1.本發(fā)明涉及廢晶硅光伏組件全組分綜合回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法。

背景技術(shù)：

[0002][0003]

目前廢晶硅光伏組件回收方法主要有物理法、化學(xué)法和熱處理法。其中中國發(fā)明專利cn 108190481a公開了一種太陽能光伏組件處理流水線，但需要對光伏組件分割成塊，導(dǎo)致玻璃板材及電池硅片破損，極大地?fù)p失了其資源價值；中國發(fā)明專利cn 110639933 a公開了采用加熱剝離光伏組件聚合物背板，并用溶劑溶解封裝膠膜得到完整電池片，但整個過程效率較低且產(chǎn)生大量難處理的有機溶劑污染物；中國發(fā)明專利cn 110328216 a公開了一種兩段熱處理光伏板的方法，一段熱處理后需要取出聚合物背板，二段熱解得到的電池片直接進行酸浸處理，導(dǎo)致電池硅片資源化價值低，且難于連續(xù)化生產(chǎn)。

[0004]

綜合以上分析，現(xiàn)有技術(shù)存在勞動強度大、人工成本高、處理效率低且難以連續(xù)化生產(chǎn)的問題，因此亟待一種連續(xù)式、易于工業(yè)化生產(chǎn)的廢晶硅光伏組件回收系統(tǒng)及其回收方法的出現(xiàn)，這樣可以高效率地處理日益報廢的廢晶硅光伏組件，實現(xiàn)資源循環(huán)利用以及符合目前“雙碳經(jīng)濟”及循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[0005]

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，該方法是對具有完整玻璃板材廢晶硅光伏組件采用密閉梯次解構(gòu)熱處理連續(xù)化生產(chǎn)的技術(shù)，不僅實現(xiàn)有機組分快速完全解離得到富氫燃?xì)?，而且得到無損傷完整的玻璃板和光伏硅片，實現(xiàn)了廢晶硅光伏組件全組分高值化利用。

[0006]

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，包括如下步驟：

[0007]

(1)預(yù)拆解：將廢晶硅光伏組件的接線盒和鋁框進行拆解，得到完整廢光伏板、鋁框及接線盒，鋁框及接線盒集中處理；

[0008]

(2)密閉梯次解離熱處理：將步驟(1)得到的完整廢光伏板依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解離熱處理，得到熱解氣和熱解殘余物，將熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，得到用于燃燒供熱的富氫燃?xì)猓?br />
[0009]

(3)熱解渣殘余物分離回收：將步驟(2)密閉梯次解離熱處理得到的熱解殘余物進行板材分揀，分揀出的完整玻璃板進行超聲清洗，得到循環(huán)利用的再生玻璃，分揀后的熱解殘余物進行靜電分選，得到焊錫導(dǎo)帶集中處理，分離焊錫導(dǎo)帶后的熱解殘余物進行風(fēng)選，分離得到熱解灰渣和循環(huán)利用的電池板硅片，熱解灰渣進行氧化酸浸處理，得到浸出渣和含銀酸浸液，浸出渣集中處理，含銀酸浸液返貴金屬回收系統(tǒng)進行處理和回收。

[0010]

優(yōu)選地，步驟(2)密閉梯次解離熱處理步驟中，預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)

組成一個密閉系統(tǒng)，其中預(yù)熱區(qū)溫度為120℃～200℃，反應(yīng)時間為5～15min，主熱解區(qū)溫度為 450℃～850℃，反應(yīng)時間為30～60min，冷卻降溫區(qū)溫度為120℃～200℃，反應(yīng)時間為30～45 min。進一步，預(yù)熱區(qū)溫度為140℃～180℃，反應(yīng)時間為8～12min，主熱解區(qū)溫度為 500℃～700℃，反應(yīng)時間為35～55min，冷卻降溫區(qū)溫度為140℃～180℃，反應(yīng)時間為30～40 min。

[0011]

優(yōu)選地，步驟(2)密閉梯次解離熱處理過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，其中氧氣體積分?jǐn)?shù)≤1.0％。

[0012]

優(yōu)選地，步驟(2)所述的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化中，催化劑為白云石或ni基zsm-5分子篩，轉(zhuǎn)化溫度為850℃～1050℃。

[0013]

優(yōu)選地，步驟(3)所述的超聲清洗的條件為：采用45～65khz的超聲波處理，反應(yīng)溫度為25℃～65℃，超聲清洗溶劑為乙醇，乙醇體積濃度為10％～60％。

[0014]

優(yōu)選地，步驟(3)所述的氧化酸浸步驟中，浸出體系為hno3、h2so4+h2o2或h2so4+ 硫脲。

[0015]

進一步優(yōu)選，浸出體系為h2so4+h2o2時，h2so4和h2o2的體積比為1:1，浸出體系為 h2so4和硫脲時，h2so4和硫脲的摩爾比為1:1。

[0016]

優(yōu)選地，將步驟(1)得到的完整廢光伏板依次通過通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解構(gòu)熱處理，具體步驟為：將步驟(1)得到的完整廢光伏板固定在熱解托架上，熱解托架包括若干層，每層放置一塊完整廢光伏板，完整廢光伏板的玻璃板面朝下，硅片面朝上，將放置完整廢光伏板的熱解托架整體放置在傳送帶上，依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解構(gòu)熱處理。

[0017]

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

[0018]

1、本發(fā)明提出的連續(xù)式熱解處理快速分解廢光伏板中有機組分并通過催化轉(zhuǎn)化得到富氫燃?xì)?，與傳統(tǒng)熱解方式不同，本發(fā)明的熱解過程中預(yù)熱、熱解及冷卻均在一個密閉系統(tǒng)內(nèi)梯次升溫分段完成，不需關(guān)爐?；鸺纯蓪崿F(xiàn)多層連續(xù)進料，大大提高了生產(chǎn)效率、解決了無需破碎即可實現(xiàn)完整光伏板連續(xù)式回收的問題。密閉梯次解構(gòu)熱處理過程中首先進行的低溫預(yù)熱可以使廢光伏組件中玻璃板與電池硅片之間的eva膠膜充分軟化解構(gòu)，避免后續(xù)高溫?zé)峤膺^程瞬間產(chǎn)生的高溫氣體對玻璃板和電池硅片產(chǎn)生沖擊破碎，熱解完成后的爐內(nèi)降溫冷卻處理，可以避免過熱的環(huán)境對后續(xù)分揀完整玻璃板造成的實際困難，而且密閉系統(tǒng)熱解爐內(nèi)冷卻可以防止殘余熱解氣體的逸出，避免對環(huán)境造成污染。通過梯次解構(gòu)，有機組分實現(xiàn)先軟化后分解高效轉(zhuǎn)化，可得到無損傷完整的玻璃板和光伏硅片，實現(xiàn)了廢晶硅光伏組件全組分高值化回收。

[0019]

2、本發(fā)明適合處理具有完整玻璃板的廢晶硅光伏組件進行密閉系統(tǒng)梯次熱解分離，具有資源綜合利用率高、無污染、工藝流程短且易于工業(yè)化應(yīng)用推廣等特點。

附圖說明

[0020]

圖1是本發(fā)明一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的工藝流程圖。

具體實施方式

[0021]

以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。除特別說明，本發(fā)

明使用的設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購產(chǎn)品。

[0022]

實施例1

[0023]

一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，包括如下步驟：

[0024]

(1)預(yù)拆解：將廢晶硅光伏組件的接線盒和鋁框進行拆解，得到完整廢光伏板、鋁框及接線盒，其中鋁框及接線盒集中處理；

[0025]

(2)密閉梯次解離熱處理：主要包括密閉梯次解構(gòu)和燃?xì)獯呋D(zhuǎn)化步驟；將步驟(1) 得到的完整廢光伏板固定在熱解托架上，每層放一塊完整廢光伏板，共五層，其中玻璃板面朝下，硅片面朝上，將放置完整廢光伏板的熱解托架整體放置在傳送帶上，依次進入具有預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)的密閉熱處理系統(tǒng)裝置，得到熱解氣和熱解殘余物，其中預(yù)熱區(qū)溫度為120℃，反應(yīng)時間為15min，主熱解區(qū)溫度為450℃，反應(yīng)時間為60min，冷卻降溫區(qū)溫度為120℃，反應(yīng)時間為45min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，氧氣體積分?jǐn)?shù) 1.0％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為白云石，轉(zhuǎn)化溫度為850℃，得到富氫燃?xì)?，可用于燃燒供熱，熱解殘余物通過步驟(3)熱解渣殘余物分離回收進行處理；

[0026]

(3)熱解渣殘余物分離回收：包括板材分揀、超聲清洗、靜電分選、風(fēng)選和氧化酸浸步驟；將步驟(2)密閉梯次解離熱處理系統(tǒng)得到的熱解殘余物進行板材分揀，分揀出的完整玻璃板放入盛有乙醇的超聲清洗池中采用45khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為25℃，乙醇體積濃度10％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；分揀后直接進入靜電分選，得到焊錫導(dǎo)帶，進行集中處理；分離焊錫導(dǎo)帶后進行風(fēng)選，分離得到熱解灰渣和電池板硅片，其中電池板硅片可循環(huán)利用，熱解灰渣進行氧化酸浸處理，浸出體系為hno3，得到浸出渣和含銀酸浸液，其中浸出渣集中處理，含銀酸浸液返貴金屬回收系統(tǒng)。

[0027]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由95％提升至99.4％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回收率由94％提升至98.9％。

[0028]

實施例2

[0029]

與實施例1相同，不同之處在于：

[0030]

步驟(2)中預(yù)熱區(qū)溫度為200℃，反應(yīng)時間為5min，主熱解區(qū)溫度為850℃，反應(yīng)時間為30min，冷卻降溫區(qū)溫度為200℃，反應(yīng)時間為30min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，氧氣體積分?jǐn)?shù)0.2％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為ni基zsm-5分子篩，轉(zhuǎn)化溫度為1050℃。

[0031]

步驟(3)中超聲清洗池中采用65khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為65℃，乙醇體積濃度60％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；浸出體系為h2so4+h2o2，h2so4和h2o2的體積比為1:1。

[0032]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由95.5％提升至99.9％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回收率由93.5％提升至96.3％。

[0033]

實施例3

[0034]

與實施例1相同，不同之處在于：

[0035]

步驟(2)中預(yù)熱區(qū)溫度為140℃，反應(yīng)時間為12min，主熱解區(qū)溫度為500℃，反應(yīng)時間為50min，冷卻降溫區(qū)溫度為140℃，反應(yīng)時間為35min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，

氧氣體積分?jǐn)?shù)0.8％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為白云石，轉(zhuǎn)化溫度為1000℃。

[0036]

步驟(3)中超聲清洗池中采用50khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為30℃，乙醇體積濃度20％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；浸出體系為h2so4+硫脲，h2so4和硫脲的體積比為1:1。

[0037]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由96.5％提升至99.8％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回收率由94.5％提升至98.6％。

[0038]

實施例4

[0039]

與實施例1相同，不同之處在于：

[0040]

步驟(2)中預(yù)熱區(qū)溫度為180℃，反應(yīng)時間為8min，主熱解區(qū)溫度為700℃，反應(yīng)時間為35min，冷卻降溫區(qū)溫度為180℃，反應(yīng)時間為35min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，氧氣體積分?jǐn)?shù)0.4％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為ni基zsm-5分子篩，轉(zhuǎn)化溫度為950℃。

[0041]

步驟(3)中超聲清洗池中采用60khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為60℃，乙醇體積濃度50％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；浸出體系為hno3。

[0042]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由95.7％提升至99.5％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回收率由95.1％提升至97.7％。

[0043]

實施例5

[0044]

與實施例1相同，不同之處在于：

[0045]

步驟(2)中預(yù)熱區(qū)溫度為160℃，反應(yīng)時間為10min，主熱解區(qū)溫度為550℃，反應(yīng)時間為55min，冷卻降溫區(qū)溫度為160℃，反應(yīng)時間為40min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，氧氣體積分?jǐn)?shù)0.5％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為白云石，轉(zhuǎn)化溫度為900℃。

[0046]

步驟(3)中超聲清洗池中采用55khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為35℃，乙醇體積濃度40％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；浸出體系為h2so4+h2o2。

[0047]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由93.9％提升至99.4％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回收率由92.6％提升至96.8％。

[0048]

實施例6

[0049]

與實施例1相同，不同之處在于：

[0050]

步驟(2)中預(yù)熱區(qū)溫度為150℃，反應(yīng)時間為10min，主熱解區(qū)溫度為600℃，反應(yīng)時間為50min，冷卻降溫區(qū)溫度為180℃，反應(yīng)時間為30min，熱解過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，氧氣體積分?jǐn)?shù)0.6％，將得到的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，催化劑為ni基zsm-5分子篩，轉(zhuǎn)化溫度為950℃。

[0051]

步驟(3)中超聲清洗池中采用60khz的超聲波進行超聲清洗，反應(yīng)溫度為50℃，乙醇體積濃度50％，得到再生玻璃，可循環(huán)利用；浸出體系為h2so4+硫脲，h2so4和硫脲的體積比為1:1。

[0052]

在整個回收處理系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)一段熱處理相比，廢晶硅光伏組件中有機物綜合分解率由97.7％提升至99.7％，與傳統(tǒng)物理破碎分選及氨浸分離相比，熱解灰渣中銀的回

收率由95.4％提升至98.2％。

[0053]

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。技術(shù)特征：

1.一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)預(yù)拆解：將廢晶硅光伏組件的接線盒和鋁框進行拆解，得到完整廢光伏板、鋁框及接線盒，鋁框及接線盒集中處理；(2)密閉梯次解離熱處理：將步驟(1)得到的完整廢光伏板依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解離熱處理，得到熱解氣和熱解殘余物，將熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化，得到用于燃燒供熱的富氫燃?xì)猓?3)熱解渣殘余物分離回收：將步驟(2)密閉梯次解離熱處理得到的熱解殘余物進行板材分揀，分揀出的完整玻璃板進行超聲清洗，得到循環(huán)利用的再生玻璃，分揀后的熱解殘余物進行靜電分選，得到焊錫導(dǎo)帶集中處理，分離焊錫導(dǎo)帶后的熱解殘余物進行風(fēng)選，分離得到熱解灰渣和循環(huán)利用的電池板硅片，熱解灰渣進行氧化酸浸處理，得到浸出渣和含銀酸浸液，浸出渣集中處理，含銀酸浸液返貴金屬回收系統(tǒng)進行處理和回收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(2)密閉梯次解離熱處理步驟中，預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)組成一個密閉系統(tǒng)，其中預(yù)熱區(qū)溫度為120℃～200℃，反應(yīng)時間為5～15min，主熱解區(qū)溫度為450℃～850℃，反應(yīng)時間為30～60min，冷卻降溫區(qū)溫度為120℃～200℃，反應(yīng)時間為30～45min。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(2)所述的預(yù)熱區(qū)溫度為140℃～180℃，反應(yīng)時間為8～12min，主熱解區(qū)溫度為500℃～700℃，反應(yīng)時間為35～55min，冷卻降溫區(qū)溫度為140℃～180℃，反應(yīng)時間為30～40min。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(2)密閉梯次解離熱處理過程由預(yù)熱區(qū)通入氮氣保護，其中氧氣體積分?jǐn)?shù)≤1.0％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(2)所述的熱解氣進行催化轉(zhuǎn)化中，催化劑為白云石或ni基zsm-5分子篩，轉(zhuǎn)化溫度為850℃～1050℃。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(3)所述的超聲清洗的條件為：采用45～65khz的超聲波處理，反應(yīng)溫度為25℃～65℃，超聲清洗溶劑為乙醇，乙醇體積濃度為10％～60％。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(3)所述的氧化酸浸步驟中，浸出體系為hno3、h2so4+h2o2或h2so4+硫脲。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法，其特征在于，步驟(2)中將步驟(1)得到的完整廢光伏板依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解構(gòu)熱處理，具體步驟為：將步驟(1)得到的完整廢光伏板固定在熱解托架上，熱解托架包括若干層，每層放置一塊完整廢光伏板，完整廢光伏板的玻璃板面朝下，硅片面朝上，將放置完整廢光伏板的熱解托架整體放置在傳送帶上，依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解構(gòu)熱處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種廢晶硅光伏組件連續(xù)式熱解處理的方法。該方法，包括如下步驟：(1)將廢晶硅光伏組件的接線盒和鋁框進行拆解，得到完整廢光伏板；(2)將完整廢光伏板依次通過密閉熱解系統(tǒng)的預(yù)熱區(qū)、主熱解區(qū)以及冷卻降溫區(qū)進行梯次解離熱處理，得到熱解氣和熱解殘余物，熱解氣催化轉(zhuǎn)化得到富氫燃?xì)猓?3)將熱解殘余物進行板材分揀，分揀出的完整玻璃板進行超聲清洗，分揀后的熱解殘余物進行靜電分選，得到焊錫導(dǎo)帶集中處理，分離焊錫導(dǎo)帶后的熱解殘余物進行風(fēng)選，分離得到熱解灰渣和電池板硅片，熱解灰渣進行氧化酸浸處理。本發(fā)明適合處理具有完整玻璃板的廢晶硅光伏組件，具有資源綜合利用率高、無污染、易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等特點。特點。特點。

技術(shù)研發(fā)人員：袁浩然 吳玉鋒 顧菁 王亞琢 陳勇

受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院廣州能源研究所

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.19

技術(shù)公布日：2022/8/8