一种分离光伏板的喷砂分离装置和分离方法

1.本发明涉及光伏板回收领域，具体涉及一种分离光伏板的喷砂分离装置和分离方法。


背景技术：

2.太阳能作为一种清洁能源，光伏是其核心组件。近年来，随着人们环保意识的增强，光伏产业得到了长足发展。在欣喜于光伏产业取得成果的同时，我们也要注意到其背后存在的问题。光伏组件的使用寿命是20-25年，早期的光伏组件由于生产工艺等问题，寿命更短一些，随着光伏的使用安装的逐渐增多，可以预见，不久的将来将有大批光伏组件退役，大量的光伏组件需要回收。
3.回收光伏组件首先需要对光伏组件进行去铝边框和接线盒操作，再对后续的复合层压结构进行分离。光伏板主要由钢化玻璃、两层eva、硅基电池板和tpt背板五层结构组成，eva的黏合强度极高，与玻璃的黏合强度一般大于40n/cm，无法通过手工剥除，所以，如何将其分离，成为了回收的难点。
4.目前，分离光伏组有两种主流方法，一种是使用破碎光伏组件的方法对光伏组件进行分离，处理效率高，但是破碎的原料，需要对其进行后续的分离，粉碎后的光伏组件在分离阶段有很多问题，多种混合物的掺杂提高了分离工作的工作量，而且破碎的玻璃分离难度大，经过多次的分离过后还会有玻璃残留在颗粒混合物中，分离效果不佳。另外一种是使用化学试剂对光伏组件进行蚀刻处理，以达到回收完整组件的目的，但是这种处理方法需要时间较长，在使用超声波辅助的情况下，仍需要三到五天来处理一片组件，且产生的废水如何处理又是一个新的问题。
5.综上所述，采用破碎的方法对光伏组件进行分离存在玻璃难以分离的情况，分离效果不佳，采用化学试剂对光伏组件进行蚀刻处理会产生废水，且分离时间较长，分离效率低。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种分离光伏板的喷砂分离装置和分离方法，该分离装置结构简单且易于操作，分离效果好，分离效率高，该分离光伏板的方法高效且环保。
7.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种分离光伏板的喷砂分离装置，包括空压机，空压机通过导管连接喷砂枪，导管上设置有加热装置。
9.加热装置包括翅片管，翅片管上套设有加热线圈，加热线圈连接电源，翅片管两端均与导管连接。
10.翅片管与加热线圈之间有间隙。
11.翅片管包括金属导管，金属导管外层设置有螺旋状翅片，加热线圈位于螺旋状翅
片之间，金属导管两端均与导管连接。
12.翅片管两端设置有支撑部件，支撑部件与翅片管和加热线圈均固定连接。
13.加热线圈为螺旋铜管，螺旋铜管一端设置有进水口，螺旋铜管另一端设置有出水口。
14.加热装置与喷砂枪之间的导管为金属软管。
15.喷砂枪上设置有安装座。
16.一种分离光伏板的喷砂分离方法，包括以下步骤：
17.s1.将光伏板在200℃环境中保温预热5min；
18.s2.固定光伏板，将喷砂枪对准硅基电池片，启动空压机和加热装置，喷砂枪喷出的高温含砂气体切割粉碎硅基电池片，直至硅基电池片全部从钢化玻璃上分离，分离结束。
19.光伏板需提前去除背板。
20.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果如下：
21.本装置包括空压机，空压机通过导管连接喷砂枪，空压机用于提供高压气体同时控制整个装置的启停。导管上设置有加热装置，加热装置用于对导管内部的空气进行加热，加热后的空气通过喷砂枪带动磨粒切割粉碎硅基电池片7，加热后的空气有利于硅基电池片7与eva胶膜8的分离，磨粒可加速硅基电池片7的切割粉碎，该装置分离光伏板效果好，分离效率高，整体结构简单，操作便捷。
22.进一步的，加热装置包括翅片管，翅片管上套设有加热线圈，加热线圈连接电源，接通电源后加热线圈与翅片管通过电流感应对翅片管的内部的空气进行加热，另外，本装置的翅片管用于增大受热面积，提高了热量的利用率，提升加热速率。翅片管两端均与导管连接。
23.本发明的方法如下：将光伏板在200℃环境中保温预热5min，有利于减小eva胶膜粘性，便于后续的分割。固定光伏板，将喷砂枪对准硅基电池片，启动空压机和加热装置，喷砂枪喷出的高温含砂气体切割粉碎硅基电池片，直至硅基电池片全部从钢化玻璃上分离，分离结束。该方法可实现钢化玻璃的整体分离，便于钢化玻璃与硅基电池片后续的回收处理，且分离速度较快，分离效率高，分离过程中不产生其他额外污染。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明的翅片管结构示意图；
26.图3为本发明的加热线圈结构示意图；
27.图4为光伏板结构示意图。
28.其中，1、空压机；2、导管；3、加热装置；4、喷砂枪；5、支撑部件；6、钢化玻璃；7、硅基电池片；8、eva胶膜；9、背板；2-1、金属软管；3-1、电源；3-2、翅片管；3-3、加热线圈。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明做进一步说明。
30.如图1所示，一种分离光伏板的喷砂分离装置，包括空压机1，空压机1通过导管2连接喷砂枪4，导管2上设置有加热装置3。
31.优选的，本装置包括空压机1，空压机1通过导管2连接喷砂枪4，空压机1用于提供高压气体同时控制整个装置的启停，启动空压机1，喷砂枪4开始喷气喷砂，关闭空压机1，喷砂枪4停止喷气喷砂。导管2上设置有加热装置3，加热装置3用于对导管2内部的空气进行加热，加热后的空气通过喷砂枪4带动磨粒切割粉碎硅基电池片7，加热后的空气有利于减小eva胶膜8的粘性，便于硅基电池片7与eva胶膜8的分离，喷砂枪4喷出的砂粒可加速硅基电池片7的切割粉碎，分离完成后钢化玻璃6为完整的一块，有利于钢化玻璃6的回收，该装置分离效果好，分离效率高，整体结构简单，操作便捷。
32.优选的，喷砂枪4上设置有进砂管，进气管和喷气口，进砂管、进气管和喷气口均连通。
33.优选的，本装置使用60目的3n级的硅料作为磨料，进行喷砂处理，在后续的过程中，不需要对硅基电池片和磨料再进行分离，此时的产物中86％以上都是硅单质，可直接送往硅料厂进行加工。且硅料也可循环利用，在保证清理效率的同时，不会引入杂质，精简回收步骤，提高了回收效率和回收价值。
34.优选的，如图1、图2和图3所示，加热装置3包括翅片管3-2，翅片管3-2上套设有加热线圈3-3，加热线圈3-3连接电源3-1，接通电源后加热线圈3-3与翅片管3-2通过电流感应对翅片管3-2的内部的空气进行加热，另外，本装置的翅片管3-2用于增大受热面积，提高了热量的利用率，提升加热速率。翅片管3-2两端均与导管2连接。
35.翅片管3-2与加热线圈3-3之间有间隙，防止加热线圈3-3与翅片管3-2连通，导致漏电。
36.翅片管3-2包括金属导管，金属导管外层设置有螺旋状翅片，加热线圈3-3位于螺旋状翅片之间，金属导管两端均与导管2连接。
37.如图1所示，翅片管3-2两端设置有支撑部件5，支撑部件5与翅片管3-2和加热线圈3-3均固定连接。支撑部件5用于固定支撑加热装置3。
38.加热线圈3-3为螺旋铜管，螺旋铜管一端设置有进水口，螺旋铜管另一端设置有出水口。螺旋铜管内部的水流用于螺旋铜管的降温，防止螺旋铜管温度过高。
39.加热装置3与喷砂枪4之间的导管2为金属软管2-1，避免高温气体损坏导管2。
40.优选的，加热装置3与金属软管2-1的连接处为绝缘的连接口，连接口采用绝缘材料，防止加热装置的电流通过金属软管2-1流向喷砂枪4，导致漏电。
41.喷砂枪4上设置有安装座，可将喷砂枪4固定安装在机器人手臂上，通过机器人进行光伏板的分离分割，以提高该装置的自动化能力。
42.一种分离光伏板的喷砂分离方法，包括以下步骤：
43.s1.将光伏板在200℃环境中保温预热5min；
44.s2.固定光伏板，将喷砂枪4对准硅基电池片7，启动空压机1和加热装置3，喷砂枪4喷出的高温含砂气体切割粉碎硅基电池片7，直至硅基电池片7全部从钢化玻璃6上分离，分离结束，如图4所示为光伏板结构示意图。
45.优选的，光伏板需提前去除背板9，去除背板9的原因有两个，一个是tpt背板中含有氟元素，在热处理过程中会产生有毒气体，污染环境；另外一个是tpt的物理性质很稳定，不容易被破坏，尤其是其在设计时，考虑了很多恶劣环境会对其进行影响，所以使用喷砂对其进行处理的话，会极大的影响喷砂的处理效率。因此，在处理前，需要把背板去除再进行
分离。
46.优选的，喷砂枪4喷出的高温含砂气体温度为200℃，有利于硅基电池片7与eva胶膜8的分离。另外，硅基电池板背后有汇流条，主要为镀锡铜丝，铜和硅的杨氏模量有着巨大的差别，铜的杨氏模量为2x108gpa，硅的杨氏模量为100gpa，这样的性质会让镀锡铜丝和硅基电池片7在受热时有较大的形变差。因此在受热后，可以有效提高铜和硅的分离处理效率。且eva胶膜8热解不会产生有毒气体，分离过程中不产生其他额外污染。
47.优选的，本发明的方法如下：提前去除背板9，将去除背板9的光伏板在200℃环境中保温预热5min，用于降低eva胶膜8的粘度，有利于硅基电池片7与eva胶膜8的分离。固定光伏板，将喷砂枪4对准硅基电池片7，启动空压机1和加热装置3，喷砂枪4喷出的高温含喷砂气体切割粉碎硅基电池片7，直至硅基电池片7全部从钢化玻璃6上分离，分离结束。该方法可实现钢化玻璃6的整体分离，便于钢化玻璃6与硅基电池片7后续的回收处理，且分离速度较快，分离效率高，分离过程中不会产生有毒气体，不产生其他额外污染。经过本方法分离后的钢化玻璃6为整块，方便后续的回收处理。还有喷砂与硅基电池板碎料的混合物，该混合物可分离出喷砂和硅基电池片碎片，喷砂可继续循环使用，硅基电池片粉末用于分离硅与银，供后续分离过程的进行。本说明仅用于说明原理及使用，后续为提高处理效率，可通过增加喷砂枪和机械化的方式来提高。本方法使用的喷砂应为目数大于40的磨粒。
48.优选的，在光伏板的分离过程中，可使用60目的3n级硅料作为磨料，对光伏板进行喷砂处理，在后续的过程中，不需要对硅基电池片和磨料再进行分离，此时的产物中86％以上都是硅单质，可直接送往硅料厂进行加工。且硅料也可循环利用，在保证清理效率的同时，不会引入杂质，精简回收步骤，提高了回收效率。
49.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

技术特征：
1.一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，包括空压机(1)，空压机(1)通过导管(2)连接喷砂枪(4)，导管(2)上设置有加热装置(3)。2.如权利要求1所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述加热装置(3)包括翅片管(3-2)，翅片管(3-2)上套设有加热线圈(3-3)，加热线圈(3-3)连接电源(3-1)，翅片管(3-2)两端均与导管(2)连接。3.如权利要求2所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述翅片管(3-2)与加热线圈(3-3)之间有间隙。4.如权利要求3所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述翅片管(3-2)包括金属导管，金属导管外层设置有螺旋状翅片，加热线圈(3-3)位于螺旋状翅片之间，金属导管两端均与导管(2)连接。5.如权利要求4所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述翅片管(3-2)两端设置有支撑部件(5)，支撑部件(5)与翅片管(3-2)和加热线圈(3-3)均固定连接。6.如权利要求5所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述加热线圈(3-3)为螺旋铜管，螺旋铜管一端设置有进水口，螺旋铜管另一端设置有出水口。7.如权利要求1所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述加热装置(3)与喷砂枪(4)之间的导管(2)为金属软管(2-1)。8.如权利要求7所述的一种分离光伏板的喷砂分离装置，其特征在于，所述喷砂枪(4)上设置有安装座。9.一种如权利要求1所述的分离光伏板的喷砂分离方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将光伏板在200℃环境中保温预热5min；s2.固定光伏板，将喷砂枪(4)对准硅基电池片(7)，启动空压机(1)和加热装置(3)，喷砂枪(4)喷出的高温含砂气体切割粉碎硅基电池片(7)，直至硅基电池片(7)全部从钢化玻璃(6)上分离，分离结束。10.如权利要求9所述的一种分离光伏板的喷砂分离方法，其特征在于，所述光伏板需提前去除背板(9)。

技术总结
本发明涉及光伏板回收领域，具体涉及一种分离光伏板的喷砂分离装置和分离方法。本装置包括空压机，空压机通过导管连接喷砂枪，空压机用于提供高压气体同时控制整个装置的启停。导管上设置有加热装置，加热装置用于对导管内部的空气进行加热，加热后的空气通过喷砂枪带动磨粒切割粉碎硅基电池片7，加热后的空气有利于硅基电池片7与EVA胶膜8的分离，磨粒可加速硅基电池片7的切割粉碎，该装置分离光伏板效果好，分离效率高，整体结构简单，操作便捷。本发明的方法可实现钢化玻璃的整体分离，便于钢化玻璃与硅基电池片后续的回收处理，且分离速度较快，分离效率高，分离过程中不产生其他额外污染。额外污染。额外污染。


技术研发人员：张冬旭 郭晓钥 鱼皓波 杨徐博 李晓闻 罗壮 宋智超 吕盟辉
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/28