복합 재료 분리에 열분해가 어떻게 도움이 되는지: 진펑(Jinpeng) 양저우 프로젝트의 통찰
태양광 패널은 20년에서 30년 동안 전기를 생산할 수 있습니다. 그러나 서비스 수명이 끝나면 다른 과제가 시작됩니다. 단순히 유리와 알루미늄 프레임의 조합처럼 보이지만, 실제로는 단단히 적층된 다층 복합재입니다. 재료를 회수하려면 유리, 실리콘 셀 및 금속을 불필요하게 손상시키지 않으면서 그 층들을 분리하거나 환경 부담을 다른 공정으로 옮기지 않아야 합니다.
태양광 패널은 설계에 의해 함께 고정된 소재 층입니다
결정질 실리콘 태양광 모듈에서 가장 눈에 띄는 부분은 앞면의 유리와 알루미늄 프레임입니다. 유리 아래에는 EVA 또는 POE 캡슐화 필름, 실리콘 셀, 구리 리본, 은 함유 접점, 그리고 백시트가 있습니다. 이러한 소재들은 모듈이 수십 년 동안 열, 습기, 바람, 자외선에 견딜 수 있도록 적층되어 있습니다.
이 내구성은 중심적인 재활용 문제를 야기합니다: 사용 중 결합이 강할수록, 수명이 끝난 후 재료를 분리하기가 더 어렵습니다. 직접 분쇄는 간단하지만, 유리, 실리콘, 금속을 혼합 입자로 깨뜨릴 수 있어 분리 효율과 재료 가치를 낮춥니다. 화학적 방법은 선택된 층을 목표로 할 수 있지만, 시약 사용량, 액체 폐수 처리 및 비용을 고려해야 합니다. 고온 연소 또한 배출물 조절을 신중히 해야 하며, 특히 불소화 백시트가 있을 경우 더욱 그렇습니다.
왜 열분해가 박리 단계로 사용될 수 있는가
현재 장쑤성 양저우에서 태양광 모듈 재활용 프로젝트가 설치 중입니다. 접근 방법은 완전한 패널을 태우는 것이 아닙니다. 먼저 알루미늄 프레임, 접속 상자 및 케이블을 제거합니다. 남은 모듈 구조는 밀폐되고 산소가 제한된 환경에서 가열되어 캡슐화재와 선택된 후면 시트 폴리머가 분해되고 점차 결합 기능을 상실하도록 합니다.
은퇴한 모듈을 단단히 압축된 적층판과 비교하면, 직접 분쇄는 전체 스택을 한 번에 부수는 것과 비슷합니다. 열분해 박리(열분해 delamination)는 먼저 층 사이의 접착제를 느슨하게 하는 것에 더 가깝습니다. 목적은 유리, 셀, 리본의 상대적 완전성을 가능한 한 보존하여 하류 분리, 세척 및 재료 정제 조건을 개선하는 것입니다.
수명이 다한 모듈이 재활용 과정을 거치는 방법
공정 요약: 모듈 식별 및 분해 → 필요한 경우 크기 감소 → 밀폐 산소 제한 열분해 박리 → 오일-가스 응축 및 배기가스 처리 → 유리, 셀 및 리본 분리 → 하류 재료 정제 및 재사용.
1. 모듈을 식별하고 분해하십시오. 유리 뒷면 시트 모듈, 이중 유리 모듈 및 다양한 뒷면 시트 조성물은 동일한 전처리나 배출 제어 전략을 필요로 하지 않습니다. 식별 후에는 열처리를 필요로 하지 않는 재료가 열분해 시스템에 들어가지 않도록 알루미늄 프레임, 접속함 및 케이블을 제거할 수 있습니다.
2. 제어된 열분해 박리 공정을 수행합니다. 캡슐화된 폴리머는 산소가 제한된 상태에서 가열하면 분해됩니다. 생성된 증기는 응축 및 가스 정화 시스템으로 전달됩니다. 공정 안전 및 제어 요구 사항에 따라 응축되지 않는 연소성 가스는 시스템의 보조 열원으로 우선 사용할 수 있습니다. 오일과 가스 수율은 고정되어 있지 않으며, 폴리머 종류, 폴리머 함량 및 운전 조건에 따라 달라집니다.
3. 고체 재료를 분리하고 정제합니다. 박리 후, 유리, 실리콘 셀, 구리 리본 및 기타 구성 요소는 세척, 분류 또는 정제로 이동합니다. 열분해는 분리 가능성을 향상시키지만, 각 분획이 더 높은 가치의 시장에 진입할 수 있는지는 여전히 하류 처리 및 수령자의 품질 사양에 따라 달라집니다.
열분해 후 어떤 재료를 회수할 수 있습니까?
열분해는 태양광 모듈을 하나의 제품으로 전환하지 않습니다. 열분해는 이전에 서로 결합되어 있던 재료들을 방출하여 각각의 회수 경로를 통해 처리할 수 있게 합니다. 주요 가치는 일반적으로 폴리머 층에서 생성되는 비교적 적은 양의 기름과 가스보다는 알루미늄, 유리, 실리콘 및 금속에 있습니다.
| 재료 또는 부품 | 1차 처리 단계 | 잠재적 회수 경로 |
|---|---|---|
| 알루미늄 프레임, 접속함 및 케이블 | 전면 해체 | 알루미늄, 구리 및 재사용 가능한 부품의 분리 회수 |
| 유리 | 열분해 박리, 분리 및 세척 | 품질 검사 후 적절한 유리 회수 경로를 통한 재사용 |
| 셀 또는 실리콘 함유 분획 | 박리 후 분리 및 추가 정제 | 실리콘 회수 또는 기타 재료 활용 |
| 리본 및 구리/은 함유 분획 | 물리적 분류 및 금속학적 또는 화학적 정제 | 비철금속 및 귀금속 회수 |
| 캡슐화재 및 선택된 후면 시트 폴리머 | 열분해, 응축 및 가스 처리 | 테스트 및 현지 규정 준수를 요구하는 응축 액체 또는 공정 연료 가스 |
테이블1. 수명 종료 결정질 실리콘 태양광 모듈의 주요 구성 요소 및 잠재적 회수 경로.
열분해가 자동으로 무공해 재활용을 의미할까?
아니요. 열분해는 재료가 열린 불꽃과 직접 접촉하는 것을 피하고, 폐쇄된 시스템에서 공정 가스를 수집하기 쉽게 만듭니다. 그러나 열분해를 선택한다고 해서 자동으로 배출 기준을 준수하는 것은 아닙니다. 환경 성능은 원료 식별, 밀폐 공급, 온도 및 압력 제어, 증기 응축, 비응축 가스 관리, 배가스 정화 및 운전 모니터링이 하나의 통합 시스템으로 작동하는지 여부에 달려 있습니다.
불소 처리된 백시트는 특별한 주의가 필요합니다. 모듈 재료는 생산 기간과 제조사에 따라 다릅니다. 프로젝트는 초기 단계에서 불소, 염소 및 기타 민감한 성분을 확인하고 그에 따라 적절한 흡수, 흡착 또는 기타 가스 처리 장치를 구성해야 합니다. IEA PVPS Task의 공개 연구12또한 실제 태양광 모듈 재활용은 단일 기술에 의존하기보다는 일반적으로 분해, 기계적 처리, 열처리, 화학 처리 및 후속 정제를 결합한다는 것을 보여준다.
양저우 프로젝트가 진펑에게 보여주는 것
열분해는 폐타이어와 플라스틱 처리를 위해 가장 널리 알려져 있습니다. 기본 원리는 적절히 열분해 가능한 유기성 분획을 포함하는 다른 원료에도 적용될 수 있으며, 여기에는 선택된 유지 슬러지, 바이오매스, 산업 복합 폐기물이 포함됩니다. 각 원료는 서로 다르게 반응하므로, 반응기 설계, 작동 온도, 체류 시간, 응축 및 가스 처리가 재료에 맞게 조정되어야 합니다. 모든 폐기물 스트림을 효과적으로 처리할 수 있는 보편적인 매개변수 집합은 존재하지 않습니다.
진펑에게 양저우 프로젝트는 단순히 또 다른 반응기 설치가 아니다. 이는 확립된 열처리 경험을 새로운 복합 재료 맥락에 적용하는 것이다. 시스템은 전단 해체, 안정적인 공급, 열분해 분리, 증기 처리, 배출 제어 및 후단 분리 인터페이스를 연결해야 한다. 성공은 반응기가 요구 온도에 도달할 수 있는지 여부뿐만 아니라, 이러한 단계들이 실제 자원 회수 경로로 조직될 수 있는지 여부에 달려 있다.
2008년에 설립된 상취 Jinpeng Industrial Co., Ltd.는 열분해, 증류 및 관련 자원 회수 장비를 개발하고 제조합니다. 회사는 1,600 이상의 장비 세트를 제공했으며, 60 이상의 특허와 인증서를 보유하고 있고, ISO 9001, ISO 14001 및 관련 CE 인증서를 유지하고 있습니다.
이 수치들은 누적된 경험을 보여주지만, 프로젝트는 궁극적으로 원료 분석, 공정 설계, 제조, 설치, 시운전 및 운영자 교육에 걸친 지속적인 납품에 의존합니다. 따라서 양저우 프로젝트는 단순한 추가 장비 참고 자료 이상을 의미합니다. 이는 진펑이 열분해 장비 제조업체에서 통합 폐기물-제품 솔루션을 위한 엔지니어링 파트너로 지속적으로 발전하고 있음을 보여줍니다.
태양광 재활용에는 완전한 가치 사슬이 필요하다
이전 세대의 태양광 모듈이 은퇴하면서, 산업계는 청정 에너지 장비가 사용 후에도 책임감 있게 관리되도록 해야 합니다. 재활용 성과는 단순히 모듈이 처리되었는지 여부로만 판단되어서는 안 됩니다. 또한 재료가 효과적으로 분리되는지, 배출물과 잔여물이 통제되는지, 회수된 물질이 신뢰할 수 있는 후속 처리 경로를 갖추고 있는지 여부로 평가되어야 합니다.
열분해는 태양광 모듈 재활용에 대한 유일한 해결책이 아니며, 다른 모든 단계를 대체하는 지름길로 제시되어서는 안 됩니다. 그 실질적인 가치는 보다 구체적입니다. 열분해는 복합재료 회수에서 가장 어려운 단계 중 하나를, 즉 폴리머 결합층을 분해하고 기계적 분리, 정제 및 재사용으로 가는 경로를 열 수 있는 방법으로 해결할 수 있습니다. 양저우 프로젝트는 열처리 기술이 기존 폐기물 응용에서 신재생에너지 소재의 순환 사용으로 확장될 수 있음을 보여줍니다.
참고 노트
이 기사에서 설명된 기술적 경계는 태양광 모듈 재활용에 관한 IEA PVPS 작업 12 공개 보고서, 진펑의 공개된 회사 정보 및 양저우의 실제 프로젝트 정보를 바탕으로 합니다.
면책 조항: 처리 용량, 회수율, 제품 분배 및 제품 품질은 원료 구성, 모듈 설계, 운영 매개변수, 실제 플랜트 조건 및 지역 프로젝트 요구 사항에 따라 달라집니다. 이 글은 특정 프로젝트에 대한 성능 보증을 구성하지 않습니다.