一种高回收率低能耗环保型晶硅光伏组件回收系统的制作方法

本发明涉及光伏组件回收领域，尤其涉及一种高回收率低能耗环保型晶硅光伏组件回收系统。

背景技术：

1、在为应对气候变化挑战，太阳能作为一种清洁、安全、可再生的能源，取之不尽，用之不竭，光伏发电可将太阳能转化为电能，是一种重要的可再生能源发电技术，晶硅电池因其高效率和可靠性，在当前光伏市场中占据主流地位，市场占比超过90％，晶硅光伏组件的寿命一般在20到25年间，其主要由铝、玻璃、铜、硅等组成，具有较高的回收价值。

2、目前，晶硅光伏组件回收的方法主要包括物理法、化学法、热处理法。物理法通过机械的方式进行物质分离和回收，eva不会被去除和分解，铝、玻璃、铜、硅等物质回收率和回收纯度较低；化学法通过化学试剂溶胀eva，降低组件中各类有用物质的粘接力，促使各类有用物质的分离，但是化学法主要将玻璃和背板分离出来，不能完全去除eva，eva依然附着在晶硅光伏电池表面，造成硅和银的回收率低、回收纯度低，而且目前常规的化学法处理eva的周期长，处理效率不高；热解法利用高温分解光伏组件的eva和含氟背板，eva和含氟背板同时分解，含氟背板分解产生大量含氟气体，需要投入专门的环保设施治理含氟气体，增加系统成本，提高环保风险，同时，光伏组件回收系统需要消耗大量的电能，电能由电网提供，导致系统能耗高、用能成本高、碳排放强度大；传统光伏组件回收技术需要设置单独的废水、废气、固体废物处置设施进行“三废”的处理，导致系统投资成本大、运行成本高、环境风险大。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种高回收率低能耗环保型晶硅光伏组件回收系统，以解决现有光伏组件回收技术存在的物质回收率低、回收物质纯度不高、能耗高、环保风险大等问题，实现光伏组件的高效低能耗安全回收的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下系统：

3、本发明提供的一种高回收率低能耗环保型晶硅光伏组件回收系统是：

4、晶硅光伏组件回收系统和垃圾焚烧发电系统；

5、所述晶硅光伏组件回收系统包括拆解单元、破碎单元、eva溶胀单元、固液分离单元、第一分选单元、热解单元、第二分选单元、硅电池湿法冶金单元；所述晶硅光伏组件回收系统工作过程为：所述拆解单元是通过机械物理方法将废弃晶硅光伏组件拆解，获得铝边框、接线盒和层压件；所述破碎单元是通过机械破碎方法将层压件进行破碎，获得小块层压件混合物；所述eva溶胀单元是利用“化学试剂+热+辅助手段”协同的方法将层压件中的eva溶胀，使得玻璃、晶硅电池、背板等得到有效分离；所述固液分离单元是利用固液分离装置将eva溶胀单元获得的固液混合物进行固液分离，获得废水和固相混合物；所述第一分选单元是将固相混合物进行分选，获得玻璃、背板塑料、含eva硅电池；所述热解单元是利用热解炉创造高温环境，将eva分解为气态物质，得到硅电池和铜焊带混合物；所述第二分选单元是将硅电池和铜焊带混合物进行分选，分别获得铜和硅电池；所述硅电池湿法冶金单元是通过酸碱刻蚀、电解、置换、沉淀等化学方法将硅电池中的铝、银和硅进行分离提纯，获得高纯度的银和硅；

6、所述垃圾焚烧发电系统包括垃圾储坑、焚烧单元、锅炉单元、发电单元、烟气净化单元、渗滤液处理单元；所述垃圾焚烧发电系统的工作过程为：生活垃圾倾倒于所述垃圾储坑中，在所述垃圾储坑内储存干燥多日，产生的渗滤液进入所述渗滤液处理单元进行处理，干燥后的垃圾进入所述焚烧单元进行焚烧，产生的高温烟气进入所述锅炉单元，所述锅炉单元内的水经过高温烟气加热后变成水蒸汽，水蒸汽进入所述发电单元，通过汽轮机进行发电，产生的电进入电网，高温烟气经过换热降温后进入所述烟气净化单元，所述烟气净化单元对焚烧烟气进行污染物治理，达标后直接排放；所述渗滤液处理单元包括沉砂池、调节池、厌氧反应器、反硝化池、硝化池、超滤系统、污泥浓缩池、污泥脱水机、集水井、一级反渗透系统、二级反渗透系统、清液池，所述厌氧反应器利用微生物的厌氧发酵作用将可生化有机物降解产生沼气，沼气的成分为甲烷、二氧化碳、氮气、硫化氢等，其中，甲烷为主要成分，占比为50～80％；所述一级反渗透系统采用膜分离过滤技术，膜的孔径为可以有效过滤水中的无机盐、有机物、重金属离子、胶体、细菌、病毒等杂质的纳米级孔径。

7、优选的，所述eva溶胀单元主要利用化学试剂与eva的相互作用，有机化学试剂渗透到eva膜层中，使eva发生溶胀，降低eva与玻璃和背板之间的粘性，从而分离层压件中的玻璃、背板、含eva硅电池；所用化学试剂可以是三氯乙烯、甲苯、四氢呋喃、邻二氯苯、二元酸酯、嘧啶酮、乙二醇二乙酸酯等有机溶剂其中一种或多种化学试剂混合物；所述eva溶胀单元中固液比为50～200g/l，化学试剂浓度为0.5～5mol/l，反应时间为1～10小时。

8、优选的，所述eva溶胀单元所采用的辅助手段为电磁、超声、微波等其中一种或多种方式组合，辅助手段的作用是促进化学试剂从溶液向eva膜内部的渗透和扩散，提高eva内部温度，加速eva溶胀速率。

9、优选的，所述eva溶胀单元内设置换热器，所述换热器入口与所述烟气净化单元出口相连，所述换热器出口与所述烟气净化单元入口相连，垃圾焚烧厂烟气通过所述换热器换热降温后排出废气，废气排出至所述烟气净化单元，换热器类型可以是管式换热器、板式换热器、热管式换热器其中任意一种，垃圾焚烧厂烟气温度为70～130℃。

10、优选的，所述热解单元的温度为400～600℃，加热方式可以是电加热、蒸汽加热、天然气加热其中一种或多种方式组合；当采用电加热时，电来自于所述发电单元产生的电能；当采用蒸汽加热时，蒸汽来自所述锅炉单元产生的高温蒸汽；当采用天然气加热时，天然气来自所述渗滤液处理单元产生的沼气，沼气中甲烷含量为50～80％。

11、优选的，所述第一分选单元和所述第二分选单元的分选方式可以是多层直线筛分、涡电流分选、气流分选其中一种或多种方式组合。

12、优选的，所述硅电池湿法冶金单元采用“酸碱刻蚀+电解/置换/沉淀”组合工艺，具体工艺过程为：硅电池进入碱刻蚀单元，利用碱液将硅电池中的铝刻蚀溶解，碱刻蚀单元的溶液进入提铝单元，通过电解、置换、沉淀其中一种方法提取高纯度的铝；所述碱刻蚀单元所得固相部分进入酸刻蚀单元，利用酸液将硅电池中的银刻蚀溶解，所述酸刻蚀单元的溶液进入提银单元，通过电解、置换、沉淀其中一种方法提取高纯度的银；所述酸刻蚀单元所得固相部分进入去减反射膜单元，减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光，利用氢氟酸将硅电池中的减反射膜去除，即可获得高纯的硅；提铝单元、提银单元和去减反射膜单元产生的废水均进入废水收集池，混合后进入酸碱中和调节池，通过添加酸碱调节液将混合废水的ph值控制在中性；所述碱液为naoh、koh其中一种或两种混合碱，添加比例为30～50％；所述酸液为hno3、h2so4其中一种或两种混合酸，添加比例为40～60％；氢氟酸的添加比例为40～60％；所述酸碱调节液为naoh、koh、hcl、h2so4其中一种。

13、优选的，所述光伏回收系统中所有单元的用电来自于所述发电单元产生的电能。

14、优选的，所述固液分离单元和所述硅电池湿法冶金单元产生的废水均进入所述渗滤液处理单元的一级反渗透系统进行处理；所述一级反渗透系统设置所述固液分离单元废水接口和所述硅电池湿法冶金单元废水接口；所述固液分离单元、所述硅电池湿法冶金单元的废水出口与所述一级反渗透系统的废水接口相连；所述固液分离单元和所述硅电池湿法冶金单元的废水排出至所述废水处理单元的所述一级反渗透系统进行处理。

15、优选的，所述光伏组件回收系统产生的所有固体废物进入所述焚烧单元进行处理。

16、本发明的有益效果体现在：本发明通过采用“物理拆解破碎+热化学法溶胀eva+热解法分解eva+硅电池湿法冶金”晶硅光伏组件回收组合工艺，解决了现有光伏组件回收技术存在的物质回收率低、回收物质纯度不高、能耗高、环保风险大等问题，使得铝、玻璃塑料、铜、银和硅的回收率和纯度高于现有技术，回收体系能耗更低，无环保风险；采用“热化学法溶胀+热解法分解”协同方法去除eva，解决了现有技术存在的eva去除不彻底、处置周期长、污染严重等问题，实现了eva快速、彻底的去除，大大提高了物质回收率和回收纯度，且不产生含氟气体，无环保风险；利用垃圾焚烧发电厂为光伏回收系统供电和蒸汽，利用垃圾焚烧发电厂烟气余热为光伏回收系统供热，利用垃圾焚烧发电厂协同处置光伏回收系统的固体废物、废气和废水，解决了现有光伏回收技术存在的系统投资成本高、运行成本高、污染物处置困难等问题，光伏组件回收系统与垃圾焚烧发电厂相结合，大大降低系统投资成本、用能成本和运行成本，且不产生二次污染。