于太阳能废芯片的有机膜和活性层的分离，比如，可先向反应腔体18内加入第一处理液和太阳能废芯片，两者反应过程中或/和充分反应后，可启动吸附装置14，有机膜脱离后，将脱离下来的有机膜可人工打捞出以回收，并将第一处理液排出反应腔体18外；然后向反应腔体18内加入第二处理液，与有机膜脱离后的太阳能废芯片进行反应，待活性层从太阳能废芯片的基底上分离并进入第二处理液后，可将含有活性层材料的第二处理液回收，并回收太阳能废芯片的基底。

本实用新型实施例的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，可采用人工或机械加料方式向反应腔体18内加入处理液和太阳能废芯片，例如，可在反应腔体18的顶部设置开口，开口处设置上盖5，需加料时可将反应腔体18 的上盖5打开从所述开口进行加料。为方便处理液的加料，也可在反应腔体 18上另外设置进液口，可利于提高反应装置的工作效率。

本实施例中，所述吸附装置14可以为电磁装置，比如电磁铁，所述电磁装置设置为在通电时能够产生磁力并将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体18的内壁上。其中，所述电磁装置在断电后其磁力消失，则不能吸附所述太阳能废芯片的基底。在实际应用中，可根据需要启动和关闭所述电磁装置。当所述吸附装置14采用所述电磁装置时，可适用于对材质为不锈钢或者其他含铁材料的所述基底进行吸附。

本实施例中，所述吸附装置14可设置于所述反应腔体18的外壁上和/或其周围，比如可以位于所述反应腔体18的下部或下方。所述吸附装置14的设置位置不受限制，只要能将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体 18的内壁上即可。

本实施例中，所述反应腔体18包括壳体9和内胆8，所述内胆8设于所述壳体9内，所述壳体9上设有进液口和出液口16，所述内胆8的壁上设有进液孔。其中，所述进液孔可以设置为一个或多个，其设于所述内胆8的下部(比如设于内胆8的底壁上或/和侧壁上)，或者分散设置在整个内胆8上。通过所述进液孔可使壳体9内的处理液进入到内胆8内，在排液时可使内胆8 内的处理液经所述进液孔流入壳体9内，并经壳体9上的出液口16排出壳体 9外。实际操作中，可通过壳体9上的进液口向壳体9内加入处理液，壳体9 内的处理液可通过内胆8的壁上设置的进液孔进入到内胆8内，并与内胆8 内的太阳能废芯片进行反应，以进行太阳能废芯片的有机膜和活性层分离；反应结束后，打开所述壳体9上的出液口16，则内胆8中的处理液可经过所述进液孔进入壳体9并经所述出液口16流出壳体9外。

为能够对反应腔体内的处理液进行搅拌，所述内胆8上设有挡板3，所述反应装置还包括驱动装置15，所述驱动装置15设置为能够驱动所述内胆8转动。其中，所述驱动装置15驱动所述内胆8转动过程中，所述内胆8上设置的挡板3可以对内胆8周围的处理液产生搅拌效果，加快处理液与所述太阳能废芯片的反应过程。所述挡板3可以设置在内胆8的内部或外部，其可以为板状结构，比如曲面板、平面板等，数目可根据需要设置为一个或多个。在其他实施例中，所述反应腔体18也可以不设置所述内胆8，反应装置相应地也不设置所述驱动装置15，太阳能废芯片与处理液可直接在壳体9内进行反应，可额外设置搅拌装置以对壳体9内的处理液进行搅拌。

本实施例中，所述驱动装置15可以包括电机，可在所述内胆8的底部设置一转动轴，该转动轴活动穿过所述反应腔体18的壳体9后与所述电机的输出轴连接，电机转动则通过所述转动轴带动所述内胆8转动。其中，所述转动轴与所述壳体9之间密封设置，以避免壳体9内处理液泄漏。

为增加对所述内胆8的转动支撑作用，所述反应装置还包括支撑座，所述内胆8通过支撑轴转动支撑在所述支撑座上。其中，所述支撑座可以设置在所述壳体9外部，所述支撑轴固定于所述内胆8的底部，所述支撑轴穿过所述壳体9后转动支撑在所述支撑座上，所述支撑轴与所述壳体9之间密封设置，以避免壳体9内处理液泄漏。

本实施例中，所述进液口可设置为一个或多个，为提高反应装置的工作效率，比如，所述进液口包括第一进液口17和第二进液口10，所述反应装置还包括与所述第一进液口17连接的第一储罐1和与所述第二进液口10连接的第二储罐12，所述第一储罐1用于盛放能够使所述太阳能废芯片的有机膜脱离的第一处理液，所述第二储罐12用于盛放能够使所述太阳能废芯片的活性层与基底分离的第二处理液。

为便于处理液的收集及利用，所述出液口16连接有第一出液管道和第二出液管道，所述第一出液管道连接至所述第一储罐1。其中，所述出液口16 通过第一出液管道连接至所述第一储罐1，以将完成处理后的第一处理液返回至所述第一储罐1内；所述第二出液管道可用于收集完成处理后的第二处理液。所述第一储罐1与第一进液口17之间的进液管道上、所述第二储罐12 与第二进液口10之间的进液管道上，以及所述第一出液管道上分别设有第一输送泵2、第二输送泵11和第三输送泵。

实际操作中，待处理的太阳能废芯片可以包括基底和设于所述基底上的有机膜和活性层，为了使有机膜和活性层从所述基底上分离并且回收，处理时，可将所述第一储罐1内的第一处理液泵入反应腔体18内，与加入到反应腔体18内的太阳能废芯片进行反应，用以将太阳能废芯片的有机膜脱离；需要第二处理液进行处理时，可将所述第二储罐12内的第二处理液泵入反应腔体18内，与加入到反应腔体18内的太阳能废芯片进行反应，用以将太阳能废芯片的活性层与基底分离。其中，第一处理液与第二处理液在与太阳能废芯片反应过程中产生的气体可以通过所述反应腔体18的上盖5上设置的气孔 4排出。

为提高所述太阳能废芯片与处理液的反应效果，所述反应装置还包括超声装置6，所述超声装置6包括超声波振动棒7，所述超声波振动棒7伸入至所述反应腔体18内，所述超声装置6可以设置于所述反应腔体18的上盖5 上。其中，在处理液与所述太阳能废芯片的反应过程中，利用所述超声波振动棒7产生的超声波，可促进所述太阳能废芯片的有机膜或活性层的分离效果。

本实施例中，所述反应装置还可以包括加热装置，用于对反应腔体18内的处理液进行加热。所述加热装置可以包括设置于所述反应腔体18外壁上的夹套，以及与所述夹套连通的传热介质输入管路和传热介质输出管路。可通过所述传热介质输入管路向所述夹套内输入热水或热蒸汽等传热介质，以将反应腔体18内的处理液加热，传热介质可通过所述传热介质输出管路从所述夹套输出。所述加热装置还可以采用其他加热方式，比如微波加热、电加热等。

本实施例中，所述反应装置还可以包括控制系统，控制系统包括数显控制盒13，数显控制盒13可以对上述实施例中的所述驱动装置15的电机的转速和转动时间进行控制和显示，还可以对上述实施例中的所述超声装置6的超声强度进行控制和显示，还可以对所述加热装置的加热时间和加热温度进行控制和显示等。

利用本实用新型上述实施例的反应装置对太阳能废芯片回收处理的方法，可以包括如下步骤，

S1、加料：将一定量的太阳能废芯片加入反应腔体18的内胆8中，将第一储罐1中的第一处理液经第一进液口17泵入壳体9内，第一处理液通过内胆8的进液孔进入内胆8，浸没太阳能废芯片，盖好反应腔体18的上盖5。

其中，所述太阳能废芯片包括不锈钢材料的基底和设于所述基底上的有机膜和活性层，所述有机膜可以是太阳能芯片上的多种有机类膜，如压线树脂膜、阻水膜、导线封装膜(比如PET膜)等，所述活性层是指太阳能芯片的发电层，包括铜铟镓硒膜层等。

所述第一处理液可以采用氢氧化钠和氯化钠的混合水溶液。

S2、分离有机膜：利用加热装置对反应腔体18内的第一处理液加热，保持温度50～95度，同时驱动装置15驱动所述内胆8转动，内胆8上的挡板3 碰撞第一处理液形成搅拌效果，持续搅拌5～30分钟；然后打开吸附装置14 (采用电磁装置)，继续搅拌5分钟后，静置，则有机膜浮于液面，脱离有机膜的太阳能废芯片被吸附装置14吸到内胆8的底部，实现有机膜的分离；打开反应腔体18的上盖5，用漏勺捞出有机膜，则实现有机膜的分离回收。

本步骤中，利用第一处理液中的氢氧化钠在一定温度下对有机膜的腐蚀性，将有机膜从太阳能废芯片上分离下来，其中，第一处理液中的氯化钠可增强有机膜在第一处理液中的浮力，浮力增强作用以及吸附装置14对太阳能废芯片的基底的吸附作用，可强化有机膜的分离过程。

S3、换液：从壳体9的出液口16排出第一处理液至第一储罐1，可下次循环使用，然后，将第二储罐12内的第二处理液从第二进液口10泵入壳体9 内，第二处理液通过内胆8的进液孔进入内胆8，浸没脱离有机膜后的太阳能废芯片，盖好反应腔体18的上盖5。

S4、分离活性层：对内胆8中第二处理液和脱离有机膜后的太阳能废芯片搅拌加热，保持温度10～30度，同时打开超声装置6，持续一定时间，然后打开吸附装置14将太阳能废芯片的不锈钢基底吸附在内胆8的底部，活性层以粉状或片状进入第二处理液，形成悬浮混合液，实现活性层与基底的分离。

其中，所述第二处理液可以采用硫酸与双氧水的混合水溶液。

S5、排液：从出液口16排出步骤S4的悬浮混合液，排出的悬浮混合液可以送至后续湿法提取工序进行处理，然后关闭吸附装置14，取出不锈钢基底，实现太阳能废芯片的不锈钢基底的分离回收。

上述回收处理方法的分离效果如下：加入5kg的太阳能废芯片，共625 片，经过上述脱膜工序，有622片实现脱膜(即有机膜的脱离)，脱膜率达到99.5％；脱膜后的太阳能废芯片，经过上述分离活性层工序，活性层分离率达到99％。

本实用新型实施例的反应装置，可先采用第一处理液浸泡太阳能废芯片，使太阳能废芯片的有机膜从太阳能废芯片上脱离，然后采用第二处理液对有机膜脱离后的太阳能废芯片浸泡，使活性层从太阳能废芯片的基底上脱离，如此，可使太阳能废芯片的有机膜和活性层先后从基底上分离，便于有机膜和活性层材料的分别单独回收。

本实用新型上述实施例的反应装置可以有效地实现薄膜太阳能电池的有机膜分离和活性层分离。利用本实用新型上述实施例的反应装置可以实现有机膜脱膜、浮力分选、电磁强化分离、活性层溶浸剥离、超声强化剥离、活性层与基底分离等多个功能，可实现多工序的一体化集成，节省了投资和成本。容易实现工业化批量处置，而不用人工一片一片的去拆分分离。利用本实用新型上述实施例的反应装置分离的有机膜基本完好，方便后续的回收。

Claims (10)

1.一种用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：包括反应腔体和吸附装置，所述反应腔体用于在其内部进行所述太阳能废芯片与处理液的反应，所述吸附装置能够将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上；所述吸附装置设于所述反应腔体的外壁上和/或其周围。

2.如权利要求1所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述反应腔体包括壳体和内胆，所述内胆设于所述壳体内，所述壳体上设有进液口和出液口，所述内胆的壁上设有进液孔。

3.如权利要求2所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述进液孔设置为一个或多个，其设于所述内胆的下部或者分散设置在整个内胆上。

4.如权利要求2所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述内胆上设有挡板，所述反应装置还包括驱动装置，所述驱动装置设置为能够驱动所述内胆转动。

5.如权利要求4所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述反应装置还包括支撑座，所述内胆通过支撑轴转动支撑在所述支撑座上。

6.如权利要求2所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述进液口包括第一进液口和第二进液口，所述反应装置还包括与所述第一进液口连接的第一储罐和与所述第二进液口连接的第二储罐，所述第一储罐用于盛放能够使所述太阳能废芯片的有机膜脱离的第一处理液，所述第二储罐用于盛放能够使所述太阳能废芯片的活性层与基底分离的第二处理液。

7.如权利要求6所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述出液口连接有第一出液管道和第二出液管道，所述第一出液管道连接至所述第一储罐。

8.如权利要求1所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述反应装置还包括超声装置，所述超声装置包括超声波振动棒，所述超声波振动棒伸入至所述反应腔体内。

9.如权利要求1所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述吸附装置为电磁装置，所述电磁装置设置为在通电时能够产生磁力并将所述太阳能废芯片的基底吸附在所述反应腔体的内壁上。

10.如权利要求1所述的用于太阳能废芯片回收处理的反应装置，其特征在于：所述反应装置还包括加热装置，所述加热装置包括设置于所述反应腔体外壁上的夹套，以及与所述夹套连通的传热介质输入管路和传热介质输出管路。