TWI842152B - 太陽能板之回收玻璃之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係為取一太陽能板進行一拆除程序，獲得一太陽能元件，將該太陽能元件破碎後取得複數個太陽能板破碎元件，該些個太陽能破碎元件包含一EVA膠合物、一玻璃以及一金屬薄膜，取該些個太陽能板破碎元件與一水以一比例 混合均勻並進行一擦洗程序後，取得一混合產物，該擦洗程序其係用以粉碎該些個太陽能破碎元件，取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物，取該第一產物與一水混合並進行一沉降程序後，取得一沉澱物，其中該沉澱物係為一玻璃產物。
Description
本發明係關於一種回收方法，特別是一種回收太陽能板內之玻璃砂的回收方法。
一塊太陽能板的組成，是將太陽能電池以封裝材料如EVA塑膠，封裝在玻璃與背板之間，然後在四周裝上鋁框，而市面上九成的太陽能電池，是採用矽晶製作的矽晶太陽能電池。
自太陽能板投入商業使用已逾30年，目前正面臨第一批的廢棄太陽能板，一個太陽能板具有一定的使用壽命，當使用年限到達的時候，則需替換新的太陽能面板，繼續進行太陽的熱能後轉化為電能之能量收集，而廢棄後的太陽能板，則會產生回收的問題。
目前市面上主流的矽晶太陽能板主要成分為玻璃74.2%、鋁框架10.3%、電池4%等，組成方式則由電池與玻璃間的醋酸乙烯酯聚合物(EVA)黏著，鋁框緊密封裝太陽能電池，雖並不會自行溶解或滲出液體造成環境污染，可廢棄後貯存、清除階段屬一般事業廢棄物，但仍不可隨意丟棄。
目前國際上處理廢棄太陽能板回收方式有許多種，例如：熱裂解處理法、焚化處理法、熱刀法、雷射法、化學處理法等，目前最常見的是使用熱裂解處理法，通常，都會先將廢棄太陽能板進行將鋁框卸除，再以機械破
碎方式分成玻璃、金屬、塑膠等產物，再將破碎後的產物輸送至處理廠進行後處理。
上述之熱裂解處理法，以最簡單的解釋方式來說明，就是以高溫燃燒的方式來燃燒太陽能板，但燃燒太陽能板的時候會產生VOC(Volatile Organic Compounds，VOCs)，當燃燒太陽能板之燃燒溫度達到攝氏600度的時候，便會達到熱裂解溫度，而把EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，Ethylene Vinyl Acetate,EVA)和外層保護層(PVDF)氣化，此時氣化所產生的氣體是有毒性，且對人體有害的。
熱裂解之製程可以想像成是沒有氧氣的燃燒，當太陽能板上的材料經過裂解後，會被碳化或是變成氣體。然而太陽能板的背板裡含有氟，燃燒後的氣體會破壞臭氧層，所以採用熱裂解的方式，必須建置捕捉有毒氣體的設備，再妥善處理。
但目前已有相關之空氣污染防制設備，使氣化後的有毒氣體可被淨化，如此一來，便可將空氣汙染對於環境傷害的部分降至最低程度，且回收鋁、矽、銅、銀、玻璃等材料。
但是，由於透過熱裂解方式處理方式會產生毒氣而造成空氣汙染問題，雖然目前已有空氣汙染相關的處理程序，但是其方法成本高昂且所需設備繁雜。
另外也有使用化學處理法的方式來進行廢棄太陽能面板的回收處理，但是透過化學處理方式也會因為透過化學藥劑進行酸洗等方式，而產生汙染廢棄酸液，而此種酸液也會造成後續處理上有可能衍生的水汙染之問題。
為此，如何改善以往用化學模式(熱裂解、酸洗、焚化法)進行廢棄太陽能面板之回收，為本領域技術人員所欲解決的問題。
本發明之一目的，在於提供一種太陽能板之回收玻璃之方法，其係透過破碎裝置執行面板破碎程序形成第一產物，再將第一產物置入擦洗裝置內，透過擦洗裝置內之兩相反方向之槳葉於流體中間產生剪力，透過剪力使第一產物內分離形成玻璃產物以及金屬產物，最後藉由沉降程序以及磁選程序分離玻璃產物以及金屬產物，達到回收玻璃砂之目的。
針對上述之目的，本發明提供一種太陽能板之回收玻璃之方法，取一太陽能板進行一拆除程序，獲得一太陽能元件；將該太陽能元件破碎後取得複數個太陽能板破碎元件，該些個太陽能破碎元件包含一EVA膠合物、一玻璃以及一金屬薄膜；取該些個太陽能板破碎元件與一水以一比例混合均勻並進行一擦洗程序後，取得一混合產物，該擦洗程序其係用以粉碎該些個太陽能破碎元件；取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物，其中該第一產物具有一第一粒徑；以及取該第一產物與一水混合並進行一沉降程序後，取得一沉澱物，其中該沉澱物係為一玻璃產物；其中，該擦洗程序係包含一轉速及一時間區間，該轉速係介於1500rpm至2000rpm之間，該時間區間介於5分鐘至15分鐘之間。
本發明提供一實施例，其中於取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物之步驟中，包含步驟：取該混合產物利用一第
二篩網進行該篩分程序後，取得一第二產物，其中該第二產物具有一第二粒徑。
本發明提供一實施例，其中於利用一第二篩網取得一第二產物之步驟後，包含步驟：取該第二產物進行一磁選程序後，取得一金屬產物。
本發明提供一實施例，其中該第一篩網係介於10至18網目之間。
本發明提供一實施例，其中該第二篩網係使用18網目。
本發明提供一實施例，其中該第一粒徑係介於1mm至2mm之間。
本發明提供一實施例，其中該第二粒徑係小於1mm。
10:太陽能板
11:鋁框
12:玻璃
13:第一抗氧化鍍膜
14:太陽能電池板
15:第二抗氧化鍍膜
16:背框
S10、S20、S30、S40、S41、S43、S50:步驟
第1A圖：其為本發明之一實施例之太陽能板之回收玻璃之方法之流程示
意圖；
第1B圖：其為本發明之一實施例之太陽能板之組成結構之結構示意圖；第2圖：其為本發明之一實施例之太陽能板之磁選程序之流程示意圖；以及第3圖：其為本發明之一實施例之太陽能板回收方法之實驗結果示意圖。
為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：習知關於廢棄太陽能板之回收玻璃之方法，由於透過熱裂解方式處理方式會產生毒氣而造成空氣汙染問題，雖然目前已有空氣汙染相關的處理程序，但是其方法成本高昂且所需設備繁雜，另外也有使用化學處理法的方式來進行廢棄太陽能面板的回收處理，但是透過化學處理方式也會因為透過化學藥劑進行酸洗等方式，而產生汙染廢棄酸液，而此種酸液也會造成後續處理上有可能衍生的水汙染之問題。
本發明之優點透過簡單的物理方式，利用擦洗裝置將破碎後的廢棄太陽能板於溶液中進行碰撞，使太陽能板之金屬、玻璃以及膠體之間分離，後續再經由沉降程序以及磁選程序分離取得玻璃產物以及金屬產物。
在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。
首先，請參閱第1A圖，其為本發明之一實施例之太陽能板之回收玻璃之方法之流程示意圖，以及第1B圖，其為本發明之一實施例之太陽能板之組成結構之結構示意圖，如圖所示，本實施例之太陽能板之回收玻璃之方法步驟包含：步驟S10：取太陽能板進行拆除程序，獲得太陽能元件；步驟S20：將太陽能元件破碎後取得太陽能板破碎元件；
步驟S30：取太陽能板破碎元件與一水以比例混合均勻並進行擦洗程序後，取得混合產物；步驟S40：取混合產物以第一篩網進行篩分程序後，獲得第一產物；以及步驟S50：取第一產物與水混合並進行沉降分級程序後，取得沉澱物。
如上所述，於本實施例中，於步驟S10至步驟S20所述之步驟，取一太陽能板10執行一拆除程序，也就是說，傳統的該太陽能板10由上而下包含一鋁框10、一玻璃12、一第一抗氧化膜13、一太陽能電池板14、一第二抗氧化膜15以及一背框16，該背框之另一側連接有一外部纜線(未圖示)以及一接線盒(未圖示)，於該玻璃12、該第一抗氧化膜13、該太陽能電池板14以及該第二抗氧化膜之間，通常會使用一EVA膠膜進行固定，該EVA膠膜係為一種特殊用於太陽能電池封裝板上的熱溶性膠膜，其係以EVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)為主要原料，並添加各種助劑後，經過加熱之後所擠出成型。
而本實施例之步驟S10係將該太陽能板10上原有之該鋁框10、該外部纜線或是該接線盒等物件拆除後，將剩餘的該太陽能板10之元件藉由一破碎裝置進行一破碎程序，將剩餘之該太陽能板10破碎後得到複數個太陽能板破碎元件，該太陽能破碎元件係包含一EVA膠合物、一玻璃以及一金屬薄膜。
其中，該拆除程序係透過人工、簡易機械手臂或其他拆除裝置進行，該破碎程序係使用一碎礦機進行該太陽能板之破碎，進一步，碎礦機係使用鄂式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、衝擊式破碎機、磨礦機或旋錘碎礦機。
於本實施例中，如步驟S30所述之步驟，取該些個太陽能板破碎元件與一水以一比例混合均勻並進行一擦洗程序後，取得一混合產物，該擦洗程序係用以粉碎該些個太陽能破碎元件，使該些個太陽能破碎元件由大片碎裂狀粉碎為細顆粒狀。
其中該水係為水，該比例係為0.5~2之間，也就是說該些個太陽能破碎元件與該水之間之比例可以為1：2、1：1或2：1，但不以此為限，以該水進行該擦洗程序時，該水不會導致該些個太陽能破碎元件產生化學變化，僅作為載體使該些個太陽能破碎元件懸浮，以便進行該擦洗程序。
其中，該擦洗程序係為透過磨損洗滌裝置，主要是透過通過漿料顆粒相互撞擊的作用來洗滌礦物的過程，此種裝置係由容置槽體、磨損葉片系統和馬達組成，其中的磨損葉片系統通常由兩組螺距相反的葉輪組成，馬達係用來有效地傳遞動力以旋轉軸和磨損葉片，透過對顆粒表面(該些個太陽能板破碎元件)進行顆粒擦洗，以去除顆粒表面附著的薄膜、塗層或膠層。
該擦洗程序係以調整一轉速以及一時間區間，使該些個太陽能板破碎元件於上述磨損洗滌裝置內相互撞擊且摩擦後，形成該混合產物，其中，該混合產物包含該EVA膠合物、該玻璃以及該金屬薄膜。
於本實施例中，該擦洗程序之該轉速係介於1500rpm至2000rpm之間，該時間區間介於5分鐘至15分鐘之間。
接續上述，於步驟S40之步驟，取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物，其中該第一產物具有一第一粒徑，該篩分程序係依序使用10網目篩網、10網目至18網目之篩網，以篩選出所需要的該第一產物。
其中，於本實施例中，該第一篩網係介於10網目至18網目之間，該第一產物具有一第一粒徑，該第一粒徑係介於1mm至2mm之間。
進一步，請參考第2圖，其為本發明之一實施例之太陽能板之磁選程序之流程示意圖，如圖所示，本實施例中於步驟S40中更進一步包含步驟：步驟S41：取該混合產物利用一第二篩網進行該篩分程序後，取得一第二產物；以及步驟S43：取第二產物進行磁選程序後，取得金屬產物。
於步驟S41中，進一步使用一第二篩網，透過該第二篩網針對該混合產物進行第二次之該篩分程序後，取得一第二產物，其中，該第二篩網係使用18網目，該第二產物具有一第二粒徑，該第二粒徑係小於1mm。
於本實施例中，於步驟S43中，取該第二產物進行一磁選程序後，取得一金屬產物，透過該磁選程序可將該第二產物內之該金屬產物與一非金屬產物分離，而其中，該非金屬產物內進一步亦包含該玻璃產物。
該磁選程序係透過市售磁選機進行分離該金屬產物以及該非金屬產物，磁選機可以分選的礦物很多比如：磁鐵礦，褐鐵礦，赤鐵礦，錳菱鐵礦，鈦鐵礦，黑鎢礦，錳礦，碳酸錳礦，冶金錳礦，氧化錳礦，鐵砂礦，高嶺土，稀土礦等都可以用磁選機來選別。
該磁選程序是在磁選機的磁場中，藉助磁力與機械力對礦粒的作用而實現分選的，不同的磁性的礦粒沿著不同的軌跡運動，從而分選為兩種或幾種單獨的選礦產品。最後，於步驟S50所述之步驟中，取該第一產物與一
水混合並進行一沉降程序後，取得一沉澱物，其中利用水為載體，將該第一產物進行沉降後取得該沉澱物，進一步該沉澱物係為一玻璃產物。
因此，透過本實施例之方法該沉降程序所回收之該玻璃產物以及利用該磁選程序所回收之該非金屬產物內之該玻璃產物，可使本實施例之太陽能板之回收玻璃之方法能完整回收最大量之該玻璃產物以及該金屬產物，且又無需如同習知回收方法般的需要透過熱處理或使用化學藥劑之方式進行回收處置，因此不會造成環境汙染，亦可減少回收時所需之成本。
接著，於此係舉下列實際範例說明以本實施例之太陽能板之回收玻璃之方法之實際使用之範例。
當太陽能模組面板因為平均壽命到達，需要進行報廢時，此時會以下列進行：
1. 初步將該太陽能板上方之多於元件拆除(鋁框、線材等)，再經由旋錘破碎機(該破碎裝置)將該太陽能板破碎為可處理的較小顆粒(該些個太陽能板破碎元件)。
2. 取該太陽能板破碎後之較小顆粒(該些個太陽能板破碎元件)進行透過該利用擦洗機(Attrition Scrubber)進行強力攪拌後獲得該混合產物。
3. 透過該第一篩網進行以及該第二篩網進行該混合產物之篩分，大於2mm以上之該混合產物因為含有大量的該EVA膠合物故去除，而介於1mm至2mm之間之該混合產物，透過該沉降程序可取得玻璃含量為99.92%以上之玻璃砂品味。
4. 而透過第二篩網取得之該第二產物，則透過該磁選程序利用金屬薄膜具鐵磁性之特性，將該第二產物內之該玻璃砂與該金屬薄膜分離，進一步提升玻璃砂品位。
其中，請參考第3圖，其為本發明之一實施例之太陽能板回收方法之實驗結果示意圖，如圖所示，該時間區間以及該轉速對於該擦洗程序具有一定之影響，當該轉速為2000rpm且該時間區間分別設定為5、10、15分鐘。
首先，在經過該擦洗程序後，將取得該混合產物以不同的篩網劃分為三種粒徑：10網目、10至18網目以及18網目之篩網。
經由高溫爐分析結果得知，以10網目篩網進行該篩分製程獲得之該第一產物內含該EVA膠合物22.72%，該玻璃砂含量為77.28%，以10網目至18網目之篩網進行該篩分製程獲得之該第一產物內含該EVA膠合物0.25%，該玻璃沙含量為99.75%，而透過18網目之篩網進行該篩分製程獲得之該第一產物之該EVA膠合物0.08%，該玻璃砂含量為99.92%。
由上述高溫爐分析結果可得知，以18網目之篩網所得出之該第一產物粒徑主要為該玻璃砂以及極為微量之該EVA膠合物。
接著，針對三種篩網：
1. 10網目之篩網以上
2. 10網目之篩網至18網目之篩網
3. 18網目之篩網
以上述三種篩網所篩得之該混合產物之粒徑，分別進行高溫熱降解定量EVA的比重佔比來計算出該EVA膠合物之質量分佈，如第3圖所示，在10網目之篩網以上之該混合產物之粒徑，於進行該擦洗程序15分鐘時之該混合產物，具有最高的該EVA膠合物佔比，得知其有最好的解離效果。
而藉由10網目之篩網至18網目之篩網進行該篩分程序後所獲得之該第一產物之該第一粒徑玻璃砂品位達99%，達直接回收之標準。
以上所述之實施例，本發明之方法，其為一種太陽能板之回收玻璃之方法，透過簡單的物理方式，利用擦洗裝置將破碎後的廢棄太陽能板於溶液中進行碰撞，使太陽能板之金屬、玻璃以及膠體之間分離，後續再經由沉降程序以及磁選程序分離取得玻璃產物以及金屬產物。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
步驟S10、S20、S30、S40、S50
Claims (7)
- 一種太陽能板之回收玻璃之方法，其步驟包含：將一太陽能元件破碎後取得複數個太陽能板破碎元件，該些個太陽能破碎元件包含一EVA膠合物、一玻璃以及一金屬薄膜；取該些個太陽能板破碎元件與一水以一比例混合均勻並進行一擦洗程序後，取得一混合產物，該擦洗程序其係用以粉碎該些個太陽能破碎元件，該比例係為0.5~2之間；取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物，其中該第一產物具有一第一粒徑；以及取該第一產物與該水混合，並進行一沉降程序後，取得一沉澱物，其中該沉澱物係為一玻璃產物；其中，該擦洗程序係包含一轉速及一時間區間，該轉速係介於1500rpm至2000rpm之間，該時間區間介於5分鐘至15分鐘之間。
- 如請求項1所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中於取該混合產物以一第一篩網進行一篩分程序後，獲得一第一產物之步驟中，包含步驟：取該混合產物利用一第二篩網進行該篩分程序後，取得一第二產物，其中該第二產物具有一第二粒徑。
- 如請求項2所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中於利用一第二篩網取得一第二產物之步驟後，包含步驟： 取該第二產物進行一磁選程序後，取得一金屬產物，該磁選程序包含一磁力強度，該磁力強度係介於2000至6000高斯之間。
- 如請求項1所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中該第一篩網係介於10網目至18網目之間。
- 如請求項2所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中該第二篩網係使用18網目。
- 如請求項1所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中該第一粒徑係介於1mm至2mm之間。
- 如請求項2所述之太陽能板之回收玻璃之方法，其中該第二粒徑係小於1mm。
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202417139A TW202417139A (zh) | 2024-05-01 |
| TWI842152B true TWI842152B (zh) | 2024-05-11 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976428A (zh) | 2021-10-30 | 2022-01-28 | 重庆普利再生资源综合利用有限公司 | 一种废旧玻璃回收再利用清洗筛选装置 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976428A (zh) | 2021-10-30 | 2022-01-28 | 重庆普利再生资源综合利用有限公司 | 一种废旧玻璃回收再利用清洗筛选装置 |
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