专利名称：报废光伏组件的高压等电位静电分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置。
背景技术：
对于太阳能产业而言，由于太阳能电池使用寿命一般来讲相对较长，因此在太阳能电池刚萌芽时，产业届并未思考回收的范畴。但是，据统计，2010年全球光伏新增装机量达到17GW，比2009年的7. 3GW增长了 132%。太阳能光伏组件大规模应用的同时必然会面临产品升级或产品寿命到期的问题。太阳能光伏组件的寿命在25年左右，随着时间的推移，大量的光伏组件会被淘汰，成为报废光伏组件。报废光伏组件中的物料都能被回收，有极大的回收再利用价值。面对报废光伏组·件的回收问题，现有工艺中常采用浮力分选方法或添加化学药品的方法对报废光伏组件进行分离。采用浮力分选方法具体为将研磨后的报废光伏组件粉末置于特殊水溶液中，利用EVA颗粒、背板颗粒、硅混合粉末的密度不同进行浮力分离，最后沉入容器底部的即为硅混合粉末。参考表1，表I中示出了报废光伏组件中各物料的密度。表I报废光伏组件中各物料的密度
材料密度(g/cm3)
EVA颗粒096
背板颗粒L79
硅混合粉末2742采用添加化学药品方法具体为将研磨后的报废光伏组件粉末置于密闭的炉内，向所述报废光伏组件粉末中加水、腐蚀性化学物质和能量，使EVA、背板等物质进行分解。但是，上述两种方法均存在缺点，采用浮力分选方法分离后的硅混合粉末颗粒是潮湿的，需要进行干燥处理，但硅混合粉末颗粒的干燥处理十分繁琐，处理不当易造成硅混合粉末颗粒的泄漏；而水溶液的回收也存在一定难度，单纯的水分解容易掺杂少量的背板颗粒，而加入其他化学物质的水溶液容易与硅混合粉末中的金属颗粒产生化学反应，从而增加分离的难度。通过添加化学药品达到报废光伏组件粉末分离的方法容易产生一系列的有害气体，且化学药品溶液的残留物不易回收，对环境也有一定的影响，而且在加工过程中一旦产生泄漏，后果不堪设想。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，该装置可在完全干式的环境中对报废光伏组件进行分离，且不用添加化学药品，无污染。为解决上述问题，本实用新型实施例提供了如下技术方案一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，该装置包括接地转辊电极；设置在所述接地转辊电极上方的加料装置；设置在所述接地转辊电极下方的收集槽；设置在所述接地转辊电极斜上方的电晕电极； 与所述接地转辊电极侧壁相接触的毛刷，且所述毛刷与所述电晕电极分别位于所述接地转辊电极的不同侧。优选的，上述装置中，所述收集槽包括多个并排排列的隔离槽，所述多个隔离槽的排列方向为沿电晕电极的下方至毛刷的下方。优选的，上述装置中，所述接地转辊电极的旋转方向为沿电晕电极向毛刷方向旋转。从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，使报废光伏组件粉末随着接地转辊电极的旋转而旋转，所述报废光伏组件粉末经过电晕电极后带上同种电荷，而带电的报废光伏组件粉末将与接地转辊电极之间进行电荷交换，由于报废光伏组件粉末中包括了导体、半导体和绝缘体，因此，这三者与接地转辊电极之间进行电荷交换的速率不同，导体最容易失去电荷，半导体次之，而绝缘体几乎不失去电荷，因此，最先失去电荷的导体将最先脱离接地转辊电极，之后在静电力、空气阻力和重力的作用下落入收集槽内，所述报废光伏组件粉末中的半导体在导体脱离接地转辊电极后随着接地转辊电极的旋转又旋转了一定弧度后也脱离所述接地转辊电极并落入收集槽内，只是所述半导体与导体落入收集槽内的位置不同，从而可将所述导体与半导体分离，所述绝缘体由于几乎不失去电荷，因此其不会脱离所述接地转辊电极，但是当所述绝缘体随着所述接地转辊电极的旋转而旋转至毛刷时，其将被所述毛刷刷下而落入毛刷下方的收集槽内，且绝缘体落入收集槽的位置与所述导体和半导体在收集槽内的位置均不同。因此，本实用新型所提供的方法在完全干式的环境中实现了报废光伏组件的分离，且整个分离过程为物理过程，无需添加任何化学药品，从而不会产生有害气体，避免了环境污染。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型所提供的一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置的结构示意图；图2为本实用新型所提供的一种报废光伏组件的高压等电位静电分离方法的流程不意图；图3为本实用新型所提供的报废光伏组件粉末在高压等电位静电分离过程中的受力分析示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
背景技术：
中描述了现有工艺中常用的两种分离报废光伏组件的方法，浮力分选方法分离后的硅混合粉末颗粒是潮湿的，后续在进行干燥处理时比较繁琐，且水溶液回收的难度也较大，而添加化学药品进行分离时容易产生一系列的有害气体，且化学药品药液的残留物不易回收，从而会对环境造成一定的影响。 有鉴于此，本实用新型提供了一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，采用该装置对报废光伏组件进行分离的过程完全为干式的物理分离，从而可解决采用现有方法对报废光伏组件进行分离时所存在的问题，且采用该方法进行分离的过程安全可靠，回收率高，具有很好的社会和经济效益。
以下结合附图详细描述本实用新型所提供的报废光伏组件的高压等电位静电分离方法及装置。参考图1，图I为本实用新型所提供的一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置的结构示意图，该装置包括接地转辊电极2 ;所述接地转辊电极2上方设置有加料装置1，所述加料装置I与所述接地转辊电极2相接触，当向加料装置I内加入报废光伏组件粉末7后，所述报废光伏组件粉末7落到接地转辊电极2表面并随着接地转辊电极2的旋转而旋转，且所述报废光伏组件粉末7不会在接地转辊电极2表面逆着所述接地转辊电极2的旋转而旋转或滑落；所述接地转辊电极2的斜上方设置有电晕电极4，所述电晕电极4在高压的作用下放电，从而在其前方形成荷电区3，所述报废光伏组件粉末7随着接地转辊电极2的旋转而旋转至荷电区3时将带上同种的负电荷。本实用新型所提供的装置在接地转辊电极2的侧面还设置有与其相接触的毛刷5，所述毛刷5与所述电晕电极4分别位于所述接地转辊电极2的不同侧，且所述接地转辊电极2的旋转方向为沿电晕电极4向毛刷2方向旋转，即按图中箭头所示的顺时针方向旋转。 在接地转辊电极2下方还设置有收集槽6，本实用新型实施例中所述收集槽6包括多个并排排列的隔离槽，图中示出了五个隔离槽。这五个隔离槽的排列方向为沿电晕电极4的下方至毛刷5的下方成一直线形排列。报废光伏组件粉末7经荷电区3后带上同种电荷，之后其将与接地转辊电极2之间发生电荷交换，而由于报废光伏组件粉末7中包括了导体、半导体和绝缘体，这三者与接地转辊电极2之间发生电荷交换时的速率不同，导体最容易失去电荷，半导体次之，绝缘体几乎不失去电荷，因此，最先失去电荷的导体将最先脱离接地转辊电极2，之后在静电力、空气阻力和重力的作用下落入靠近右侧的隔离槽内，半导体随着接地转辊电极2再旋转一定的弧度后也脱离接地转辊电极2，之后落入中间的隔离槽内，绝缘体由于几乎不失去电荷，因此其在离心力的作用下随着接地转辊电极2的旋转而旋转，且不脱离所述接地转辊电极2表面，但当其旋转至毛刷5位置时将被毛刷5刷下，从而落入毛刷5下方的收集槽内。因此，采用本实用新型所提供的报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，可在完全干式的环境下将报废光伏组件粉末中的导体、半导体和绝缘体进行分离，且无需添加化学药品，其分离过程完全是物理过程，故不会产生有害气体，因此是环保的分离过程。下面详细介绍采用该装置对报废光伏组件进行分离的方法。参考图2，图2为本实用新型所提供的一种报废光伏组件的高压等电位静电分离方法的流程示意图，结合图1，该方法具体包括如下步骤步骤SI :使接地转辊电极以设定的速度旋转，并使电晕电极放电。 设接地转辊电极2的旋转角速度为W，接地转辊电极2的半径为R1,则接地转辊电极2的线速度V为V = wRlt)电晕电极4在高压的作用下在其顶端产生尖端放电，从而在荷电区3产生负电荷，其本身带正电荷。步骤S2 向加料装置中加入报废光伏组件粉末。该步骤之前首先对报废光伏组件进行研磨，所述报废光伏组件的形状和形态不限，只要能够研磨成粉末即可。步骤S3 :所述报废光伏组件粉末随着接地转辊电极的旋转而旋转，在经过电晕电极后带上同种电荷。所述报废光伏组件粉末7在接地转辊电极2表面，随着所述接地转辊电极2的旋转而旋转，当所述报废光伏组件粉末7旋转至荷电区3时，其将带上负电荷，此时，所述报废光伏组件粉末7将受到静电力Fe，离心力Fe，空气阻力Fr和重力Fg的作用，参考图3，图3中示出了在坐标(xO，yO )处报废光伏组件粉末7所受到的四个作用力。其中，Fe=O. 832QE，
Q 为粉末的荷电量，Q = Ef02E，Fg P^r03g Fi=^fmr0WRl。
J5^步骤S4 :带电后的报废光伏组件粉末与所述接地转辊电极进行电荷交换。步骤S5 :报废光伏组件粉末中的导体和半导体依序失去电荷，在静电力、离心力、空气阻力和重力的作用下依序脱离接地转辊电极，由收集槽收集。所述报废光伏组件粉末中包括了导体、半导体和绝缘体，而这三者与接地转辊电极之间进行电荷转换的速率不同，导体最容易失去电荷，半导体次之，绝缘体几乎不会失去电荷，因此，所述导体和半导体将依序失去电荷并脱离接地转辊电极，所述报废光伏组件粉末脱离所述接地转棍电极的条件为FgXsin( 0 )=Fe+Fc,即当
4 n') P 、xsin(0) = 4 Kry p(& R +11 lev； I2时，所述报废光伏组件粉末脱离接地转辊电极。
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在脱离所述接地转辊电极后，所述报废光伏组件粉末将受到静电力Fe，空气阻力Fr和重力Fg的作用，参考图3，图3中示出了在坐标(xi，yi)处报废光伏组件粉末所受到的三个作用力。[0046]首先脱离接地转辊电极的导体中包括了银、铝和铜金属，这三种金属由于密度不同、重力不同，因此其落入收集槽中的位置各不相同，经过相关计算可设置相应隔离槽的摆放位置，使得所述铝、铜、和银分别落入隔离槽61、隔离槽62和隔离槽63，从而实现了报废光伏组件粉末中导体的分离并收集。在报废光伏组件粉末中的导体脱离接地转辊电极后，报废光伏组件粉末中的半导体将随着所述接地转辊电极而再旋转一定弧度，之后脱离所述接地转辊电极并落入相应的收集槽内，通过设置相应隔离槽的位置，使得所述半导体落入隔离槽64内。所述报废光伏组件粉末中的半导体一般为娃粉。步骤S6 :报废光伏组件粉末中的绝缘体随着接地转辊电极的旋转而旋转，最终由毛刷刷下并由收集槽收集。由于报废光伏组件粉末中的绝缘体(包括EVA颗粒和背板颗粒)几乎不失去电荷，因此其在离心力的作用下将紧贴所述接地转辊电极表面而旋转，当其旋转至毛刷5位置时 将被所述毛刷5刷下，从而落入毛刷5下方的隔离槽65内。所述隔离槽61、62、63、64和65成一直线形排列，其排列方向为沿电晕电极4的下方至毛刷5的下方，从而实现了报废光伏组件中各物料的分离并收集。上述整个分离过程可以在全封闭式环境中进行，并可安装除尘设备，从而保证了分解回收环境的清洁。整个装置的上端设置进料口，下端设置出料口(即收集槽)，方便报废光伏组件分离后的收集。本实用新型通过高压等电位静电分离技术，利用报废光伏组件中各物料的重力不同，从而产生的离心力大小不同，通过对各物料所带电荷不同，对报废光伏组件进行静电分选分离。该方法不采用任何化学物品，也不存在加热加温，在完全干式的环境中进行物理分离，不产生二次污染，且分离过程安全可靠，回收率高，具有很好的社会和经济效益，对目前环境保护及能源再利用也具有很好的推广意义。本说明书中对报废光伏组件的高压等电位静电分离装置和方法的描述各有侧重点，相关相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，其特征在于，包括 接地转棍电极； 设置在所述接地转辊电极上方的加料装置； 设置在所述接地转辊电极下方的收集槽； 设置在所述接地转辊电极斜上方的电晕电极； 与所述接地转辊电极侧壁相接触的毛刷，且所述毛刷与所述电晕电极分别位于所述接地转辊电极的不同侧。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述收集槽包括多个并排排列的隔离槽，所述多个隔离槽的排列方向为沿电晕电极的下方至毛刷的下方。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述接地转辊电极的旋转方向为沿电晕电极向毛刷方向旋转。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种报废光伏组件的高压等电位静电分离装置，包括接地转辊电极；设置在所述接地转辊电极上方的加料装置；设置在所述接地转辊电极下方的收集槽；设置在所述接地转辊电极斜上方的电晕电极；与所述接地转辊电极侧壁相接触的毛刷，且所述毛刷与所述电晕电极分别位于所述接地转辊电极的不同侧。采用本实用新型所提供的装置可在完全干式的环境下对报废光伏组件进行分离，且分离过程为物理分离。
文档编号B03C7/06GK202555405SQ20122020910
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者王占友, 周海亮, 何少茜, 侯超 申请人:英利能源(中国)有限公司