一種新型高效的工業用液氮氣化方法
2023-05-24 04:06:06 1
專利名稱：一種新型高效的工業用液氮氣化方法
技術領域：
本發明涉及光伏產業的太陽能電池生產過程中對規模使用工業液氮氣化的一種新的有效方法，具體是一種新型高效的工業用液氮氣化方法。
背景技術：
在目前太陽能電池生產過程中對工業液氮的使用規模很大，一般中小型企業的月需用量為800-1200噸，而大型企業的月需用量在沈00噸以上，且在工業液氮的使用方法上普遍採用的是一種傳統的空溫式氣化器，也即為室外自然通風式氣化器。這種空溫式氣化器的特點是當環境溫度為20°C左右的春秋季節基本能正常使用，但在夏冬季節則會出現很多問題，尤其在我國長江中下遊地區，春秋季節已不再十分明顯，夏冬季節相對變長，夏季的酷熱與冬季的寒冷都會對正常的生產造成很大的影響。夏季環境溫度高，使得低溫的液氮和熱空氣兩種介質的熱交換量過大，造成氮氣管道壓力升高，為避免事故發生而不得不排掉洩壓，而且氣化器周圍的冷空氣也白白的浪費在大氣環境中；冬季環境溫度過低，在整個氣化器上往往都結上幾層厚厚的冰磚，造成氣化器和空氣的溫差小而熱交換不足，使得管道內液氮氣化不正常，氮氣壓力過低而不能正常生產，為不使生產受到影響，企業一般都在氣化器周邊臨時設置一些遠紅外加熱設備，對環境空氣進行升溫以提高熱交換效率，雖然都知道這樣做既浪費了能源，熱交換效率並不盡完美，導致了大量的冷能浪費和生產成本的升高，也是不得已而為之。
發明內容
鑑於傳統的空溫式氣化器在生產運行上存在的不足之處，本發明提出一種新型高效的工業用液氮汽化方法。它涉及到熱交換櫃，摺疊門，翅片換熱管，折流板，折流室，電熱板，出風室，進風室，離心風機等15個部分，該方法能使工業用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，可保證生產的正常運行，減少能源浪費，降低生產成本。為實現上述目的，本發明的技術方案是一種新型高效的工業用液氮汽化方法，具體包括以下步驟a.液氮運輸車每天通過液氮輸入管輸入到液氮儲罐內，以保證正常生產所需要的
氮氣用量。b.在春秋季節的生產運行中，需將熱交換櫃兩側的摺疊門全部打開，讓熱交換櫃外的空氣呈直線進入到翅片換熱管周圍，當液氮儲罐內儲存的液氮經過液氮輸出管進入到熱交換櫃的翅片換熱管中後，翅片換熱管中的液氮經過與翅片換熱管周邊的空氣進行熱交換，使得翅片換熱管周邊空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換櫃外新的空氣又補充流動到翅片換熱管周圍繼續進行新的熱交換。c.通過翅片換熱管中的液氮經過與翅片換熱管周邊的空氣連續不斷的進行熱交換後，翅片換熱管中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管輸送到生產車間的氮氣管網之中。
d.在夏季的生產運行中，應將熱交換櫃兩側的摺疊門全部關閉，開啟離心風機，讓與生產廠房中央空調系統連接的車間空調進風管、車間空調迴風管、離心風機與熱交換櫃內的進風室、出風室，以及由折流板構成的折流室，形成冷熱空氣循環迴路，使車間內的熱空氣進入到熱交換櫃內每一層折流室的翅片換熱管周圍，當液氮儲罐內儲存的液氮經過液氮輸出管進入到熱交換櫃的翅片換熱管中後，翅片換熱管中的液氮通過與翅片換熱管周邊的熱空氣進行熱交換，使得翅片換熱管周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室的折返流動的同時不斷與翅片換熱管進行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最後經過車間空調進風管送到生產廠房的車間內，同時翅片換熱管中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管輸送到生產車間的氮氣管網之中。e.在冬季的生產運行中，仍需將熱交換櫃兩側的摺疊門全部關閉，視熱交換櫃內空氣的溫度，調節設置在熱交換櫃折流室內壁上多處電熱板的開啟數量，以保證熱交換櫃的翅片換熱管周圍能充分進行熱交換合適的空氣溫度，當液氮儲罐內儲存的液氮經過液氮輸出管進入到熱交換櫃的翅片換熱管中後，翅片換熱管中的液氮通過翅片換熱管與周邊的空氣進行熱交換，同時翅片換熱管中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產用氮氣管輸送到生產車間。f.當嚴冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管周邊的空氣溫度與翅片換熱管的溫差會很小；或翅片換熱管中的液氮在氣化後的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產需要，說明翅片換熱管中的液氮與翅片換熱管周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板的開啟數量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當暫時出現室外環境溫度較高的暖冬情況時，可關停一部分電熱板，減少電熱板的開啟數量，這樣既可以滿足生產需要又能減少能源消耗，對環境的各種變化可做到應對自如的管理。本發明中，摺疊門、翅片換熱管、折流板、折流室、電熱板、出風室和進風室構成了熱交換櫃的主要部分，在熱交換櫃包括摺疊門在內的六個面均設有隔熱裝置，以減少熱交換櫃內外溫差造成的能量損失。本發明中，熱交換櫃設置的多個摺疊門分布在同方向的兩個側面，摺疊門全部打開時可將翅片換熱管都裸露在大氣環境的空氣中，以便熱交換櫃外的空氣在直線穿透熱交換櫃時能快速與翅片換熱管進行熱交換，而熱交換櫃設置的多個電熱板則分布在垂直於摺疊門方向的兩個內側面，以能使熱交換櫃內對空氣的加熱面分布均勻，加熱板的開啟數量和時間長短均由計算機系統自動調節控制。本發明中，由熱交換櫃與離心風機、車間空調進風管、車間空調迴風管組成的冷熱空氣循環迴路，在夏季可將熱交換後的冷空氣輸送到生產車間內降溫，可替代中央空調系統，起到節約能源的作用。本發明中，熱交換櫃內的翅片換熱管垂直穿透於多個折流板，構成多個S狀的折流室。本發明技術方案的有益效果是本發明能使工業用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，具有在任何環境溫度變化情況下，都能為正常生產所需氮氣量提高保障，與傳統的空溫式氣化器方法相比，其工作效率能得到大幅度的提高，在生產管理和設備維護方面都將得到明顯的改善，尤其在節約能源和降低生產成本方面則表現更為明顯。
下面結合附圖對本發明進一步說明圖1是本發明的工藝系統正面圖。圖2是圖1的A-A向剖視圖。圖中標記1、液氮輸入管，2、液氮儲罐，3、液氮輸出管，4、熱交換櫃，5、摺疊門，6、 翅片換熱管，7、折流板，8、折流室，9、電熱板，10、出風室，11、離心風機，12、車間空調進風管，13、生產用氮氣管，14、進風室，15、車間空調迴風管。
具體實施例方式參閱圖1、圖2所示，本發明中的實施過程是 a.液氮運輸車每天通過液氮輸入管1輸入到液氮儲罐2內，以保證正常生產所需要的氮氣用量。b.在春秋季節的生產運行中，需將熱交換櫃4兩側的摺疊門5全部打開，讓熱交換櫃4外的空氣呈直線進入到翅片換熱管6的周圍，當液氮儲罐2內儲存的液氮經過液氮輸出管3進入到熱交換櫃4的翅片換熱管6中後，翅片換熱管6中的液氮經過與翅片換熱管6 周邊的空氣進行熱交換，使得翅片換熱管6周邊的空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換櫃4外新的空氣又補充流動到翅片換熱管6周圍繼續進行新的熱交換。c.通過翅片換熱管6中的液氮經過與翅片換熱管6周邊的空氣連續不斷的進行熱交換後，翅片換熱管6中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管13輸送到生產車間的氮氣管網之中。d.在夏季的生產運行中，應將熱交換櫃4兩側的摺疊門5全部關閉，開啟離心風機11，讓與生產廠房中央空調系統連接的車間空調進風管12、車間空調迴風管15、離心風機11與熱交換櫃4內的進風室14、出風室10，以及由折流板7構成的折流室8，形成冷熱空氣循環迴路，使車間內的熱空氣進入到熱交換櫃4內每一層折流室8的翅片換熱管6周圍， 當液氮儲罐2內儲存的液氮經過液氮輸出管3進入到熱交換櫃4的翅片換熱管6中後，翅片換熱管6中的液氮通過與翅片換熱管6周邊的熱空氣進行熱交換，使得翅片換熱管6周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室8的折返流動的同時不斷與翅片換熱管6進行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最後經過車間空調進風管12送到生產廠房的車間內，同時翅片換熱管6中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管13輸送到生產車間的氮氣管網之中。e.在冬季的生產運行中，仍需將熱交換櫃4兩側的摺疊門5全部關閉，視熱交換櫃 4內空氣的溫度，調節設置在熱交換櫃4內折流室8內壁上多處電熱板9的開啟數量，以保證熱交換櫃4的翅片換熱管6周圍能充分進行熱交換合適的空氣溫度，當液氮儲罐2內儲存的液氮經過液氮輸出管3進入到熱交換櫃4的翅片換熱管6中後，翅片換熱管6中的液氮通過翅片換熱管6與周邊的空氣進行熱交換，同時翅片換熱管6中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產用氮氣管13輸送到生產車間。f.當嚴冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管6周邊的空氣溫度與翅片換熱管6的溫差會很小；或翅片換熱管6中的液氮在氣化後的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產需要，說明翅片換熱管6中的液氮與翅片換熱管6周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板9的開啟數量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當暫時出現室外環境溫度較高的暖冬情況時，則可關停一部分電熱板9，減少電熱板9的開啟數量，這樣既可以滿足生產需要又能減少能源消耗，對環境的各種變化可做到應對自如的管理。
權利要求
1.一種新型高效的工業用液氮氣化方法，其特徵在於，所述方法涉及到液氮輸入管 (1)、液氮儲罐O)、液氮輸出管(3)、熱交換櫃G)、摺疊門(5)、翅片換熱管(6)、折流板 (7)、折流室(8)、電熱板(9)、出風室(10)、離心風機(11)、車間空調進風管(12)、生產用氮氣管(13)、進風室(14)、車間空調迴風管(15)共15個部件，並包括以下步驟a.在春秋季節的生產運行中，需將熱交換櫃(4)兩側的摺疊門( 全部打開，讓熱交換櫃(4)外的空氣呈直線進入到翅片換熱管(6)的周圍，當液氮儲罐O)內儲存的液氮經過液氮輸出管C3)進入到熱交換櫃的翅片換熱管(6)中後，翅片換熱管(6)中的液氮經過與翅片換熱管(6)周邊的空氣進行熱交換，使得翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換櫃(4)外新的空氣又補充流動到翅片換熱管(6)周圍繼續進行新的熱交換；b.通過翅片換熱管(6)中的液氮經過與翅片換熱管(6)周邊的空氣連續不斷的進行熱交換後，翅片換熱管(6)中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管(1 輸送到生產車間的氮氣管網之中；c.在夏季的生產運行中，應將熱交換櫃(4)兩側的摺疊門( 全部關閉，開啟離心風機(11)，讓與生產廠房中央空調系統連接的車間空調進風管(12)、車間空調迴風管(15)、 離心風機(11)與熱交換櫃⑷內的進風室(14)、出風室(10)，以及由折流板(7)構成的折流室(8)，形成空氣循環迴路，使車間內的熱空氣進入到熱交換櫃內每一層折流室(8) 的翅片換熱管(6)周圍，當液氮儲罐O)內儲存的液氮經過液氮輸出管C3)進入到熱交換櫃的翅片換熱管(6)中後，翅片換熱管(6)中的液氮通過與翅片換熱管(6)周邊的熱空氣進行熱交換，使得翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室(8)的折返流動的同時不斷與翅片換熱管(6)進行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最後經過車間空調進風管(12)送到生產廠房的車間內，同時翅片換熱管(6)中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經過生產用氮氣管(1 輸送到生產車間的氮氣管網之中；d.在冬季的生產運行中，仍需將熱交換櫃(4)兩側的摺疊門( 全部關閉，視熱交換櫃⑷內空氣的溫度，調節設置在熱交換櫃⑷內折流室⑶內壁上多處電熱板(9)的開啟數量，以保證熱交換櫃(4)的翅片換熱管(6)周圍能充分進行熱交換合適的空氣溫度，當液氮儲罐O)內儲存的液氮經過液氮輸出管( 進入到熱交換櫃(4)的翅片換熱管(6)中後，翅片換熱管(6)中的液氮通過翅片換熱管(6)與周邊的空氣進行熱交換，同時翅片換熱管(6)中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產用氮氣管(1 輸送到生產車間；e.當嚴冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度與翅片換熱管(6)的溫差會很小；或翅片換熱管(6)中的液氮在氣化後的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產需要，說明翅片換熱管(6)中的液氮與翅片換熱管(6)周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板(9)的開啟數量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當暫時出現室外環境溫度較高的暖冬情況時，則可關停一部分電熱板(9)，減少電熱板(9)的開啟數量，這樣既可以滿足生產需要又能減少能源消耗，對環境的各種變化可做到應對自如的管理。
2.根據權利要求1所述的一種新型高效的工業用液氮氣化方法，其特徵在於，所述摺疊門(5)、翅片換熱管(6)、折流板(7)、折流室(8)、電熱板(9)、出風室(10)和進風室(14) 構成了熱交換櫃的主要部分，在熱交換櫃(4)包括摺疊門( 在內的六個面均設有隔熱裝置，以減少熱交換櫃內外溫差造成的能量損失。
3.根據權利要求1所述的一種新型高效的工業用液氮氣化方法，其特徵在於，所述熱交換櫃(4)設置的多個摺疊門( 分布在同方向的兩個側面，摺疊門( 全部打開時可將翅片換熱管(6)都裸露在大氣環境的空氣中，以便熱交換櫃(4)外的空氣在直線穿透熱交換櫃(4)時能快速與翅片換熱管(6)進行熱交換，而熱交換櫃(4)設置的多個電熱板(9) 則分布在垂直於摺疊門(5)方向的兩個內側面，以能使熱交換櫃內對空氣的加熱面分布均勻，加熱板(9)的開啟數量和時間長短均由計算機系統自動調節控制。
4.根據權利要求1所述的一種新型高效的工業用液氮氣化方法，其特徵在於，所述由熱交換櫃⑷與離心風機(11)、車間空調進風管(12)、車間空調迴風管(15)組成的冷熱空氣循環迴路，在夏季可將熱交換後的冷空氣輸送到生產車間內降溫，可替代中央空調系統， 起到節約能源的作用。
5.根據權利要求1所述的一種新型高效的工業用液氮氣化方法，其特徵在於，所述熱交換櫃內的翅片換熱管(6)垂直穿透於多個折流板(7)，構成多個S狀的折流室(8)。
全文摘要
本發明為光伏產業的太陽能電池生產過程中對規模使用工業液氮氣化的一種新的有效方法，熱交換櫃作為主要部分，由摺疊門、翅片換熱管、折流板、折流室、電熱板、出風室和進風室構成。該方法能使工業用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，在春秋季節將摺疊門打開，使翅片換熱管與環境空氣的熱交換使液氮氣化，夏冬季節將摺疊門關閉，分別採用車間冷熱空氣的循環和電加熱空氣的方式與翅片換熱管進行熱交換使液氮氣化。本發明具有在任何環境溫度變化情況下，都能為正常生產所需氮氣量提高保障，與傳統的空溫式氣化器方法相比，其工作效率有大幅度的提高，在生產管理和設備維護方面都將得到明顯的改善，尤其在節約能源和降低生產成本方面則表現更為明顯。
文檔編號F17C7/04GK102374384SQ20111028185
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者鄭用琦 申請人:百力達太陽能股份有限公司