一种分离装置及晶硅光伏组件的回收方法与流程

本发明涉及光伏组件回收技术领域，具体涉及一种分离装置及晶硅光伏组件的回收方法。

背景技术

光伏组件是把太阳能转换为电能的装置，工作环境为暴露的户外环境，光伏组件的使用都有一定的寿命，一般要求为25年。光伏组件中的硅、银、玻璃等有价值的资源，大部分都能够通过回收实现循环再利用，减少对原生资源开采，降低资源提炼的耗能，从而减轻生态环境影响及破坏。随着全球光伏电站装机量不断增加，光伏组件失效后的回收成为重要问题。

目前失效的晶硅光伏组件中eva(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，ethylene-vinylacetatecopolymer)的粘结力是主要作用力，根据不同破坏粘结力的方法，可以将主要回收技术路线分为物理法、热解法和溶剂法几个大的类别：

热解法主要是采用高温使得组件中起粘结作用的eva被反应掉，从而破坏其粘性分离开组件的各个主要部件。该方法的主要工艺过程是将回收组件进行拆框处理后直接进行500℃以上的加热处理，对加热后的组件进行各部件的分离，该方法虽可能得到完整的部件，但是由于需要进行高温处理，因此能耗高，成本大。

溶剂法是采用溶剂对eva进行溶解或溶胀，使其与组件其他部分分离，从而得到组件的各个部分。此方法只针对eva去除，并在溶解过程中会产生氮氧化物等有害气体，易对环境造成二次污染。

物理法主要是采用物理破碎的方法分离回收组件，对破碎后的材料进行进一步的筛选分类。主要的工艺过程是对回收的组件进行去除边框处理后进行物理破碎为颗粒，通过对颗粒进行分类筛选。该方法不使用化学溶剂，也不产生化学气体，环保性好；操作较简单，易于大规模生产；能耗低、回收效率高。

物理法破碎后的组件各部分可以产生一些大的破碎颗粒和粉体，大颗粒经过过筛后可以直接被区分，但是过筛后的粉体分离存在难度，有可能会被直接弃用，造成资源的浪费，因此，如何对过筛后的粉体进行分离，成为物理分离方法中的关键所在，也是实现低能耗、无污染、高回收的关键所在。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提供一种分离装置及晶硅光伏组件的回收方法，以解决光伏组件物理破碎后的分离回收难题，环保且低能耗的提高组件材料的回收率。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种分离装置，用于分离粉碎并筛分后的光伏组件的混合颗粒，包括具有一敞口端的收集箱、设于所述收集箱敞口端的鼓风装置及设于所述鼓风装置上端的储料斗，所述鼓风装置用于朝设有所述收集箱的方向产生气流，使得所述储料斗中的混合颗粒下落过程中经所述鼓风装置的气流被分离落在所述收集箱内的不同位置。

进一步地，所述储料斗的出料端经所述收集箱的敞口端伸入所述收集箱内。

进一步地，所述储料斗的出料端为长条状，所述出料端间隔设置多个出料孔。

进一步地，所述储料斗的出料端设有相对所述储料斗可转动的挡板，所述挡板对所述出料孔的遮挡面积随所述挡板的转动而改变。

进一步地，所述收集箱的底板上沿所述鼓风装置的气流方向间隔设置的多个分隔板。

进一步地，所述鼓风装置包括用于产生气流的风机。

进一步地，所述风机与所述收集箱的底板之间间隔设置。

本发明的另一目的在于提供一种晶硅光伏组件的回收方法，包括：

粉碎光伏组件并进行颗粒筛分，得到包含玻璃颗粒、硅颗粒、银颗粒及有机物颗粒的混合颗粒；

将所述混合颗粒置入储料斗中，并开启鼓风装置进行分离；

收集箱的底板上分别得到分离后的玻璃颗粒、硅颗粒、银颗粒及有机物颗粒。

进一步地，所述玻璃颗粒的密度为2.4～2.6g/cm³，所述硅颗粒的密度为2.3～2.4g/cm³，所述银颗粒的密度为10.1～10.5/cm³，所述有机物颗粒的密度为1～1.5g/cm³。

进一步地，所述光伏组件中的硅电池厚度为180～220微米。

本发明与现有技术相比，本发明的分离装置及晶硅光伏组件的回收方法，其简单易操作，可以使粉碎后的光伏组件中的主要材料都得到有效分离，解决了物理分离法中粉体难回收的技术难题，有效提高光伏组件的回收率，且能耗低还不造成环境的二次污染。

附图说明

图1是本发明一种分离装置的结构示意图；

图2是本发明一种晶硅光伏组件的回收方法的流程示意图；

图3是图2步骤中的进一步流程示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

参见图1，为本发明一种分离装置的结构示意图，其中所述分离装置用于分离粉碎并筛分后的光伏组件的混合颗粒，所述分离装置包括具有一敞口端的收集箱9、设于收集箱9敞口端的鼓风装置5及设于鼓风装置5上端的储料斗1，鼓风装置5用于朝设有收集箱9的方向产生气流，使得储料斗1中的混合颗粒下落过程中经鼓风装置5的气流被分离落在收集箱9内的不同位置，可以理解的是，鼓风装置5内产生气流的设备是不处于储料斗1的正下方的，而应该处于储料斗1出料口的后方(此处的后指背离气流的方向)，只有这样，才能确保出料口下落的混合颗粒能受到鼓风装置产生的风力。本发明的分离装置是将通过筛网筛除较大颗粒之后的回收组件的粉体颗粒放在一起，在粉体颗粒下落的过程中通过均匀的风力作用，利用近似大小颗粒由于物质密度不同、重量不同在受相同大小的力后运动轨迹差异不同来分选粉体颗粒中的不同物质组分，从而获得不同的多种不同的粉体颗粒。本发明的分离装置结构简单易操作，可以使光伏组件中主要材料都得到有效分离，解决分离回收难题，提高了组件材料的回收率。

优选的，参见图1，为了使储料斗1内的混合颗粒更好的收集于收集箱9内，不造成浪费，储料斗1的出料端经收集箱9的敞口端伸入收集箱9内，该结构保证了储料斗1出料端下落的混合颗粒可以全部进入收集箱9内，不会因为鼓风装置5的气流而散落收集箱9外。进一步，为了使储料斗1内的混合颗粒下落的更加分散均匀，利于受风力进行分散，储料斗1的出料端为长条状，出料端间隔设置多个出料孔3，多个出料孔3可以很好的将出料端的混合颗粒进行分散。参见图1，储料斗1后方的面2(后方指远离出料端的一方)设计为一斜面，可以使混合颗粒更好的集中在储料斗1的最下方(即出料端)。

进一步的，参见图1，为了控制储料斗1的出料速度，储料斗1的出料端设有相对储料斗1可转动的挡板4，挡板4对出料孔3的遮挡面积随挡板4的转动而改变。挡板4控制出料的速度和均匀度，作为本发明的一种实施方式，其中挡板4同时控制多个出料孔3，挡板4的一端伸出储料斗1以方便使用者对挡板4进行旋转，优选的，可以在挡板4的伸出的一侧设置刻度，以便精准控制出料孔3的出料速度和均匀度，可以理解，挡板4转动的角度遮挡出料孔3越多，则出料速度越慢，越少，则反之。在本实施例的基础上，可以拓展的是，可对多个出料孔3分别进行控制，当然，该种控制则可选择部分出料孔3出料或者全部出料及出料速度，增加了控制的多样性。

具体的，如图1所示，收集箱9的底板7上沿鼓风装置5的气流方向间隔设置的多个分隔板8。分隔板8的设置是为了对掉落在不同区域的不同物质进行大概的区隔，也为了防止底板7上的颗粒被吹移动，本发明采用箱体结构的收集箱9，防止了外围空气对分离的颗粒扰动。

优选的，参见图1，鼓风装置5包括用于产生气流的风机6，进一步为了支撑储料斗1，还包括框体，该框体支撑上端的储料斗1，当然，风机6可设于该框体内。进一步，风机6与收集箱9的底板之间间隔设置，风机6的位置距离收集箱9的底板有一定的高度，以免风机6将已经掉落分选完的底板上的颗粒再吹动。优选的，风机6的风速可以精确调节，以保证待分离的混合颗粒受到的力可以精确调节。

参见图2，本发明的一种晶硅光伏组件的回收方法，包括：

s1，粉碎光伏组件并进行颗粒筛分，得到包含玻璃颗粒、硅颗粒、银颗粒及有机物颗粒的混合颗粒；

s2，将混合颗粒置入储料斗中，并开启鼓风装置进行分离；

s3，收集箱的底板上分别得到分离后的玻璃颗粒、硅颗粒、银颗粒及有机物颗粒。

其中在进行s1的粉碎之前，需拆除光伏组件上的边框和接线盒，得到拆除后的光伏组件；

具体的，如图3所示，s1包括：

s11，粉碎所述拆除后光伏组件得到光伏组件碎片；

s12，筛分所述光伏组件碎片，得到包含玻璃颗粒、硅颗粒、银颗粒及有机物颗粒的混合颗粒；

其中，粉碎的方式有多种，其核心是利用物理方法将组件的各个部分破碎分离，待组件破碎到一定程度后，进行筛网筛分，可将较大的颗粒进行筛除，这里的较大颗粒一般是玻璃、有机物薄膜(包括eva薄膜和背板薄膜)以及焊带，通过手工分选等方式较好分离，剩下的较小颗粒/粉末是包括玻璃、硅电池、银及有机物的混合物。

其中，在进行s2的过程中，也可先开启鼓风装置，使其内的风机运转，调节挡板4至合适的位置后再将混合颗粒置入储料斗中，并且在操作过程中，其中风机6的风速可以精确调节，以保证待分离的混合颗粒受到的力可以精确调节。

具体的，玻璃颗粒的密度范围为2.4～2.6g/cm³，硅颗粒的密度范围为2.3～2.4g/cm³，银颗粒的密度范围为10.1～10.5/cm³，有机物颗粒的密度范围为1～1.5g/cm³。光伏组件中的硅电池厚度范围为180～220微米。

作为本发明的一实施例，混合颗粒成分为玻璃、硅电池、银、铝和有机物，由于银的密度一般为10.49g/cm³，硅的密度一般为2.35g/cm³，玻璃的密度约为2.5g/cm³，组件中的有机物密度一般在1～1.5g/cm³左右范围，因此采用本发明提供的回收方法可以很容易的将银和有机物与玻璃及硅电池区分开来，且由于组件中的硅电池厚度仅为约200微米，粉末中的硅电池都是尺寸较小的薄片，而玻璃多为颗粒状，尺寸相同的硅电池和玻璃颗粒对比，玻璃粉末的体积比硅电池大，即使其密度接近，玻璃颗粒的重量会大于硅电池，所以采用本发明的回收方法是可以进行有效区分玻璃及硅电池。

本发明的一种晶硅光伏组件的回收方法，利用混合物密度及重量的差异在相同风力下行进的路线不同对混合物进行有效区分，解决了其分离回收难题，提高了组件材料的回收率。

本发明的分离装置及晶硅光伏组件的回收方法，其简单易操作，可以使粉碎后的光伏组件中的主要材料都得到有效分离，解决了物理分离法中粉体难回收的技术难题，有效提高光伏组件的回收率，且能耗低还不造成环境的二次污染。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。