[發明專利]一種報廢硅基光伏組件的熱解回收方法

在審

• 申請號: 202211568960.9
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115921494A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李彬;陶然;吳玉鋒;張煒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B3/30;B09B5/00
• 代理公司: 北京惠森至誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11992
• 代理人: 王園園

本發明屬于固體廢棄物資源化技術領域，涉及一種報廢硅基光伏組件的熱解回收方法，包括將報廢硅基光伏組件預拆解得到金屬邊框、接線盒和多層板；將多層板初步熱解得到熱解氣和熱解多層板；將熱解氣冷凝得到二氧化碳和氬氣混合氣體以及乙酸液體；將熱解多層板拆解得到EVA熱解殘留物、完整硅片、完整背板、完整玻璃板以及鍍錫銅線；將EVA熱解殘留物二步熱解得到烯烴混合物和微量熱解殘渣。本發明不僅能夠實現硅基光伏組件中金屬邊框、接線盒、硅片、背板、玻璃板以及鍍錫銅線的完整回收，而且還能夠得到兩種化工和能源行業的重要物質乙酸和烯烴，實現報廢硅基光伏組件的高值化回收，具有資源綜合利用率高、工藝流程短、無煙氣和廢液污染等特點。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物資源化技術領域，特別涉及一種報廢硅基光伏組件的熱解回收方法。

背景技術

隨著社會的發展和科技的進步，不可再生的化石能源迅速地被大量消耗，隨之引發的能源危機和環境問題日益嚴峻。太陽能作為一種安全可靠、普遍分布、清潔無害、能量豐富的可再生能源，受到了越來越多學者和工業人士的關注。據統計，到2020年底，全球光伏裝機容量超過750GW，并以迅猛的勢頭發展，在不遠的將來必定會占據世界能源消費的重要席位，成為世界能源供應的主體。

隨著光伏的安裝量的增長，報廢量也隨之增長，預計到2030年，全球光伏報廢量將達到百萬噸級規模。如果這些材料可以適當回收，則可以使用回收材料制造20億個新模塊，相當于630GW的裝機容量。此外，光伏組件中含有大量有機物和氟化物，不當處理會對環境安全造成極大危害。因此，對報廢硅基光伏組件進行無害化處理及對其中的硅、玻璃、金屬等進行資源化回收再利用意義重大。

目前，報廢硅基光伏組件的回收技術主要包括物理法、化學法和熱處理法。其中，CN114769291A公開了一種光伏組件回收方法和系統，該方法通過機械破碎和分選等技術處理報廢光伏從而實現多種組分的回收，但玻璃板和硅片等完全損壞，無法進行直接再利用。CN114798690A公開了一種廢舊晶硅光伏板板間分離回收的方法，該方法通過有機溶劑法實現硅片完整回收，但該方法易產生大量有機廢液，容易對環境造成污染，且并未對光伏組件中的有機組分進行回收。CN114833176A公開了一種廢晶硅光伏組件全組分綜合回收的方法，該方法通過“熱解-酸浸”實現硅片以及玻璃板的完整回收，有效地避免了有機溶劑的使用，但是該方法需要將整個多層板置于熱解爐中進行長時間高溫微波熱解，容易產生大量氟化物且可能對光伏組件中的硅片和玻璃板造成損傷，影響其回收利用，并且該方法雖然在一定程度上實現了有機組分的快速分解，但并未實現有機組分的高值利用，只是分解為含氫熱氣作為能源進行再利用。

綜上，現有針對報廢硅基光伏組件的回收技術存在容易造成環境污染、硅片和玻璃板不能完整無損回收以及有機組分利用率不高的問題，亟需開發一種更加綠色環保、可以實現硅片和玻璃板完整無損回收以及有機組分高值利用的新方法。

發明內容

本發明目的在于克服采用現有的方法對報廢硅基光伏組件進行回收時存在容易造成環境污染、硅片和玻璃板不能完整無損回收、有機組分利用率不高的缺陷，而提供一種綠色環保、可以實現硅片和玻璃板完整無損回收以及有機組分高值利用的報廢硅基光伏組件的熱解回收方法。

本發明的發明人經過深入且廣泛研究之后發現，在報廢硅基光伏組件的回收利用過程中，先將報廢硅基光伏組件粗拆解成金屬邊框、接線盒和多層板，之后將多層板在200-350℃這一特定的較低溫度下初步熱解，不僅能夠將多層板中的EVA熱解生成熱解多層板以及含有二氧化碳、氬氣和乙酸的熱解氣，該熱解氣經冷凝之后可獲得二氧化碳和氬氣的混合氣體以及高純度的乙酸液體，而且由于初步熱解的溫度較低，不僅能夠有效地減小持續高溫對硅片、背板、玻璃板以及鍍錫銅線的損傷，并且還能夠有效避免由于背板高溫熱解導致的含氟氣體的產生，由此產生的熱解多層板中的硅片、背板、玻璃板以及鍍錫銅線能夠很容易且完整地從EVA熱解殘留物中剝離，實現回收利用，并且EVA熱解殘留物在350-800℃這一特定的較高溫度下熱解，能夠分解成烯烴混合物和微量熱解殘渣，實現資源的高價值利用。基于此，完成了本發明。