本發(fā)明涉及光伏熱解，尤其涉及一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

1、單晶爐是直拉單晶硅生長的設(shè)備，用于制備高純度硅棒，在爐體中晶體的生長溫度高于1500℃，同時(shí)為避免高溫導(dǎo)致爐體變形，會(huì)布置水冷壁作為降溫層，但降溫的過程會(huì)造成高溫?zé)嵩吹睦速M(fèi)。

2、光伏組件一般由鋁邊框、接線盒、鋼化玻璃、eva膠膜晶硅電池片和tpt背板組成。整片光伏板是指光伏組件分離拆除鋁邊框和接線盒后的鋼化玻璃板(整片)、eva膠膜晶硅電池片和tpt背板。為了高值化利用光伏板，會(huì)采用熱解裝置對(duì)光伏板進(jìn)行熱解。常用的是鏈板式熱解裝置。

3、現(xiàn)有的鏈板式熱解裝置包括鏈板和進(jìn)出料口，鏈板位于進(jìn)料口的下方?，F(xiàn)有的熱解裝置使用燃料直接燃燒或采用熱電偶等產(chǎn)生高溫?zé)嵩?，?duì)整個(gè)熱解裝置提供熱解所需能量。但直接提供熱量不僅會(huì)造成碳排放，還會(huì)浪費(fèi)大量一次能源，造成熱效率降低，熱源溫度(850-1300℃)遠(yuǎn)高于熱解所需溫度(300-650℃)，處理光伏板會(huì)造成較大的浪費(fèi)。而且單晶爐產(chǎn)生的高溫經(jīng)水冷處理的過程同樣會(huì)造成熱量浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)與方法，利用單晶爐的熱源為光伏板熱解提供高溫?zé)嵩矗岣呦到y(tǒng)整體的熱效率，回收后的硅料可再次作為單晶爐制備單晶硅的原料，降低循環(huán)利用的成本。

2、本發(fā)明一方面實(shí)施例提出一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，包括：單晶爐單元與熱解單元，所述單晶爐單元具有第一傳熱介質(zhì)入口、第一傳熱介質(zhì)出口、硅料入口與單晶硅出口，單晶爐單元內(nèi)的第一傳熱介質(zhì)入口與第一傳熱介質(zhì)出口之間連接換熱管道，換熱管道設(shè)于單晶出爐通道上；所述熱解單元具有熱解腔以及連通熱解腔的第二傳熱介質(zhì)入口、第二傳熱介質(zhì)出口、光伏板進(jìn)料口與硅料出口，第二傳熱介質(zhì)入口與第一傳熱介質(zhì)出口通過管路相連，熱解單元的硅料出口與單晶爐單元的硅料入口相連，以將熱解后產(chǎn)生的硅料回收后通入單晶爐單元內(nèi)制作單晶硅。

3、在一些實(shí)施例中，所述單晶爐單元包括爐體、水冷壁與旋轉(zhuǎn)坩堝，水冷壁與旋轉(zhuǎn)坩堝設(shè)于爐體內(nèi)，水冷壁設(shè)于旋轉(zhuǎn)坩堝的正上方，換熱管道位于水冷壁內(nèi)，硅料入口設(shè)于旋轉(zhuǎn)坩堝上，單晶硅出口設(shè)于水冷壁的上方。

4、在一些實(shí)施例中，所述換熱管道為盤管結(jié)構(gòu)。

5、在一些實(shí)施例中，所述熱解單元的硅料出口與單晶爐單元的硅料入口之間連接提純單元，以對(duì)熱解后產(chǎn)生的硅料進(jìn)行提純后再通入單晶爐單元內(nèi)制作單晶硅。

6、在一些實(shí)施例中，所述熱解單元包括傳輸機(jī)構(gòu)與熱解爐，熱解爐沿水平方向具有硅料進(jìn)口與硅料出口，傳輸機(jī)構(gòu)沿水平方向貫穿熱解爐并向熱解爐的兩端延伸，熱解爐的硅料進(jìn)口處可開合設(shè)有進(jìn)料爐門，熱解爐的硅料出口處可開合設(shè)有出料爐門。

7、在一些實(shí)施例中，所述熱解爐內(nèi)設(shè)有輻射管，輻射管布置于熱解爐內(nèi)且位于傳輸機(jī)構(gòu)的正上方，熱解腔的第二傳熱介質(zhì)入口與第二傳熱介質(zhì)出口分別位于輻射管的兩端。

8、在一些實(shí)施例中，所述熱解腔的第二傳熱介質(zhì)出口與單晶爐單元的第一傳熱介質(zhì)入口通過管路相連。

9、在一些實(shí)施例中，所述提純單元為濕法提純單元。

10、在一些實(shí)施例中，所述熱解單元具有排氣口，排氣口連接廢氣處理裝置。

11、本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用方法，利用上述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，包括如下步驟：將回收的光伏板輸送至熱解單元內(nèi)進(jìn)行熱解，得到硅料；將硅料進(jìn)行提純后輸送至單晶爐單元內(nèi)，制備得到單晶硅，單晶爐單元內(nèi)的換熱管道吸收單晶硅的熱量并傳遞至熱解單元內(nèi)，為熱解單元提供熱量。

技術(shù)特征：

1.一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述單晶爐單元包括爐體、水冷壁與旋轉(zhuǎn)坩堝，所述水冷壁與所述旋轉(zhuǎn)坩堝設(shè)于所述爐體內(nèi)，所述水冷壁設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)坩堝的正上方，所述換熱管道位于所述水冷壁內(nèi)，所述硅料入口設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)坩堝上，所述單晶硅出口設(shè)于所述水冷壁的上方。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱管道為盤管結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解單元的硅料出口與所述單晶爐單元的硅料入口之間連接提純單元，以對(duì)熱解后產(chǎn)生的硅料進(jìn)行提純后再通入所述單晶爐單元內(nèi)制作單晶硅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解單元包括傳輸機(jī)構(gòu)與熱解爐，所述熱解爐沿水平方向具有硅料進(jìn)口與硅料出口，所述傳輸機(jī)構(gòu)沿水平方向貫穿所述熱解爐并向所述熱解爐的兩端延伸，所述熱解爐的硅料進(jìn)口處可開合設(shè)有進(jìn)料爐門，所述熱解爐的硅料出口處可開合設(shè)有出料爐門。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解爐內(nèi)設(shè)有輻射管，所述輻射管布置于所述熱解爐內(nèi)且位于所述傳輸機(jī)構(gòu)的正上方，所述熱解腔的第二傳熱介質(zhì)入口與第二傳熱介質(zhì)出口分別位于所述輻射管的兩端。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解腔的第二傳熱介質(zhì)出口與所述單晶爐單元的第一傳熱介質(zhì)入口通過管路相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述提純單元為濕法提純單元。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解單元具有排氣口，所述排氣口連接廢氣處理裝置。

10.一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)，包括如下步驟：將回收的光伏板輸送至熱解單元內(nèi)進(jìn)行熱解，得到硅料；將硅料進(jìn)行提純后輸送至單晶爐單元內(nèi)，制備得到單晶硅，所述單晶爐單元內(nèi)的換熱管道吸收單晶硅的熱量并傳遞至所述熱解單元內(nèi)，為所述熱解單元提供熱量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種單晶爐與光伏熱解回收裝置的能質(zhì)耦合利用系統(tǒng)與方法，系統(tǒng)包括單晶爐單元、熱解單元和濕法提純單元，將回收的光伏板輸送至熱解單元內(nèi)進(jìn)行熱解，得到硅料；將硅料進(jìn)行提純后輸送至單晶爐單元內(nèi)，制備得到單晶硅，單晶爐單元內(nèi)的換熱管道吸收單晶硅的熱量并傳遞至熱解單元內(nèi)，為熱解單元提供熱量。本發(fā)明通過將單晶爐單元與熱解單元耦合，利用單晶爐的熱源為光伏板熱解提供高溫?zé)嵩矗瑢?shí)現(xiàn)能源的高效利用，避免單晶爐中的熱量的浪費(fèi)，避免熱解單元中使用燃料直接高溫燃燒引起的高損失，提高系統(tǒng)整體的熱效率，回收后的硅料可再次作為單晶爐制備單晶硅的原料，降低循環(huán)利用的成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉子蒙,張茂龍,肖磊,楊洋,秦鵬飛,程施霖,孟維,丁春興,杜寶剛,于洋,崔振宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能阜新風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21