CN112058872A - 破碎分选太阳电池组件的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种破碎分选太阳电池组件的设备和方法，其设备包括有剪切装置、研磨装置、风选分离装置、振动筛分装置和气流破碎分级装置。本发明采用物理性环保方法，通过剪切装置将除铝边框和玻璃的太阳电池组件切碎成碎片，通过研磨装置将碎片研磨成颗粒混合物，然后通过风选分离装置和振动筛分装置将颗粒混合物中的塑料颗粒分选出来并收集，通过气流破碎分级装置将电池片颗粒破碎成粉末，实现了电池片中硅、银、铝、铜等元素的分离与分选，且硅、银、铝、铜等元素的分离纯度高，处理速度快，能够规模化、自动化地实现废弃太阳电池组件尤其是晶硅组件的环保回收，解决了太阳电池组件大规模退役带来的环境压力和资源重复利用的问题。

Description

破碎分选太阳电池组件的设备和方法
技术领域
本发明涉及太阳电池回收领域，具体地说是一种破碎分选太阳电池组件的设备和方法。
背景技术
光伏发电市场迅猛发展，这就要求对超过寿命期后的光伏组件（太阳电池组件），尤其是占据世界市场份额达80%以上的晶硅电池组件及其组分（玻璃、硅、铜、铝、银、塑料等）进行无害化处理、乃至回收利用，可缓解光伏器件原材料短缺问题，并降低资源浪费与生态环境污染。
国际上，欧洲和日本能源行业对光伏组件回收与无害化处理技术及管理体系开展了深入研究，并已将其纳入法规政策。2012年，欧盟会议正式更改“废弃电气和电子设备”规章，将光伏组件列为废弃电子设备，必须进行收集和回收利用。
当前的研究热点之一是酸解或有机溶剂溶解法。比利时BP solar公司提出酸解技术，即将无背板电池片组成的组件浸泡在60℃硝酸中；热酸反应将电池片和玻璃中间的EVA交联塑料溶解，而电池片上银栅线和铝浆等成分也同时浸出，从而得到完整硅片和玻璃。日本东京大学Doi等采用有机化学方法，筛选发现采用三氯乙烯作为溶剂，在80℃下可有效溶解EVA膜。此法必须对组件加压，需要7天以上的时间。韩国Kim等通过有机溶剂辅助超声方法来提高溶解速率，研究了不同溶剂浓度、温度、超声波功率和超声辐射时间等条件对溶解反应的影响。发现在450W超声波功率，温度为70℃下，EVA膜在3mol/L甲苯中1h即可完全溶解。无机酸或有机溶剂溶解法可得到完整硅片和玻璃，但也出现耗酸量大、产生大量有毒气体、有机废液等二次废弃物处理的问题。
热解法也被应用于晶硅组件回收研究中。瑞士能源公司利用高温流化床法，在450℃的氮气氛中45min可将EVA膜及背板去除，进而回收玻璃和电池片。该法原理是利用细沙在高温流化床内随高温N2气体流动，细沙处于滚烫流动状态，具有液体性质，通过机械力作用使流化床内EVA和背板气化，且废气以二次燃烧法作为反应器热源可得到处理及再利用。德国Deutsche Solar AG公司的固定容器热处理技术，以600℃马弗炉或焚烧炉将塑料类组分（EVA、背板等）全部热处理掉，后续再分离电池片、玻璃和合金边框等。热解法分离电池各组分，其效率较高，但高能耗、并且显著的热解废气和后续刻蚀恢复完整硅片的废液污染等问题不可忽视。
研究表明，热解超过500℃所得油相产物主要为碳原子个数在1-30之间的烯烃、烷烃的长链和直链异构体；气相产物为短链烯烃、烷烃等。油相和气相产物大部分具有污染性。另外，日本学者Katsuya等发现热解过程中EVA受热膨胀导致薄电池片易受力破碎；PVCycle也指出，当电池厚度小于200微米时，热处理技术已无法得到完整硅片。有机溶解与热处理联用法也有报道（韩国忠南国立大学Kim等），但工艺过于复杂。
现有技术采用热解法或溶剂法除去EVA胶膜和背板，再分离电池片和玻璃，但存在废气、废液污染问题，且溶剂法处理时间为几个小时至几天。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种破碎分选太阳电池组件的设备，以解决现有技术中难以对太阳电池组件进行拆解并分类的问题。
本发明的目的之二就是提供一种破碎分选太阳电池组件的方法，以解决现有技术中拆解太阳电池组件容易产生废水废气的问题。
本发明的目的之一是这样实现的：一种破碎分选太阳电池组件的设备，包括有剪切装置、研磨装置、风选分离装置、振动筛分装置和气流破碎分级装置；
所述剪切装置用于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件剪切成组件碎片后送至研磨装置；
所述研磨装置接收所述剪切装置输送的组件碎片，将组件碎片研磨成颗粒混合物，将研磨后的颗粒混合物送至风选分离装置；
所述风选分离装置接收所述研磨装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物中的塑料颗粒和电池片颗粒分开，将塑料颗粒输送至振动筛分装置，将电池片颗粒输送至风力破碎分级装置；
所述振动筛分装置接收所述风选分离装置输送的塑料颗粒，将塑料颗粒进行振动筛分，将塑料颗粒中的粘附有电池片的塑料颗粒和纯塑料颗粒分开，并将粘附有电池片的塑料颗粒传送至研磨装置继续研磨，将纯塑料颗粒进行收集；
所述气流破碎分级装置接收所述风选分离装置输送的电池片颗粒，将电池片颗粒进行气流破碎成粉体，并分别分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体后进行收集。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：
还包括有第一送料装置和第二送料装置，所述第一送料装置向所述剪切装置输送去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件；所述第二送料装置接收所述剪切装置输送的组件碎片，并将组件碎片输送至研磨装置；所述第一送料装置和第二送料装置包括有传送平台，所述传送平台包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，所述传动带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。
所述剪切装置包括剪切腔体、设置在所述剪切腔体内的刀爪机构、设置在所述刀爪机构下方的出料筛网以及用于控制所述刀爪机构的剪切电机，在所述剪切腔体上方设置有剪切入料口，在所述剪切腔体下方位于所述出料筛网的下侧的位置设置有剪切出料口。
所述刀爪机构包括同轴的4-10个刀爪，刀爪转速0—1000转/分钟可调，出料筛网的网孔为5目—50目可调。
所述研磨装置包括有研磨腔体、设置在所述研磨腔体内研磨面相对的动磨和定磨、用以控制所述动磨的研磨电机、接收剪切后物料的入料传送管、以及控制剪切后的物料由入料传送管送入所述研磨腔体的入料电机；在所述定磨上设置有与所述入料传送管相接的中心开孔。
所述动磨和所述定磨的研磨面呈圆形，所述研磨面垂直于水平面，在所述动磨和所述定磨研磨面上设置有内外两圈磨盘刻齿；所述磨盘刻齿倾角为30°—90°可调，所述动磨和定磨的内圈与外圈的刻齿数比例为1:1—1:3可调，所述动磨和定磨的内圈磨盘刻齿的齿数为30—200齿/圈可调；所述动磨转速为0—4000转/分钟可调，所述动磨和所述定磨之间的间隙为0.2-1cm可调；在所述研磨腔体的腔体内壁设置有循环水沟槽。
所述风选分离装置包括有旋风收集腔和设置在所述风选分离装置上产生高速气流的负压机构；所述旋风收集腔通过送料风管与所述研磨装置连通，在所述旋风收集腔底部设置有风选大颗粒出料管，所述负压机构设置在所述旋风收集腔的上方并于旋风收集腔连通，在所述负压机构下方设置有风选小颗粒出料管。
所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底部设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述研磨装置连通；所述振动筛网网孔径在10目-100目范围内可调。
所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。
本发明的目的之二是这样实现的：一种破碎分选太阳电池组件的方法，包括如下步骤：
a、置备权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送入剪切装置；
b、剪切装置将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件剪切成组件碎片后送至研磨装置；
c、研磨装置接收剪切装置输送的组件碎片，将组件碎片研磨成颗粒混合物，将研磨后的颗粒混合物送至风选分离装置；
d、风选分离装置接收研磨装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物中的塑料颗粒和电池片颗粒分开，将塑料颗粒输送至振动筛分装置，将电池片颗粒输送至风力破碎分级装置；
e、振动筛分装置接收风选分离装置输送的塑料颗粒，将塑料颗粒进行振动筛分，将塑料颗粒中粘附有电池片的塑料颗粒和纯塑料颗粒分开，并将粘附有电池片的塑料颗粒传送至研磨装置继续研磨，将纯塑料颗粒进行收集；
f、气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的电池片颗粒，将电池片颗粒进行气流破碎成粉体，并分别分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体后进行收集。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：
所述步骤b中，所述剪切装置包括剪切腔体、设置在所述剪切腔体内的刀爪机构、设置在所述刀爪机构下方的出料筛网以及用于控制所述刀爪机构的剪切电机，在所述剪切腔体上方设置有剪切入料口，在所述剪切腔体下方位于所述出料筛网的下侧的位置设置有剪切出料口；
具体的方法是： 剪切电机带动刀爪机构将太阳电池组件剪切成组件碎片，小于出料筛网网孔的组件碎片通过出料筛网筛出，并通过剪切出料口送至第二送料装置，再由第二送料装置送至研磨装置；大于出料筛网网孔的组件碎片继续被刀爪机构剪切，直至变成小于出料筛网网孔的组件碎片，然后重复上述步骤被送至研磨装置，实现太阳电池组件的初级破碎；
所述步骤c中，所述研磨装置包括有研磨腔体、设置在所述研磨腔体内研磨面相对放置的动磨和定磨、用以控制所述动磨的研磨电机、接收剪切后物料的入料传送管、以及控制剪切后的物料由入料传送管送入所述研磨腔体的入料电机；在所述定磨上设置有与所述入料传送管相接的中心开孔；
具体的方法是：打开研磨装置里的入料电机和研磨电机，入料电机控制组件碎片经入料传送管被送入定磨的中心开孔，研磨电机带动动磨旋转，定磨和动磨将组件碎片研磨成颗粒混合物；
所述步骤d中，所述风选分离装置包括有旋风收集腔和设置在所述风选分离装置上产生高速气流的负压机构；所述旋风收集腔通过送料风管与所述研磨装置连通，在所述旋风收集腔底部设置有风选大颗粒出料管，所述负压机构设置在所述旋风收集腔的上方并于旋风收集腔连通，在所述离心风机下方设置有风选小颗粒出料管；
具体的方法是：开启风选分离装置的负压机构，产生高速气流，气流带动研磨腔体内的颗粒混合物经过送料风管进入旋风收集腔，塑料颗粒从旋风收集腔底部的风选大颗粒下料管进入振动筛分装置，电池片颗粒经过离心风机和与离心风机连通的风选小颗粒出料管被送至气流破碎分级装置；
所述步骤e中，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底部设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述研磨装置连通；所述振动筛网网孔径在10目-100目范围内可调；
具体的方法是：颗粒混合物中的塑料颗粒进入振动筛分装置的振动腔体，落在振动筛网上，振动腔体在振动电机带动下垂直和水平振动，通过振动筛网对塑料颗粒进行筛分；塑料颗粒中的纯塑料颗粒通过振动筛网的网孔进入振动腔体的底盘，并通过振动小颗粒出料管被传送出去，实现收集；粘附有电池片的塑料颗粒留在振动筛网上面，再通过振动大颗粒出料管进入到研磨装置中定磨的中心开孔处，由研磨装置继续研磨，然后重复上述步骤，形成循环处理，实现颗粒混合物里塑料颗粒和电池片颗粒的分离与收集；
所述步骤f 中，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调；
具体的方法是：打开气流破碎装置的空气压缩机和气体流量控制器，使得压缩空气通过气流喷嘴形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的电池片颗粒在气流喷嘴区域高速碰撞，将电池片颗粒粉碎形成粉体，粉体随气流粉碎腔体内的气体涡流被传送到涡轮分级机，根据电池片颗粒内的硅、银、铝、铜颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝、铜粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机的转速，依次分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体，分选出的粉体在引风机产生的气流下运送进入物料收集腔，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝、铜不同元素颗粒的分别分选与收集。
本发明采用物理性环保方法，通过剪切装置将除铝边框和玻璃的太阳电池组件切碎成碎片，通过研磨装置将碎片研磨成颗粒混合物，然后通过风选分离装置和振动筛分装置将颗粒混合物中的塑料颗粒分选出来并收集，通过气流破碎分级装置将电池片颗粒破碎成粉末，实现了电池片中硅、银、铝、铜等元素的分离与分选，且硅、银、铝、铜等元素的分离纯度高。本发明的破碎分选太阳电池组件的设备处理速度快，能够规模化、自动化地实现废弃太阳电池组件尤其是晶硅组件的环保回收，解决了太阳电池组件大规模退役带来的环境压力和资源重复利用的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、传送平台，101、第一送料装置，102、第二送料装置，2、剪切腔体，3、刀爪机构，4、出料筛网，5、剪切入料口，6、剪切出料口，7、剪切电机，8、研磨腔体，9、入料传送管，10、入料电机，11、定磨，12、动磨，13、研磨电机，14、送料风管，15、旋风收集腔，16、风选大颗粒出料管，17、离心风机，18、风选小颗粒出料管，19、振动腔体，20、振动筛网，21、底盘，22、振动电机，23、振动大颗粒出料管，24、振动小颗粒出料管，25、空气压缩机，26、流量控制器，27、气流喷嘴，28、气流粉碎腔，29、涡轮分级机，30、物料收集腔，31、引风机，32、粉碎腔入料口，33、振动腔入料口，。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的设备包括有第一送料装置101、剪切装置、第二送料装置102、研磨装置、风选分离装置、振动筛分装置和气流破碎分级装置。
剪切装置包括剪切腔体2、设置在剪切腔体2内的刀爪机构3、设置在刀爪机构3下方的出料筛网4以及用于控制刀爪机构3的剪切电机7。在剪切腔体2上方设置有剪切入料口5，在剪切腔体2下方位于出料筛网4的下侧的位置设置有剪切出料口6。本发明的刀爪机构3与剪切机内的剪切装置的结构类同，但是对刀爪机构3的参数进行了改进，以适用于本发明的实施例，其中，刀爪机构3包括同轴的4-10个刀爪，刀爪转速0—1000转/分钟可调，出料筛网4的网孔为5目—50目可调。剪切装置用于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件剪切成碎片后经由第二送料装置102送至研磨装置。剪切装置还可采用现有市售的剪切机来实现本发明的实施例。
第一送料装置101与剪切装置相接，即第一送料装置101里的传送平台1的末端设置在剪切装置里的剪切入料口5的上方，以便于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送至剪切装置。第二送料装置102设置在剪切装置出料口6的下方，以便于接收剪切装置输送的组件碎片，并将组件碎片输送至研磨装置。第一送料装置101和第二送料装置102均包括有传送平台1，该传送平台1包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，传动带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。第一送料装置101和第二送料装置102可以由传送平台1来实现，还可以由其他已知的能够实现送料的装置来实现。
研磨装置包括有研磨腔体8、设置在研磨腔体8内研磨面相对的动磨12和定磨11，用以控制动磨12的研磨电机13、接收剪切后物料的入料传送管9、以及控制剪切后的物料由入料传送管9送入研磨腔体8的入料电机10。入料传送管9设置在第二送料装置102传送平台1的末端，以便于接收第二送料装置102输送的组件碎片，由入料电机10控制组件碎片由入料传送管9的传送速率。在定磨11上设置有与入料传送管9相接的中心开孔。
动磨12和定磨11的研磨面呈圆形，研磨面垂直于水平面。本发明的动磨12和定磨11与现有的磨盘结构类同，但是对动磨12的转速、磨盘刻齿的参数以及动磨12和定磨11之间的间隙进行了改进，以适用于本发明的实施例。其中，在动磨12和定磨11研磨面上设置有内外两圈磨盘刻齿，根据具体需要，还可增加多圈磨盘刻齿。磨盘刻齿倾角为30°—90°可调，动磨12和定磨11的内圈与外圈的刻齿数比例为1:1—1:3可调，动磨12和定磨11的内圈磨盘刻齿的齿数为30—200齿/圈可调。动磨12和定磨11之间的间隙为0.2-1cm可调，动磨12转速为0—4000转/分钟可调。组件碎片由定磨11上的中心开孔进入定磨11和动磨12之间，动磨12转动，带动组件碎片以中心开孔为圆点做离心运动，由内圈的磨盘刻齿粗磨后进入外圈磨盘刻齿进行细磨，将组件碎片研磨成颗粒混合物后从外圈的磨盘刻齿之间脱出，这些颗粒混合物通过送料风管14送至风选分离装置。在研磨腔体8的腔体内壁设置有循环水沟槽，用于流通循环水进行冷却，因为组件碎片在研磨过程中会产生高温，组件碎片中的塑料颗粒会因高温由脆性变为韧性，增加了研磨难度，因此需要循环水进行降温。
风选分离装置包括有旋风收集腔15和设置在风选分离装置上产生高速气流的负压机构。旋风收集腔15通过设置在其上方的送料风管14与研磨装置的研磨腔体8相连通，旋风收集腔15通过送料风管14接收研磨后的颗粒混合物。在旋风收集腔15底部设置有风选大颗粒出料管16，该风选大颗粒出料管16与振动筛分装置的振动腔入料口33相连通，利用颗粒混合物中的塑料颗粒比电池片颗粒重的特点，将混合颗粒物中塑料颗粒通过风选大颗粒出料管16输送至振动筛分装置。产生高速气流的负压机构为离心风机17，也可采用其他能够产生负压作用的装置来实现本发明的实施例。该离心风机17通过设置在旋风收集腔15顶部的管道与旋风收集腔连通，离心风机17设置在与旋风收集腔15同一水平面上，在离心风机17下方设置有风选小颗粒出料管18，该风选小颗粒出料管18与气流破碎分级装置的粉碎腔入料口32相连通，将混合颗粒物中的电池片颗粒通过风选小颗粒出料管18输送至气流破碎分级装置中。
振动筛分装置包括有振动腔体19、设置在振动腔体19内的振动筛网20和用于带动振动腔体19水平、垂直振动的振动电机22。在振动腔体19上方设置有与风选大颗粒出料管16连通的振动腔入料口33。在振动腔体19底部设置有振动小颗粒出料管24，在振动腔体19内振动筛网20的上方设置有振动大颗粒出料管23。振动大颗粒出料管23的另一端与在研磨装置里定磨的中心开孔连通。振动筛网20网孔径在10目-100目范围内可调。振动筛分装置通过风选大颗粒出料管16与风选分离装置相连通，用于将风选分离的颗粒混合物中的塑料颗粒进行振动筛分，利用塑料颗粒中的粘附有电池片的塑料颗粒比纯塑料颗粒大的特点，将两者分开，并将粘附有电池片的塑料颗粒传送至研磨装置继续研磨，纯塑料颗粒通过振动筛网20进入振动腔体19底部，通过振动小颗粒出料管24送出振动腔体19外进行收集。
气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔28、多个气流喷嘴27、气体流量控制器26、空气压缩机25、涡轮分级机29、物料收集腔30和引风机31。在气流粉碎腔28底部设置有与风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，粉碎腔入料口通过风选小颗粒出料管与风选分离装置连通。气流喷嘴27为位于气流粉碎腔28底部、粉碎腔入料口上方，呈对称分布，数量可根据需要设置3—10对。空气压缩机25通过气体流量控制器26与多个气流喷嘴27连通。空气压缩机25产生压缩空气，流量控制器控制压缩空气流量，压缩空气经过气流喷嘴27形成高速气流。在气流粉碎腔28顶部设置有的涡轮分级机29，在涡轮分级机29侧边通过管道连通有物料收集腔30，在物料收集腔30下方设置有引风机31。涡轮分级机29的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。电池片颗粒内的硅、银、铝等颗粒的莫氏硬度不同、密度不同，碰撞形成的硅、银、铝粉体的粒度直径有差异，粉体随气流破碎腔体内的气体涡流被传送到腔体上部的分级涡轮装置，分级涡轮装置的涡轮转速可调，分选出不同粒度的粉体。分选出的粉体在引风机31产生的气流运送下进入物料收集装置。气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的以硅颗粒、铝颗粒和银颗粒为主的小颗粒物，将小颗粒物进行气流破碎成粉体，然后依次分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体后进行收集。
实施例2
本发明的破碎分选太阳电池组件的方法包括如下步骤：
a、置备实施例1中所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件放置在第一送料装置101的传送平台1上，此时传送平台1开始传送，将太阳电池组件送入剪切装置。
b、剪切电机7带动刀爪机构3将太阳电池组件剪切成组件碎片，小于出料筛网4网孔的组件碎片通过出料筛网4筛出，并通过出料口送至第二送料装置102，第二送料装置的传送平台1将组件碎片通过入料传送管输9送至研磨装置，大于出料筛网4网孔的组件碎片继续被刀爪机构3剪切，直至变成小于出料筛网4网孔的组件碎片，然后重复上述步骤被送至研磨装置，实现太阳电池组件的初级破碎。
c、打开研磨装置里的入料电机10和研磨电机13，入料电机10控制组件碎片经入料传送管9被送入定磨11的中心开孔，进入研磨面相对放置的定磨11和动磨12之间的间隙的中，研磨电机13带动动磨12旋转，由定磨11和动磨12的研磨刻齿将组件碎片研磨成颗粒混合物。
d、开启风选分离装置的离心风机17，产生高速气流，气流带动研磨腔体8内的颗粒混合物经过送料风管14进入旋风收集腔15，利用颗粒混合物中塑料颗粒比电池片颗粒重的特点，塑料颗粒从旋风收集腔15底部的风选大颗粒下料管进入振动筛分装置，电池片颗粒经过离心风机17和与离心风机17连通的风选小颗粒出料管18被送至气流破碎分级装置。
e、颗粒混合物中的塑料颗粒进入振动筛分装置的振动腔体19，落在振动筛网20上，振动腔体19在振动电机22带动下垂直和水平振动，通过振动筛网20对塑料颗粒进行筛分；利用塑料颗粒中的粘附有电池片的塑料颗粒比纯塑料颗粒大的特点，纯塑料颗粒通过振动筛网20的网孔进入振动腔体19的底盘21，并通过振动小颗粒出料管24被传送出去，实现收集；粘附有电池片的塑料颗粒留在振动筛网20上面，再通过振动大颗粒出料管23进入研磨装置中定磨11的中心开孔处，由研磨装置继续研磨，然后重复上述步骤，形成循环处理，实现颗粒混合物里塑料颗粒和电池片颗粒的分离与收集。
f、打开气流破碎装置的空气压缩机25和气体流量控制器26，使得压缩空气通过气流喷嘴27形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的电池片颗粒在气流喷嘴27区域高速碰撞，将电池片颗粒粉碎形成粉体。粉体随气流粉碎腔28体内的气体涡流被传送到涡轮分级机29，根据电池片颗粒内的硅、银、铝、铜颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝、铜粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机29的转速，依次分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体，分选出的粉体在引风机31产生的气流下运送进入物料收集腔30，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝、铜不同元素颗粒的分别分选与收集。

Claims (11)

1.一种破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，包括有剪切装置、研磨装置、风选分离装置、振动筛分装置和气流破碎分级装置；
所述剪切装置用于将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件剪切成组件碎片后送至研磨装置；
所述研磨装置接收所述剪切装置输送的组件碎片，将组件碎片研磨成颗粒混合物，将研磨后的颗粒混合物送至风选分离装置；
所述风选分离装置接收所述研磨装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物中的塑料颗粒和电池片颗粒分开，将塑料颗粒输送至振动筛分装置，将电池片颗粒输送至风力破碎分级装置；
所述振动筛分装置接收所述风选分离装置输送的塑料颗粒，将塑料颗粒进行振动筛分，将塑料颗粒中的粘附有电池片的塑料颗粒和纯塑料颗粒分开，并将粘附有电池片的塑料颗粒传送至研磨装置继续研磨，将纯塑料颗粒进行收集；
所述气流破碎分级装置接收所述风选分离装置输送的电池片颗粒，将电池片颗粒进行气流破碎成粉体，并分别分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体后进行收集。
2.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，还包括有第一送料装置和第二送料装置，所述第一送料装置向所述剪切装置输送去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件；所述第二送料装置接收所述剪切装置输送的组件碎片，并将组件碎片输送至研磨装置；所述第一送料装置和第二送料装置包括有传送平台，所述传送平台包括有传送电机和由传送电机带动的传送带，所述传动带的传送能力为2kg/h-100kg/h可调。
3.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述剪切装置包括剪切腔体、设置在所述剪切腔体内的刀爪机构、设置在所述刀爪机构下方的出料筛网以及用于控制所述刀爪机构的剪切电机，在所述剪切腔体上方设置有剪切入料口，在所述剪切腔体下方位于所述出料筛网的下侧的位置设置有剪切出料口。
4.根据权利要求3所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述刀爪机构包括同轴的4-10个刀爪，刀爪转速0—1000转/分钟可调，出料筛网的网孔为5目—50目可调。
5.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述研磨装置包括有研磨腔体、设置在所述研磨腔体内研磨面相对的动磨和定磨、用以控制所述动磨的研磨电机、接收剪切后物料的入料传送管、以及控制剪切后的物料由入料传送管送入所述研磨腔体的入料电机；在所述定磨上设置有与所述入料传送管相接的中心开孔。
6.根据权利要求5所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述动磨和所述定磨的研磨面呈圆形，所述研磨面垂直于水平面，在所述动磨和所述定磨研磨面上设置有内外两圈磨盘刻齿；所述磨盘刻齿倾角为30°—90°可调，所述动磨和定磨的内圈与外圈的刻齿数比例为1:1—1:3可调，所述动磨和定磨的内圈磨盘刻齿的齿数为30—200齿/圈可调；所述动磨转速为0—4000转/分钟可调，所述动磨和所述定磨之间的间隙为0.2-1cm可调；在所述研磨腔体的腔体内壁设置有循环水沟槽。
7.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述风选分离装置包括有旋风收集腔和设置在所述风选分离装置上产生高速气流的负压机构；所述旋风收集腔通过送料风管与所述研磨装置连通，在所述旋风收集腔底部设置有风选大颗粒出料管，所述负压机构设置在所述旋风收集腔的上方并于旋风收集腔连通，在所述负压机构下方设置有风选小颗粒出料管。
8.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底部设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述研磨装置连通；所述振动筛网网孔径在10目-100目范围内可调。
9.根据权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，其特征是，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调。
10.一种破碎分选太阳电池组件的方法，其特征是，包括如下步骤：
a、置备权利要求1所述的破碎分选太阳电池组件的设备，将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件送入剪切装置；
b、剪切装置将去掉铝边框和玻璃的太阳电池组件剪切成组件碎片后送至研磨装置；
c、研磨装置接收剪切装置输送的组件碎片，将组件碎片研磨成颗粒混合物，将研磨后的颗粒混合物送至风选分离装置；
d、风选分离装置接收研磨装置输送的颗粒混合物，将颗粒混合物中的塑料颗粒和电池片颗粒分开，将塑料颗粒输送至振动筛分装置，将电池片颗粒输送至风力破碎分级装置；
e、振动筛分装置接收风选分离装置输送的塑料颗粒，将塑料颗粒进行振动筛分，将塑料颗粒中粘附有电池片的塑料颗粒和纯塑料颗粒分开，并将粘附有电池片的塑料颗粒传送至研磨装置继续研磨，将纯塑料颗粒进行收集；
f、气流破碎分级装置接收风选分离装置输送的电池片颗粒，将电池片颗粒进行气流破碎成粉体，并分别分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体后进行收集。
11.根据权利要求10所述的破碎分选太阳电池组件的方法，其特征是：
所述步骤b中，所述剪切装置包括剪切腔体、设置在所述剪切腔体内的刀爪机构、设置在所述刀爪机构下方的出料筛网以及用于控制所述刀爪机构的剪切电机，在所述剪切腔体上方设置有剪切入料口，在所述剪切腔体下方位于所述出料筛网的下侧的位置设置有剪切出料口；
具体的方法是： 剪切电机带动刀爪机构将太阳电池组件剪切成组件碎片，小于出料筛网网孔的组件碎片通过出料筛网筛出，并通过剪切出料口送至第二送料装置，再由第二送料装置送至研磨装置；大于出料筛网网孔的组件碎片继续被刀爪机构剪切，直至变成小于出料筛网网孔的组件碎片，然后重复上述步骤被送至研磨装置，实现太阳电池组件的初级破碎；
所述步骤c中，所述研磨装置包括有研磨腔体、设置在所述研磨腔体内研磨面相对放置的动磨和定磨、用以控制所述动磨的研磨电机、接收剪切后物料的入料传送管、以及控制剪切后的物料由入料传送管送入所述研磨腔体的入料电机；在所述定磨上设置有与所述入料传送管相接的中心开孔；
具体的方法是：打开研磨装置里的入料电机和研磨电机，入料电机控制组件碎片经入料传送管被送入定磨的中心开孔，研磨电机带动动磨旋转，定磨和动磨将组件碎片研磨成颗粒混合物；
所述步骤d中，所述风选分离装置包括有旋风收集腔和设置在所述风选分离装置上产生高速气流的负压机构；所述旋风收集腔通过送料风管与所述研磨装置连通，在所述旋风收集腔底部设置有风选大颗粒出料管，所述负压机构设置在所述旋风收集腔的上方并于旋风收集腔连通，在所述离心风机下方设置有风选小颗粒出料管；
具体的方法是：开启风选分离装置的负压机构，产生高速气流，气流带动研磨腔体内的颗粒混合物经过送料风管进入旋风收集腔，塑料颗粒从旋风收集腔底部的风选大颗粒下料管进入振动筛分装置，电池片颗粒经过离心风机和与离心风机连通的风选小颗粒出料管被送至气流破碎分级装置；
所述步骤e中，所述振动筛分装置包括有振动腔体、设置在所述振动腔体内的振动筛网和用于带动所述振动腔体水平、垂直振动的振动电机；在所述振动腔体上方设置有与所述风选分离装置连通的振动腔入料口，在所述振动腔体底部设置有振动小颗粒出料管，在振动腔体内振动筛网的上方设置有振动大颗粒出料管；所述振动大颗粒出料管与所述研磨装置连通；所述振动筛网网孔径在10目-100目范围内可调；
具体的方法是：颗粒混合物中的塑料颗粒进入振动筛分装置的振动腔体，落在振动筛网上，振动腔体在振动电机带动下垂直和水平振动，通过振动筛网对塑料颗粒进行筛分；塑料颗粒中的纯塑料颗粒通过振动筛网的网孔进入振动腔体的底盘，并通过振动小颗粒出料管被传送出去，实现收集；粘附有电池片的塑料颗粒留在振动筛网上面，再通过振动大颗粒出料管进入到研磨装置中定磨的中心开孔处，由研磨装置继续研磨，然后重复上述步骤，形成循环处理，实现颗粒混合物里塑料颗粒和电池片颗粒的分离与收集；
所述步骤f 中，所述气流破碎分级装置包括有气流粉碎腔、多个气流喷嘴、气体流量控制器、空气压缩机、涡轮分级机、物料收集腔和引风机；在所述气流粉碎腔底部设置有与所述风选分离装置相连通的粉碎腔入料口，所述涡轮分级机设置在气流粉碎腔顶部，多个气流喷嘴设置在所述粉碎腔入料口上方；所述空气压缩机通过气体流量控制器与多个气流喷嘴连通；所述引风机通过物料收集腔与所述涡轮分级机相连通；所述气流喷嘴位于气流粉碎腔体底部呈对称分布，数量为3—10对，涡轮分级机的颗粒物分级粒径为2-400微米可调；
具体的方法是：打开气流破碎装置的空气压缩机和气体流量控制器，使得压缩空气通过气流喷嘴形成高速气流，高速气流带动进入气流破碎装置的电池片颗粒在气流喷嘴区域高速碰撞，将电池片颗粒粉碎形成粉体，粉体随气流粉碎腔体内的气体涡流被传送到涡轮分级机，根据电池片颗粒内的硅、银、铝、铜颗粒的莫氏硬度和密度不同，碰撞形成的硅、银、铝、铜粉体的粒度直径有差异的特性，调整涡轮分级机的转速，依次分选出电池片中硅、银、铝和铜的粉体，分选出的粉体在引风机产生的气流下运送进入物料收集腔，实现对太阳电池组件中电池片的硅、银、铝、铜不同元素颗粒的分别分选与收集。
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