一种退役光伏组件拆解回收方法及生产线

技术领域

本发明涉及废旧晶体硅太阳能电池组件回收处理技术领域，特别涉及一种退役光伏组件拆解回收方法及生产线。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益加剧，太阳能等可再生能源的应用逐渐受到关注和推广，光伏组件因此成为其中的重要组成部分。但由于光伏组件的使用寿命有限，大量的废旧光伏组件产生，对环境造成了不小的影响，如何有效处理这些废旧光伏组件成为了一个亟待解决的问题。传统的光伏组件回收处理方式大多采用化学处理等方法，存在成本高、环境污染等问题，难以实现可持续发展。目前废旧光伏组件的回收主要是采用机械拆解的方式进行的。拆解过程中需要对光伏组件进行分解，其中包括硅片、铝框、钢化玻璃等材料的分离，这些材料的回收利用是十分有价值的。然而，当前的拆解方法存在许多问题，包括人工操作不仅效率低下而且存在安全隐患，同时也无法满足大规模的废旧光伏组件的处理需求。因此，急需一种高效、安全、自动化的废旧光伏组件拆解装置来解决这一问题。

因此，提出一种废旧光伏组件各组分拆分的装置和方法是非常必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用自动化技术完成对废弃晶体硅太阳能电池板上的各组分进行高效化，无害化的拆解回收方法及生产线。该拆解生产线能实现将废弃晶体硅光伏组件中玻璃、背板、硅片、焊带铝边框等组分进行拆解并进行分离，实现整个拆解工艺的高效化，所拆解分离回收的各组分纯度高，具有很高的再利用价值。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种退役光伏组件拆解回收生产线，其包括用于拆除铝边框和接线盒的铝边框及接线盒拆解装置、用于去除背板的背板去除装置、用于对光伏板进行切割处理以缩小光伏组件尺寸的预处理装置、玻璃分离装置、破碎装置和筛分装置；铝边框及接线盒拆解装置和背板去除装置呈垂直角度摆放，背板去除装置与预处理装置以及玻璃分离装置在同一工作台上的同一水平面上，传送装置连接玻璃分离装置与破碎装置，破碎装置下出口接有扇形涡轮机，扇形涡轮机将破碎装置的物料移送至筛分装置，筛分装置正下方设置不同物料收集容器；其中：

玻璃分离装置中包括压碎辊和破碎辊以及传送带，所述压碎辊将光伏板上的玻璃压碎成1mm以下粒径状，便于破碎辊将其刮除；所述压碎辊中包括在传送带上呈一定水平距离安装的第一组压碎轮和第二组压碎轮，所述第一组压碎轮和第二组压碎轮都分布在光伏板上方和下方，上下压碎轮呈相反方向旋转。

作为其中一种实施方式，所述铝边框及接线盒拆解装置通过拆解机器从光伏板中心同时向四周移动，铝边框和接线盒被完整拆除。可选的，铝边框及接线盒拆解装置包括运输模块、定位模块和分离模块：运输模块采用机械臂将待拆卸的光伏组件从传送带或货架上运输到机器的拆卸位置。定位模块将组件放置在机器中准确的位置，并锁定以防止在拆卸过程中移动。分离模块采用气缸驱动的机械条外扩移动从而去除铝边框。

作为其中一种实施方式，所述背板去除装置内设有一台能够控制移动的在光伏板上移动来对背板进行刨除的刨机，且刨机连接有收集系统，将刨下的背板碎屑汇集到收集系统中；优选的，刨机刨的深度为0.3mm。

作为其中一种实施方式，所述压碎辊将所述光伏板上的玻璃压碎成1mm以下粒径状，便于所述破碎辊将其刮除。

作为其中一种实施方式，所述压碎辊里面还包含有控距装置，所述控距装置可以控制第二组压碎轮在水平方向是进行移动，以控制其与所述第一组压碎轮的距离，使对所述光伏板上所述玻璃压碎的同时，保持水平状态。实现时，可以将两个压碎轮并固定在两个相互平行的支撑框架机上，通过电机来控制调节框架间的距离来控制压碎轮的间距，实现对压碎轮间距的控制。

作为其中一种实施方式，所述破碎辊包含有第一旋转辊和第二旋转辊，所述第一压旋转辊和第二旋转辊分布在光伏板上方和下方，所述第一压旋转辊用于将光伏组件压实，所述第二旋转辊用于将光伏组件的玻璃刮下，上下旋转辊呈相反方向旋转。

作为其中一种实施方式，所述破碎辊还包含有控隙装置，所述控隙装置用于调节第一旋转辊和第二旋转辊之间的间隙，使之针对不同的光伏组件的玻璃分离效率能够达到最佳。实现时，可以将两个旋转辊安装在两个相互平行的支撑框架上，通过电机调节框架间的距离来控制旋转辊的间距。

作为其中一种实施方式，所述第二旋转辊带有齿轮刀片，优选的，每个齿轮的厚度为2cm，齿轮刀片的夹角为30°。

作为其中一种实施方式，所述收集传送带与水平地面呈25-35°夹角。

本发明还提供一种基于上述拆解回收生产线的退役光伏组件拆解回收方法，具体步骤如下：光伏组件进入到所述铝边框及接线盒拆解装置后，铝边框和接线盒被完整拆除，剩余的光伏板进入到背板去除装置，能够使背板被刨除而几乎不伤及硅片部分，去除背板后的光伏板经过预处理装置切割处理，缩小尺寸的光伏板进入玻璃分离装置，去除玻璃后的光伏板在传送装置的运送下进入破碎装置进行破碎，再通过扇形涡轮机将破碎物料导入筛分装置进行筛粉，筛分后的不同粒径物料进入到收集装置。

作为其中一种实施方式，所述铝边框及接线盒拆解装置在拆解过程中背板面朝上，拆解机器从光伏板中心同时向四周移动，接线盒和铝边框被完整拆除。

作为其中一种实施方式，所述背板去除装置的刨机带有收集系统不会使碎屑造成粉尘污染。

作为其中一种实施方式，所述传送装置上有一层铁丝网，以保证在光伏板传输过程中保持平展不会翘起。

作为其中一种实施方式，所述破碎装置能够将光伏板破碎为小于10mm的物料。可选的，破碎装置采用锤式破碎机。

作为其中一种实施方式，所述扇形涡轮机连接的管道需要有很强的密封性，防止物料泄露。

作为其中一种实施方式，所述筛分装置有三种不同的筛分粒径，能够分离出金属，硅粉和塑料。进一步的，去除玻璃后的光伏板通过破碎装置(6)进行破碎后，获得粒径小于10mm的颗粒，采用振动筛对物料进行初步筛分，筛分粒径控制在3-7mm，以分离出大部分的背板和EVA塑料，然后，对筛分后的物料进行进一步的振动筛分，筛分粒径控制在0.5mm以下，以分离出包括硅粉和金属焊带细小颗粒，再通过静电分离筛分出包括银、铜、铝和镍在内的金属颗粒，进而去除玻璃后的光伏板通过中的金属焊带、硅片、背板和EVA被分离成了金属颗粒、硅粉、塑料。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

传统的光伏组件回收处理方式大多采用化学处理等方法，存在成本高、环境污染等问题，难以实现可持续发展。本发明采用物理手段将废旧光伏组件进行拆解，实现对光伏组件材料的有效回收和再利用，避免了对环境的污染和破坏。本发明采用前处理、破碎、筛分等步骤，能够将光伏组件材料分离成不同的组分，提高了处理效率。此外，本发明具有自动化、智能化等特点，可以快速完成废旧光伏组件的拆解和处理，提高了工作效率。而且本发明可以根据需要进行扩展和改造，可以实现大规模、连续、稳定的废旧光伏组件拆解和处理，适合于在光伏组件生产和回收领域进行大规模应用。因此，本发明相比传统的化学处理等方式成本较低，降低了生产成本，提高了回收利用的经济效益。

附图说明

图1是本发明一种废旧光伏组件各组分拆分的装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中分离背板的运行示意图。

图3是本发明中分离玻璃运行示意图。

图4是本发明中玻璃分离装置中旋转辊局部放大结构示意图。

图中标号：1-铝边框及接线盒拆解装置、2-背板去除装置、21-刨机、3-预处理装置、4-玻璃分离装置、41-压碎辊、411-第一组压碎轮、412-第二组压碎轮、413-控距装置、42-破碎辊、421-第一旋转辊、422-第二旋转辊、423-控隙装置、43-传送带、5-传送装置、6-破碎装置、7-扇形涡轮机、8-筛分装置、9-收集容器。

具体实施方式

在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，一种废旧光伏组件各组分拆分的装置，包括：铝边框及接线盒拆解装置1、与铝边框及接线盒拆解装置1呈垂直角度摆放的背板去除装置2，背板去除装置2与预处理装置3以及玻璃分离装置4在同一工作台上的同一水平面上，传送装置5连接玻璃分离装置4与破碎装置6，破碎装置6下出口接有扇形涡轮机7，扇形涡轮机7将破碎装置6的物料移送至筛分装置8，筛分装置8正下方有不同物料收集容器9。光伏组件进入到铝边框及接线盒拆解装置1后，铝边框和接线盒被完整拆除，剩余的光伏板进入到背板去除装置2，能够使背板被刨除而几乎不伤及硅片部分，去除背板后的光伏板经过预处理装置3切割处理一分为二，其中一块光伏板进入玻璃分离装置4，在压碎辊41的作用下，玻璃被压碎，调节第二压碎轮412的距离，使光伏板能够保持水平状态；玻璃破碎后的光伏板经过破碎辊42的作用下，将玻璃进行刮除，根据不同型号的光伏组件调节控隙装置423；被刮除的玻璃掉落到传送带43上，去除玻璃后的光伏板中包括金属焊带、硅片、背板和EVA。在传送装置5的运送下进入破碎装置6进行破碎，破碎后，金属焊带变成了金属颗粒，背板和EVA变成了块状塑料，硅片变成了硅粉，再通过扇形涡轮机7将破碎物料导入筛分装置8进行筛粉，通过设置振动筛不同的筛分粒径和采用静电分选筛分装置，筛分后的不同粒径物料再分别进入到收集装置9，分别获得金属，硅粉和塑料。更具体的，去除玻璃后的光伏板通过破碎装置(6)进行破碎后，获得粒径小于10mm的颗粒，采用振动筛对物料进行初步筛分，筛分粒径控制在3-7mm，以分离出大部分的背板和EVA塑料，然后，对筛分后的物料进行进一步的振动筛分，筛分粒径控制在0.5mm以下，以分离出包括硅粉和金属焊带细小颗粒，再通过静电分离筛分出包括银、铜、铝和镍在内的金属颗粒，进而去除玻璃后的光伏板通过中的金属焊带、硅片、背板和EVA被分离成了金属颗粒、硅粉、塑料。

实施例1

将规格为1×1m的光伏组件放入到设备上进行拆解，光伏组件进入到铝边框及接线盒拆解装置1后，铝边框和接线盒被完整拆除，剩余的光伏板进入到背板去除装置2，调节刨机深度为0.3mm，能够使背板被刨除而几乎不伤及硅片部分，去除背板后的光伏板经过预处理装置3切割处理一分为二，其中一块光伏板进入玻璃分离装置4，在压碎辊41的作用下，玻璃被压碎，调节第二压碎轮412的距离，使第一压碎轮411与第二压碎轮412之间保持距离在0.8m的位置，经过两组压碎轮压碎整平过后，光伏板能够保持水平状态；玻璃破碎后的光伏板经过破碎辊42，第一旋转辊421和第二旋转辊422同时反向旋转，第一旋转辊421将光伏板压实，第二旋转辊422带有齿轮刀片，将玻璃71进行刮除，在这之前还需要调节控隙装置423使第一旋转辊421和第二旋转辊422间隙在3mm；被刮除的玻璃71掉落到传送带43上，去除玻璃后的光伏板在传送装置5的运送下进入破碎装置6进行破碎，再通过扇形涡轮机7将破碎物料导入筛分装置8进行筛分，筛分后的不同粒径物料进入到收集装置9。经过拆分的光伏组件基于铝边框及接线盒拆解装置回收铝边框和接线盒回收率为100％，基于背板去除装置回收背板回收率为99.1％，基于玻璃分离装置回收玻璃回收率实现98.3％，焊带金属和硅片回收率分别达到91.5％和93.7％。

实施例2

将规格为1×1.5m的光伏组件放入到设备上进行拆解，光伏组件进入到所述铝边框及接线盒拆解装置1后，铝边框和接线盒被完整拆除，剩余的光伏板进入到背板去除装置2，调节刨机深度为0.4mm，能够使背板被刨除而几乎不伤及硅片部分，去除背板后的光伏板经过预处理装置3切割处理一分为二，其中一块光伏板进入玻璃分离装置4，在压碎辊41的作用下，玻璃被压碎，调节第二压碎轮412的距离，使第一压碎轮411与第二压碎轮412之间保持距离在1.2m的位置，经过两组压碎轮压碎整平过后，光伏板能够保持水平状态；玻璃破碎后的光伏板经过破碎辊42，第一旋转辊421和第二旋转辊422同时反向旋转，第一旋转辊421将光伏板压实，第二旋转辊422带有齿轮刀片，将玻璃71进行刮除，在这之前还需要调节控隙装置423使第一旋转辊421和第二旋转辊422间隙在4mm；被刮除的玻璃掉落到传送带43上，去除玻璃后的光伏板在传送装置5的运送下进入破碎装置6进行破碎，再通过扇形涡轮机7将破碎物料导入筛分装置8进行筛粉，筛分后的不同粒径物料进入到收集装置9。经过拆分的光伏组件基于铝边框及接线盒拆解装置回收铝边框和接线盒回收率为100％，基于背板去除装置回收背板回收率为98.5％，基于玻璃分离装置回收玻璃回收率实现97.4％，焊带金属和硅片回收率分别达到90.1％和94.2％。

以上，本发明提出的废旧光伏组件拆解生产线采用了一种高效、安全、自动化的拆解方法，可以实现废旧光伏组件的快速拆解和材料的有效回收利用。同时，该装置具有自动化程度高、效率高、环保等优点，能够满足大规模废旧光伏组件的拆解需求，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。