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廢舊光伏組件的熱解回收裝置

1164   編輯:中冶有色技術網   來源:華北電力大學  
2023-11-29 15:50:59
權利要求書: 1.一種廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,包括:第一傳送機構(1)、熱解室(2)、第二傳送機構(3),其中:所述第一傳送機構(1)的前端設置有進樣口(11),擬處理廢舊光伏組件由所述進樣口(11)送入所述第一傳送機構(1),所述進樣口(11)后設置有自上而下豎直分布的第一柔性輥軸(12)和第二柔性輥軸,所述第二柔性輥軸為柔性鋸齒輥軸(12');第一可動隔熱擋板(14)設置在所述第一傳送機構(1)的后端,所述第一傳送機構(1)通過所述第一可動隔熱擋板(14)與所述熱解室(2)連接;所述進樣口(11)和所述第一可動隔熱擋板(14)之間安裝有用于運送光伏組件的第一傳送鏈板(13);廢舊光伏組件由所述第一傳送鏈板(13)運送通過所述第一可動隔熱擋板(14)后進入所述熱解室(2);

所述熱解室(2)前端開口連接所述第一傳送機構(1),后端開口連接所述第二傳送機構(3);所述熱解室(2)的所述前端開口與所述后端開口之間安裝有熱解室鏈板(21),用于運送熱解中的廢舊光伏組件;在所述熱解室(2)內所述熱解室鏈板(21)上方設置有加熱單元;

所述熱解室(2)后端頂部開有供熱解氣排出的熱解氣出口(23),后端底部開有電池片出口(24);

所述第二傳送機構(3)的前端通過第二可動隔熱擋板(31)連接所述熱解室(2)的所述后端開口;所述第二傳送機構(3)的后端設置有用于排出廢舊光伏組件熱解產物玻璃板的玻璃板出口(34);所述第二可動隔熱擋板(31)和所述玻璃板出口(34)之間安裝有用于運送玻璃板的第二傳送鏈板(32);所述第二傳送鏈板(32)傳送面下方設置有冷卻單元;

所述第一柔性輥軸(12)和所述柔性鋸齒輥軸(12')之間的間距設置為擬回收處理的光伏組件拆除鋁邊框和接線盒后的厚度的0.5?1倍。

2.根據權利要求1所述的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,所述第一可動隔熱擋板(14)和所述第二可動隔熱擋板(31)最大開口為擬回收處理的光伏組件拆除鋁邊框和接線盒后的厚度的2?5倍。

3.根據權利要求1所述的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,所述第一傳送鏈板(13)、所述熱解室鏈板(21)和所述第二傳送鏈板(32)中任一或任意幾個的傳送面呈水平設置。

4.根據權利要求1所述的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,所述加熱單元為若干陶瓷蓄熱式加熱管(22)。

5.根據權利要求4所述的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,所述若干陶瓷蓄熱式加熱管(22)沿所述熱解室鏈板(21)傳送方向相互平行且等間距排列。

6.根據權利要求1至5任一項所述的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,其特征在于,所述冷卻單元為蛇形水冷卻管(33)。

說明書: 一種廢舊光伏組件的熱解回收裝置技術領域[0001] 本發(fā)明屬于光伏組件的回收處理技術領域,特別涉及一種用于廢舊光伏組件熱解回收的裝置。背景技術[0002] 作為一種新興的清潔能源,太陽能光伏產業(yè)得到了迅速的發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電在給人類帶來清潔能源的同時,必然會面對產品升級和產品壽命到期的問題。國際可再生能源署預測,到2050年世界光伏組件報廢量將達到7800萬噸,而晶硅光伏組件占據世界光伏市場份額的90%以上。我國光伏發(fā)電累計并已連續(xù)多年位居世界首位,據預測,2050年我國廢棄光伏組件將達到2000萬噸。大量退役光伏組件帶來必須面對的生態(tài)環(huán)境壓力,如何處理廢棄光伏組件,特別是晶硅光伏組件已成為全世界關注的焦點。[0003] 如圖1所示,光伏組件通常由依次疊層設置的玻璃板、EA(乙烯?醋酸乙烯共聚物)膠膜、晶硅電池片、EA膠膜和TPT(聚氟乙烯復合膜)背板層壓形成,封裝后再放入鋁邊框中固定并安裝接線盒。其中,鋁邊框、接線盒、玻璃板和晶硅電池片等都可以進行回收再利用。[0004] 回收光伏組件時,首先需要對組件進行部件拆解,將鋁邊框和接線盒部分去除;一般采用自動拆框機可將鋁邊框完全拆下,再人工將接線盒拆卸,目前這方面的拆解技術已經成熟?,F(xiàn)有技術常用以下幾種方法回收鋁邊框和接線盒已拆除的光伏組件:1、物理法:將光伏組件通過物理破碎為顆粒,對顆粒進行篩選分類,再分別進行回收;2、熱解法:在加熱條件下,對EA膠膜進行軟化、分解從而實現(xiàn)各層結構的分離回收;3、化學溶劑法:采用溶劑對EA膠膜進行溶解或溶脹,然后分離其他各層結構。以上現(xiàn)有技術中:物理法相對簡單,但需要破碎的部件過多且需要將部件破碎為較小的尺寸,能耗以及成本較高,且一部分產物純度較低,難以再利用;采用化學溶劑法進行回收的反應時間普遍較長,回收效率低,且會產生大量的廢液,將對環(huán)境產生較大危害,不適合大規(guī)模的回收作業(yè);熱解法操作簡單,不使用化學藥劑并且廢液廢渣排放量少,有望得到大規(guī)模和產業(yè)化應用。[0005] 但是,在采用熱解法回收廢舊光伏組件的實際過程中,發(fā)現(xiàn)玻璃板在熱解過程中由于種種原因極易發(fā)生破裂的現(xiàn)象,無法回收完整的玻璃板。因此,設計一種熱解裝置使得在高溫熱解過程中能夠得到完整的鋼化玻璃板是本領域亟待解決的技術問題。發(fā)明內容[0006] 為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種廢舊光伏組件的熱解回收裝置,可實現(xiàn)完整鋼化玻璃板和晶硅電池片快速分類分離,提高了光伏組件回收效率,為廢舊光伏組件的再利用提供了便利。[0007] 為了達到上述目的,本發(fā)明的技術方案如下:[0008] 一種廢舊光伏組件的熱解回收裝置,包括:第一傳送機構、熱解室、第二傳送機構,其中:[0009] 所述第一傳送機構的前端設置有進樣口,擬處理廢舊光伏組件由所述進樣口送入所述第一傳送機構,所述進樣口后設置有自上而下豎直分布的第一柔性輥軸和第二柔性輥軸,所述第二柔性輥軸為柔性鋸齒輥軸,所述柔性鋸齒輥軸由;第一可動隔熱擋板設置在所述第一傳送機構的后端,所述第一傳送機構通過所述第一可動隔熱擋板與所述熱解室連接;所述進樣口和所述第一可動隔熱擋板之間安裝有用于運送光伏組件的第一傳送鏈板;廢舊光伏組件由所述第一傳送鏈板運送通過所述第一可動隔熱擋板后進入所述熱解室;所述熱解室前端開口連接所述第一傳送機構,后端開口連接所述第二傳送機構;所述熱解室的所述前端開口與所述后端開口之間安裝有熱解室鏈板,用于運送熱解中的廢舊光伏組件;在所述熱解室內所述熱解室鏈板上方設置有加熱單元;所述熱解室后端頂部開有供熱解氣排出的熱解氣出口,后端底部開有電池片出口;所述第二傳送機構的前端通過第二可動隔熱擋板連接所述熱解室的所述后端開口;所述第二傳送機構的后端設置有用于排出廢舊光伏組件熱解產物玻璃板的玻璃板出口;所述第二可動隔熱擋板和所述玻璃板出口之間安裝有用于運送玻璃板的第二傳送鏈板;所述第二傳送鏈板傳送面下方設置有冷卻單元。

[0010] 作為所述第一柔性輥軸和所述柔性鋸齒輥軸的優(yōu)選,所述第一柔性輥軸和所述柔性鋸齒輥軸之間的間距設置為擬回收處理的光伏組件拆除鋁邊框和接線盒后的厚度的0.5?1倍。

[0011] 優(yōu)選地,所述第一可動隔熱擋板和所述第二可動隔熱擋板最大開口為擬回收處理的光伏組件拆除鋁邊框和接線盒后的厚度的2?5倍。[0012] 優(yōu)選地,所述第一傳送鏈板、所述熱解室鏈板和所述第二傳送鏈板中任一或任意幾個的傳送面呈水平設置。[0013] 作為所述加熱單元的優(yōu)選,所述加熱單元選用若干陶瓷蓄熱式加熱管,所述陶瓷蓄熱式加熱管由所述鋼管和鋼管內填充的帶孔陶瓷蓄熱材料組成。進一步優(yōu)選地,所述若干陶瓷蓄熱式加熱管沿所述熱解室鏈板傳送方向相互平行且等間距排列。[0014] 作為前述技術方案的優(yōu)選,所述冷卻單元為蛇形水冷卻管。[0015] 本發(fā)明實施例的上述技術方案提供的廢舊光伏組件的熱解回收裝置包括第一傳送機構、熱解室和第二傳送機構,熱解室通過第一可動隔熱擋板和第二可動隔熱擋板分別連接第一傳送機構和第二傳送機構。擬處理的鋁邊框和接線盒已拆除的廢舊光伏組件玻璃面朝上自第一傳送機構進樣口進入,可通過上下分別布置第一柔性輥軸和柔性鋸齒輥軸對光伏組件進行輔助傳送,再通過第一傳送鏈板進入熱解室;熱解室內用若干陶瓷蓄熱式加熱管加熱使EA膠膜和背板等發(fā)生分解,分離后的電池碎片從電池片出口排出;完整玻璃板由熱解室鏈板送入第二傳送機構,經第二傳送機構中的鏈板裝置內部的蛇形水冷卻管冷卻后通過第二傳送鏈板排出玻璃板出口。所述技術方案有益效果如下:[0016] 1.在熱解裝置進樣口后方安裝柔性輥軸和柔性鋸齒輥軸,一方面,上方柔軟輥軸可使鋼化玻璃在傳送過程中保持完整,熱解后可得到完整的玻璃板;另一方面,下方柔性鋸齒輥軸可以在一定程度上破碎光伏組件的背板材料,有利于光伏組件的熱解;[0017] 2.在第一傳送機構和第二傳送機構與熱解室連接處分別設置可轉動隔熱擋板,廢舊光伏組件經過時通過鏈板裝置傳送動力轉動轉軸將擋板打開,光伏組件經過后擋板自動關閉,可最大限度減少熱解室熱量散失并維護熱解室的惰性氣氛;[0018] 3.在熱解室鏈板裝置上方設置若干平行排列的陶瓷蓄熱式加熱管,進一步實現(xiàn)強化均勻傳熱,有利于光伏組件的熱解;[0019] 4.在第二傳送機構鏈板傳送面下方安裝蛇形水冷卻管,鏈板裝置傳送熱解后的完整玻璃板的同時可對玻璃板進行冷卻降溫,最后從玻璃板出口排出;[0020] 5.該熱解回收裝置結構簡單,操作方便,采用熱解法實現(xiàn)完整鋼化玻璃板和晶硅電池片高效分離,實現(xiàn)了工業(yè)化的廢舊光伏組件循環(huán)利用。附圖說明[0021] 圖1為現(xiàn)有技術中常用光伏組件的結構示意圖;[0022] 圖2為本發(fā)明實施例提供的廢舊光伏組件的熱解回收裝置的結構示意圖;[0023] 圖3為圖2所示熱解回收裝置中的柔性鋸齒輥軸的結構示意圖;[0024] 圖4為圖2所示熱解回收裝置中的陶瓷蓄熱式加熱管的橫截面示意圖;[0025] 圖5為圖2所示熱解回收裝置中的蛇形水冷卻管的結構示意圖;[0026] 圖6為圖2所示熱解回收裝置中的第一可動隔熱擋板的結構俯視圖。[0027] [主要元件符號說明][0028] 1?第一傳送機構;11?進樣口;12?第一柔性輥軸;12'?柔性鋸齒輥軸;121'?柔性鋸齒;122'?柔性輥軸;13?第一傳送鏈板;14?第一可動隔熱擋板;141?轉軸;142?隔熱擋板;[0029] 2?熱解室;21?熱解室鏈板;22?陶瓷蓄熱式加熱管;221?鋼管;222?帶孔陶瓷蓄熱材料;23?熱解氣出口;24?電池片出口;[0030] 3?第二傳送機構;31?第二可動隔熱擋板;32?第二傳送鏈板;33?蛇形水冷卻管;331?進水口;332?出水口;333?冷卻管體;34?玻璃板出口;

[0031] P1?鋁邊框和接線盒已拆除的光伏組件;P2?正在進行熱解的光伏組件;P3?完整玻璃板。具體實施方式[0032] 為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。[0033] 如圖2至圖6所示,本發(fā)明的實施例提供了一種廢舊光伏組件的熱解回收裝置,包括:第一傳送機構1、熱解室2、第二傳送機構3,其中:[0034] 第一傳送機構1前端設置有進樣口11,供廢舊光伏組件進入;作為更佳的實施方式,進樣口11后設置有自上而下豎直排列的第一柔性輥軸12和柔性鋸齒輥軸12',其中,上方的第一柔性輥軸12表面可采用柔軟的硅膠材質,柔軟的輥軸利于使光伏組件在傳送過程中保持完整,利于熱解后得到完整的玻璃板;位于下方的柔性鋸齒輥軸12'如圖3所示,由作為主軸的柔性輥軸122'和外部的柔性鋸齒121'組成,由于送入的廢舊光伏組件為玻璃面朝上,下方的柔性鋸齒輥軸12'的柔性鋸齒121'與廢舊光伏組件背板材料接觸,可以在一定程度上破碎背板材料,有利于光伏組件的熱解。作為更佳的實施方式,第一柔性輥軸12和柔性鋸齒輥軸12'間距可設置為小于鋁邊框和接線盒已拆除的光伏組件P1的厚度,如設置為其厚度0.5?1倍,這樣設置兩個柔性輥軸間距,可有效減少外界空氣進入熱解室,有利于維持熱解室內的惰性氛圍。[0035] 第一可動隔熱擋板14設置在第一傳送機構1的后端,第一傳送機構1通過第一可動隔熱擋板14與熱解室2連接,光伏組件通過第一可動隔熱擋板14后送至熱解室2內;進樣口11和第一可動隔熱擋板14之間安裝有用于運送光伏組件的第一傳送鏈板13。

[0036] 熱解室2通過前端開口連接第一傳送機構1,通過后端開口連接第二傳送機構3;熱解室2的前端開口與后端開口之間安裝有熱解室鏈板21,用于運送熱解中的光伏組件;熱解室2后端頂部開有供熱解氣排出的熱解氣出口23,后端底部開有電池片出口24。[0037] 在熱解室2內熱解室鏈板21上方設置有若干陶瓷蓄熱式加熱管22。如圖4所示為陶瓷蓄熱式加熱管22的一種實施方式。陶瓷蓄熱式加熱管22由鋼管221和其內填充的帶孔陶瓷蓄熱材料222組成。陶瓷蓄熱式加熱管22內部通入600oC?1000oC的高溫煙氣,高溫煙氣和帶孔陶瓷蓄熱材料222產生熱交換,帶孔陶瓷蓄熱材料222被加熱儲存熱量,通過鋼管211為熱解室2供熱。作為一種更佳的實施方式,若干陶瓷蓄熱式加熱管22可設置為沿熱解室鏈板21傳送方向相互平行且等間距排列

[0038] 第二傳送機構3前端通過第二可動隔熱擋板31連接熱解室2的后端開口;第二傳送機構3的后端設置有用于排出光伏組件熱解產物玻璃板的玻璃板出口34;第二可動隔熱擋板31和玻璃板出口34之間安裝有用于運送玻璃板的第二傳送鏈板32;第二傳送鏈板32傳送面下方設置有蛇形水冷卻管33。[0039] 如圖5所示為蛇形水冷卻管33的一種實施方式。蛇形水冷卻管33包括蛇形排列的冷卻管體333,冷卻管體333一端開有進水口331,另一端開有出水口332,冷卻水從進水口331流入,在冷卻管體333中流動并與第二傳送鏈板32運送的完整玻璃板換熱,使玻璃板冷卻,換熱后的水從出水口332流出,冷卻后的玻璃板從所述玻璃板出口34排出。

[0040] 以上實施例中所述的第一可動隔熱擋板14和第二可動隔熱擋板31可控制開閉。以第一可動隔熱擋板14結構為例,如圖6所示,第一可動隔熱擋板14由所述轉軸141和隔熱擋板142組成,光伏組件經過時可通過第一傳送鏈板13傳送動力轉動所述轉軸141打開所述第一可動隔熱擋板14,之后可自動關閉,可最大限度減少熱解室熱量散失并維護熱解室的惰性氣氛。作為更佳的實施方式,第一可動隔熱擋板14和第二可動隔熱擋板31最大開口可設置為擬回收處理的光伏組件拆除鋁邊框和接線盒后的厚度的2?5倍。作為更佳的實施方式,前述可動隔熱擋板中間可填充空氣或隔熱棉進一步提升隔熱效果。[0041] 作為鏈板的一種更佳的實施方式,以上實施例中所述的第一傳送鏈板13、熱解室鏈板21和第二傳送鏈板32中任一或任意幾個的傳送面呈水平設置。[0042] 前述實施例提供的熱解裝置,應用于處理廢舊光伏組件的工作流程如下:[0043] 首先,第一柔性輥軸12、柔性鋸齒輥軸12'以及各鏈板,使其按照圖2所示轉動方向轉動;鏈板連續(xù)運轉,向陶瓷蓄熱式加熱管22通入600oC?1000oC的高溫煙氣,將熱解室2加熱至300oC?600oC,將熱解時間設置為5min?30min;待熱解裝置預熱至所需熱解溫度后,從進樣口11將鋁邊框和接線盒已拆除的光伏組件P1玻璃面朝上通過第一柔性輥軸12送入第一傳送機構1,第一柔性輥軸12按照圖2中所示方向轉動;第一傳送機構1下方居中位置布置第一傳送鏈板13,第一傳送鏈板13上側從左至右移動將鋁邊框和接線盒已拆除的光伏組件P1通過第一可動隔熱擋板14送入熱解室2;光伏組件經過時通過鏈板裝置傳送動力將第一可動隔熱擋板14打開,光伏組件經過后擋板自動關閉,第一可動隔熱擋板14可防止熱解室2熱量散失并保持惰性氣氛;[0044] 熱解室2內熱解室鏈板21上方設置有若干平行排列的陶瓷蓄熱式加熱管22,高溫煙氣通過陶瓷蓄熱式加熱管22為熱解室2供熱;正在進行熱解的光伏組件P2在熱解室鏈板21運送下向第二傳送機構3移動,移動過程中光伏組件不斷進行熱解處理,從而使得光伏組件中的EA膠膜、背板等發(fā)生分解,熱解后的光伏組件主要由完整的玻璃板和分離的電池碎片組成;熱解產生的揮發(fā)分從熱解室后端頂部的熱解氣出口23排出,熱解后形成的電池碎片從熱解室2后端底部的電池片出口24排出。

[0045] 熱解后得到的完整玻璃板P3由第二傳送鏈板32經第二可動隔熱擋板31進入第二傳送機構3,第二傳送鏈板32傳送面下方設置蛇形水冷卻管33;蛇形水冷卻管33中的冷卻水與第二傳送鏈板32上傳送的完整玻璃板P3換熱,完整玻璃板P3被冷卻后后從玻璃板出口34排出第二傳送機構3。[0046] 本發(fā)明以上實施例所提供的廢舊光伏組件的熱解回收裝置,結構簡單,操作方便,可實現(xiàn)完整鋼化玻璃板和晶硅電池片高效分離,可滿足工業(yè)化應用。[0047] 在本發(fā)明的描述中,所述“若干”,是指數量大于等于2,即數量至少為2。術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,不應理解為對本發(fā)明的限制;除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“安裝”、“連接”、“連通”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。[0048] 以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。對于上述的本發(fā)明的實施例,公知的具體結構及特性等常識未作過多描述;各實施例采用遞進的方式描述,各實施例中所涉及到的技術特征在彼此之間不構成沖突的前提下可以相互組合,各實施例之間相同相似部分互相參見即可。



聲明:
“廢舊光伏組件的熱解回收裝置” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
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