一种太阳能电池板热解及其废气处理和资源化利用方法与流程

1.本发明涉及资源回收技术领域，具体为一种太阳能电池板热解及热解废气处理和资源化利用方法。


背景技术：

2.目前，国内外对太阳能电池板的回收工艺研究较多，热解法是其中一个常用的方法。热解法是指在缺氧的条件下，将太阳能电池板剥离边框、接线盒和含氟背板，整体预热后在热解炉中加热，加热过程中有机物成分发生化学链的断裂，大部分转化为低级的有机物，变成气态热解产物。太阳能电池板中含有eva胶膜，在中温下进行热解，发生分解燃烧，由于炉体密闭，氧气有限，在热分解过程中产生的各类物质不能充分氧化，燃烧不完全，产生可燃有机物、co及固定碳等物质，表现出来为黑烟，带有一定的刺激味道，温度降低之后部分会产生冷凝液，凝结在管壁上。为了保持太阳能电池板的完整性，组件热解的设备需要与组件相适应，从而热解废气的处理处置及资源化利用也需要与之相匹配。vocs由于种类较多，来源复杂，因此处理方式也多种多样。目前针对热解法回收太阳能电池板产生的热解气的处理报道不多。采用其他物质热解的废气回收方法也存在诸多不适用之处。公开号为cn207298981u的中国专利中对有机固废热解废气的回收利用流程进行了公开，但是未对有机固废的热解温度、废气性质以及废气回用各个环节的关键参数进行公开。公开号为cn210398942u的中国专利公开了一种有机废气焚烧及余热利用的装置，对余热回收利用的方法是燃烧烟气通过换热实现余热回收，在该专利中，未提及不适用的烟气类型，无焚烧温度等工艺参数。公开号为cn109945211a的中国专利，首先，半焦热解废气需要通入有机吸收剂中，需分离并处理吸收浓缩废液，增加了操作的复杂性；其次，燃烧产物直接分离排放，造成余热浪费。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的问题，本发明提供了一种专门针对太阳能电池板热解及其热解废气处理和资源化方法，实现自热循环，处理效率高。
4.本发明的目的是这样实现的：一种太阳能电池板热解及其废气处理和资源化利用方法，采用的处理设备包括：热解炉、废气焚烧炉及冷凝净化组件，热解炉上设置有与炉内连通的热风循环风机、热解尾气出口和焚烧气体进口，热解尾气出口设置有可调节频率的抽风机；废气焚烧炉设有燃烧室、热解尾气进口、焚烧气体出口、空气进口和燃料进口；冷凝净化组件包括水冷装置、喷淋塔和活性炭吸附装置3个部分；热解尾气出口和热解尾气进口之间通过第二管道连接，焚烧气体出口通过一个三通阀分别连接第一管道和第三管道的进气端，第一管道的出气端连接至焚烧气体进口，第三管道的出气端连接至冷凝经过组件的进气端；第一管道上设置有与外界气体连通的第一调节阀门及管路内部的第二调节阀门，第二管道上设置有与外界气体连通的第三调节阀门；
所述方法包括以下步骤：a、太阳能电池板经过200℃预热，在热解炉中热解，开启热循环风机及抽风机，热解尾气通过热解尾气出口排出再经第二管道流入热解尾气进口，进入到废气焚烧炉；b、热解尾气在废气焚烧炉内焚烧，焚烧温度不低于730℃；c、打开第二调节阀门，使废气焚烧炉内焚烧后一部分气体通过第一管道进入焚烧气体进口，返回热解炉内回收利用，另一部分气体经过冷凝净化组件后排出。
5.其中，太阳能电池板为拆除边框、接线盒和氟背板的组件，包括有玻璃、电池片和eva胶膜。
6.进一步的优化，所述热解炉一侧安装有控制面板，控制面板上设置有控制各个调节阀门的阀门开关；热风循环风机、热解尾气出口、焚烧气体进口和抽风机均设置在热解炉的顶部，热解炉废气出气口外侧、焚烧炉出气口外侧以及第二调节阀门的进口处位置均装有温度检测仪，用于监测各个地方的烟气温度。
7.进一步的，废气焚烧炉的内部设有燃烧室、燃烧室侧壁设有热解尾气进口、燃烧室顶部设有焚烧气体出口、燃烧室底部设有空气进口，燃烧室下方侧壁设有燃料进口，燃烧室的下部连接有燃烧器，燃烧室的外部设置有保温材料，燃烧室内设有双层多孔陶瓷的蓄热隔板，蓄热隔板上部的燃烧室空间与焚烧气体出口连接。
8.进一步的，冷凝净化组件中水冷装置、喷淋塔和活性炭吸附装置依次连接，第三管道的出气端连接至水冷装置的进气口。
9.进一步的，步骤b中的焚烧温度为：730℃。
10.进一步的，热解炉内设置有voc浓度传感器，所述voc浓度传感器与烟气报警装置连接，当热解炉内烟气中vocs浓度超过设定阈值（20%体积浓度）即触发报警装置发出警报，先通过调节抽风机的频率控制热解炉内烟气中vocs浓度在正常阈值内，当60秒后，vocs体积浓度未能降低到20%以下,管道与外界气体连通的阀门自动打开以瞬时降低热解炉内vocs浓度，降低风险。
11.本发明的优点和有益效果是：1）本发明采用有机废气焚烧炉处理剥离太阳能电池板（玻璃/电池片/eva）热解废气，燃烧烟气部分回到热解炉中作为热源的补充，实现了余热自循环，有效节约了能源；且高温下，热解废气不凝结，处理产物主要为二氧化碳、水，产物简单，降低了污染。
12.2）本发明通过两级控制，保证热解炉内voc浓度低于报警线：首先通过热解尾气出口风量调节，使热解炉内voc浓度低于报警线，当60秒后，热解炉内vocs体积浓度未能降低到20%以下，进一步通过管道与外界气体连通阀门的控制来瞬时降低vocs浓度，降低风险。
13.3）本发明中，热解废气通过有机废气焚烧炉进行处理，结构简单、便于操作，得到了最优的焚烧温度参数：不低于730℃。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
15.图1为本发明处理装置的整体结构示意图。
16.附图标记：1.热解炉；1-1.热风循环风机；1-2.热解尾气出口；1-3.焚烧气体进口；1-4.抽风机；1-5.控制面板；1-6.阀门开关；2.废气焚烧炉；2-1.燃烧室；2-2.热解尾气进
口；2-3.焚烧气体出口；2-4.空气进口；2-5.燃料进口；2-6.燃烧器；2-7.蓄热隔板；2-8.保温材料；3.水冷装置；4.喷淋塔；5.活性炭吸附装置；6.第一管道（即循环烟气管道）；7.第二管道；8.第三管道；9.第一调节阀门；10.第二调节阀门；11.第三调节阀门；温度检测仪12、13、14。
具体实施方式
17.实施例1：如图1所示，一种太阳能电池板热解及其废气处理和资源化利用方法，采用的处理设备包括：热解炉1、废气焚烧炉2及冷凝净化组件，热解炉1上设置有与炉内连通的热风循环风机1-1、热解尾气出口1-2和焚烧气体进口1-3，热解尾气出口1-2设置有可调节频率的抽风机1-4；废气焚烧炉2设有燃烧室2-1、热解尾气进口2-2、焚烧气体出口2-3、空气进口2-4和燃料进口2-5；冷凝净化组件包括水冷装置3、喷淋塔4和活性炭吸附装置5共3个部分；热解尾气出口1-2和热解尾气进口2-2之间通过第二管道7连接，焚烧气体出口2-3通过一个三通阀分别连接第一管道（循环烟气管道）6和第三管道8的进气端，第一管道6的出气端连接至焚烧气体进口1-3，第三管道8的出气端连接至冷凝经过组件的进气端；第一管道（循环烟气管道）6上设置有与外界气体连通的第一调节阀门9及管路内部的第二调节阀门10，第二管道7上设置有与外界气体连通的第三调节阀门11；处理方法包括以下步骤：a、太阳能电池板（包括有玻璃、电池片和eva）预热后在热解炉1中热解，热解温度为：500℃，开启热循环风机1-1及抽风机1-4，热解尾气通过热解尾气出口1-2排出再经第二管道7流入热解尾气进口2-2，进入到废气焚烧炉2；b、热解尾气在废气焚烧炉2内焚烧，焚烧温度不低于730℃；优选730℃c、打开第二调节阀门10，使废气焚烧炉2内一部分气体通过第一管道6进入焚烧气体进口1-3，返回热解炉1内回收利用，另一部分气体经过冷凝净化组件后排出。
18.本实施例中，所述热解炉1一侧安装有控制面板1-5，控制面板1-5上设置有控制各个调节阀门的阀门开关1-6；热风循环风机1-1、热解尾气出口1-2、焚烧气体进口1-3和抽风机均设置在热解炉1的顶部，有利于气体循环。热解尾气出口1-2、焚烧气体出口2-3以及第一管道（循环烟气管道）6靠近第二调节阀门10的位置装有温度检测仪12、13、14，用于监测各烟气流的温度。
19.本实施例中，废气焚烧炉2的内部设有燃烧室2-1、燃烧室2-1侧壁设有热解尾气进口2-2、燃烧室2-1顶部设有焚烧气体出口2-3、燃烧室2-1底部设有空气进口2-4，燃烧室2-1下方侧壁设有燃料进口2-5，燃烧室2-1的下部连接有燃烧器2-6，燃烧室2-1的外部设置有保温材料2-8，燃烧室2-1内设有水平方向的蓄热隔板2-7，蓄热隔板2-7上部的燃烧室空间与焚烧气体出口2-3连接，焚烧气体出口2-3与第一管道（循环烟气管道）6连接，有利于气体循环。
20.冷凝净化组件中水冷装置3、喷淋塔4和活性炭吸附装置5依次连接，第三管道8的出气端连接至水冷装置3的进气口。
21.热解炉1内设置有voc浓度传感器，所述voc浓度传感器与烟气报警装置连接，当热解炉内烟气中vocs浓度超过设定阈值（20%体积浓度）即触发报警装置发出警报，先通过调
节抽风机1-4的频率控制热解炉内烟气中vocs浓度在正常阈值内，当60秒后，vocs体积浓度未能降低到20%以下,管道与外界气体连通的阀门自动打开以瞬时降低热解炉内vocs浓度，降低风险。
22.对于eva热解废气采用热力燃烧工艺，利用辅助燃料液化石油气或者天然气作为燃料，将焚烧炉内的温度加热到一定温度后，对尾气vocs进行热力销毁，生成co2和h2o。经过实验尝试，730℃的高温可以使热解产物反应完全，因此，处理过程中，焚烧炉的炉膛为不低于730℃，热解炉中eva的热解尾气出气口的风机可以调节频率大小，控制炉膛内烟气中vocs的浓度防止超过报警线而触发报警，当风机调节60秒后，vocs体积浓度未能降低到20%以下,管道与外界气体连通的阀门自动打开以瞬时降低热解炉内vocs浓度。
23.废气焚烧炉的烟气温度不低于680℃，有大量的烟气余热可以使用。在对废气焚烧炉燃烧的烟气进行循环时，通过三通阀控制，使一部分烟气循环回到热解炉中作为热源的补充，实验显示该部分烟气回流温度不低于400℃，另一部分烟气通过排风机经过水冷凝之后进行排放。
24.最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。