本實(shí)用新型涉及氟化物生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及以氟化氫為原料的電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置。
背景技術(shù)：
目前，在使用氟化氫為原料的電解工藝中，常用的氟化氫供料方式有以下幾種：(1)一對(duì)一供料方式：一臺(tái)電解槽對(duì)應(yīng)一個(gè)氟化氫小鋼瓶；(2)集中供料方式：多臺(tái)電解槽共用一個(gè)氟化氫分配罐供料。(3)自動(dòng)供料方式：如CN203174204U中公開(kāi)的一種電槽自動(dòng)控制加酸裝置，氫氟酸鋼瓶放于一臺(tái)電子臺(tái)稱(chēng)上，通過(guò)金屬軟管與加酸母排連接，加酸母排另一端通過(guò)金屬軟管與緩沖罐和氮?dú)馄窟B接；輸酸母管一端通過(guò)手動(dòng)閥門(mén)與加酸母排連接，另一端通過(guò)加酸電磁閥與各電解槽連接，壓力平衡電磁閥一端連接電槽的輸酸管，另一端連接氫氣放空處理系統(tǒng)與大氣相同；通過(guò)電氣回路采集電解電流，按照氟化氫的電解消耗量控制加酸電磁閥開(kāi)啟給各電解槽供給氟化氫。該裝置存在以下缺點(diǎn)：(1)氟化氫鋼瓶壓力不穩(wěn)定，隨著重量減少壓力降低；(2)電解槽通料通過(guò)針閥控制，通料速度控制不穩(wěn)定；(3)為了避免通料管被電解質(zhì)堵塞，壓力平衡電磁閥在不供料時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，以平衡通料管內(nèi)壓力，通料結(jié)束時(shí)通料管內(nèi)存留的氟化氫通過(guò)H2處理系統(tǒng)排空，造成氟化氫浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置。該裝置可使電解槽運(yùn)行平穩(wěn)，適宜工業(yè)化、大規(guī)模、多電解槽生產(chǎn)。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置，包括氟化氫儲(chǔ)罐、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、氟化氫通料總管、氮?dú)饪偣?、通料管以及電氣回路；氟化氫?chǔ)罐1頂部管道依次連接儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2及相應(yīng)儲(chǔ)罐壓力傳感器3、氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4及相應(yīng)氮?dú)鈮毫鞲衅?、氮?dú)饪偣?4；儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2與氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4之間的管道與氮?dú)庠聪嗤ǎ坏獨(dú)庵脫Q閥11一端連接氮?dú)饪偣?4，另一端連接通料管15；氟化氫儲(chǔ)罐1底部氟化氫出口管道依次連接有氟化氫流量調(diào)節(jié)閥7、氟化氫流量計(jì)8、氟化氫通料總管13，氟化氫通料閥9一端連接氟化氫通料總管13，另一端連接通料管15；壓力平衡閥10一端連接通料管15，另一端與氫氣放空系統(tǒng)相通；所述電氣回路包括電槽電流取樣裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)。
為進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，氟化氫儲(chǔ)罐1底部氟化氫出口管道上安裝有液相出口閥6。
優(yōu)選地，接受氟化氫供料的電解槽數(shù)量在2臺(tái)以上。
優(yōu)選地，自動(dòng)控制系統(tǒng)采用DCS或PLC編程控制。
優(yōu)選地，氮?dú)庠床捎么笕萘恳旱獌?chǔ)罐，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
優(yōu)選地，大容量無(wú)水氟化氫儲(chǔ)罐的材質(zhì)可以是低碳鋼、不銹鋼、純鎳、蒙乃爾等耐腐蝕性材料，也可以是內(nèi)襯四氟外金屬材質(zhì)。儲(chǔ)罐容量根據(jù)使用量來(lái)定。
優(yōu)選地，所有閥門(mén)均選用耐腐蝕材質(zhì)，可通過(guò)中央控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控。
優(yōu)選地，氟化氫流量計(jì)選用耐腐蝕材質(zhì)，可以選用電磁流量計(jì)、金屬管浮子流量計(jì)等。流量計(jì)的顯示數(shù)接受自動(dòng)控制系統(tǒng)采集和監(jiān)控。
本實(shí)用新型所述的電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置可在三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟化鎢等氟化物生產(chǎn)中使用。
本實(shí)用新型實(shí)例中電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置的工作原理：整個(gè)電解槽的氟化氫供料，由自控系統(tǒng)控制。自控系統(tǒng)采集電解槽的電解電流，根據(jù)電解電流量計(jì)算出需求的氟化氫量，作為需要通入電解槽中的氟化氫量。打開(kāi)壓力平衡閥，使通料管中存留的氮?dú)馀欧胖翚錃馓幚硐到y(tǒng)，然后關(guān)閉；打開(kāi)電解槽的通料閥，按照一定流速通入氟化氫然后關(guān)閉；調(diào)節(jié)吹氮壓力，氮?dú)鈮毫β孕∮谕瞎懿迦腚娊獠蹆?nèi)液柱的壓力，打開(kāi)吹氮閥，將通料管內(nèi)氟化氫吹至電解槽，同時(shí)保證氮?dú)獠灰腚娊獠邸?/p>
本實(shí)用新型所述設(shè)備的使用方法包括以下步驟：
(1)自動(dòng)控制系統(tǒng)采集電解槽的電解電流，根據(jù)電解電流量計(jì)算出需求的氟化氫量。
(2)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)儲(chǔ)罐壓力傳感器3返回的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2的開(kāi)度，使氟化氫儲(chǔ)罐1的壓力穩(wěn)定在定值。
(3)打開(kāi)壓力平衡閥10，排放出通料管15中的氮?dú)猓P(guān)閉壓力平衡閥11。
(4)打開(kāi)氟化氫儲(chǔ)罐1出口管線閥門(mén)，氟化氫經(jīng)流量計(jì)8后通過(guò)氟化氫通料閥9進(jìn)入電解槽，氟化氫通入量達(dá)到預(yù)定值后，關(guān)閉氟化氫通料閥9。
(5)自控系統(tǒng)根據(jù)氮?dú)鈮毫鞲衅?取得的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4，使氮?dú)饪偣?4氮?dú)鈮毫π∮谕瞎?5插入電解槽12內(nèi)液柱的壓力.
(6)打開(kāi)氮?dú)庵脫Q閥11，將通料管15內(nèi)的氟化氫壓入電解槽，關(guān)閉氮?dú)庵脫Q閥11，完成一個(gè)通料周期。
上述步驟是一個(gè)通料周期，通料周期數(shù)可輸入系統(tǒng)中，所有過(guò)程通過(guò)自控系統(tǒng)完成。
對(duì)于連接2臺(tái)以上電解槽，按照同樣的流程逐臺(tái)完成電解槽的通料過(guò)程。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)通過(guò)使用壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)閥，自動(dòng)控制氟化氫儲(chǔ)罐壓力，避免氟化氫鋼瓶隨著重量減少壓力降低，使生產(chǎn)過(guò)程壓力更穩(wěn)定；同時(shí)使用大容量氟化氫儲(chǔ)罐，避免了頻繁更換鋼瓶帶來(lái)的安全隱患及人工成本增加。
(2)使用氟化氫流量調(diào)節(jié)閥和氟化氫流量計(jì)連鎖控制管路中氟化氫流速并計(jì)量通入量，通料量可按預(yù)定值進(jìn)行自動(dòng)控制，確保電解槽平穩(wěn)運(yùn)行。
(3)通過(guò)氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥控制氮?dú)饪偣軌毫?，在氟化氫通料結(jié)束時(shí)，將通料管中的氟化氫吹入電解槽，且通過(guò)氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥控制氮?dú)鈮毫κ沟獨(dú)獠贿M(jìn)入電解槽，既避免了通料管內(nèi)殘存的氟化氫放空損失，又沒(méi)有氮?dú)庖腚娊獠郏瑤С鲆萆⒌姆瘹?。壓力平衡閥用于再次進(jìn)料前將通料管中的氮?dú)馀趴罩翚錃夥趴障到y(tǒng)，不進(jìn)入電解槽，避免了氮?dú)膺M(jìn)入電解槽，減少氟化氫的逸散。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)例中電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中：1.氟化氫儲(chǔ)罐 2.儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥 3.儲(chǔ)罐壓力傳感器 4.氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥 5.氮?dú)鈮毫鞲衅?6.液相出口閥 7.氟化氫流量調(diào)節(jié)閥 8.氟化氫流量計(jì) 9.氟化氫通料閥 10.壓力平衡閥 11.氮?dú)庵脫Q閥 12.電解槽 13.氟化氫通料總管 14.氮?dú)饪偣?15.通料管
具體實(shí)施方式
為更詳細(xì)地介紹本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述。
如圖1所示，本實(shí)用新型提供的電解槽用氟化氫自動(dòng)化供料裝置，包括大容量的氟化氫儲(chǔ)罐、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、氟化氫總管、氮?dú)饪偣?、通料管以及電氣回路；氟化氫?chǔ)罐1頂部管道依次連接儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2及相應(yīng)儲(chǔ)罐壓力傳感器3、氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4及相應(yīng)氮?dú)鈮毫鞲衅?、氮?dú)饪偣?4；儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2與氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4之間的管道與氮?dú)庠聪嗤?；氮?dú)庵脫Q閥11一端連接氮?dú)饪偣?4，另一端連接通料管15；氟化氫儲(chǔ)罐1底部氟化氫出口管道依次連接有液相出口閥6、氟化氫流量調(diào)節(jié)閥7、氟化氫流量計(jì)8、氟化氫通料總管13，氟化氫通料閥9一端連接氟化氫通料總管13，另一端連接通料管15；壓力平衡閥10一端連接通料管15，另一端與氫氣放空系統(tǒng)相通，并置于氟化氫通料閥9與氮?dú)庵脫Q閥11之間；通料管15與電解槽12連接；所述電氣回路包括電槽電流取樣裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)。
經(jīng)儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥4調(diào)節(jié)后的氮?dú)庖敕瘹鋬?chǔ)罐1氣相區(qū)，另一路氮?dú)馔ㄟ^(guò)氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4、氮?dú)庵脫Q閥11連接至通料管15。
氟化氫儲(chǔ)罐1設(shè)置儲(chǔ)罐壓力傳感器3，通過(guò)壓力傳感器3與儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2連鎖，控制氟化氫儲(chǔ)罐1壓力。氮?dú)饪偣?4設(shè)置氮?dú)鈮毫鞲衅?，通過(guò)氮?dú)鈮毫鞲衅?與氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4連鎖，控制氮?dú)饪偣?4壓力。
操作步驟為：
(1)在自控系統(tǒng)中輸入通料周期，在一個(gè)通料周期內(nèi)，自控系統(tǒng)采集電解槽12的電解電流，根據(jù)電解電流量計(jì)算出需求的氟化氫量，作為需要通入電解槽12中的氟化氫量。
(2)自控系統(tǒng)根據(jù)儲(chǔ)罐壓力傳感器3返回的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐壓力調(diào)節(jié)閥2的開(kāi)度，使氟化氫儲(chǔ)罐1的壓力穩(wěn)定。
(3)在對(duì)單臺(tái)電解槽12通料前打開(kāi)壓力平衡閥10秒后關(guān)閉，使通料管15中存留的氮?dú)馀欧胖翚錃夥趴障到y(tǒng)。
(4)打開(kāi)單臺(tái)電解槽12的氟化氫通料閥9，設(shè)定60L/h的流速，由氟化氫流量計(jì)8采集流量數(shù)據(jù)通過(guò)氟化氫流量調(diào)節(jié)閥7控制氟化氫的通入速度，通入電解槽12中的氟化氫量達(dá)到根據(jù)電流預(yù)先計(jì)算出來(lái)的量時(shí)，關(guān)閉通料閥氟化氫通料閥9。
(5)自控系統(tǒng)根據(jù)氮?dú)鈮毫鞲衅?取得的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥4，使氮?dú)饪偣?4氮?dú)鈮毫β孕∮谕瞎?5插入電解槽12內(nèi)液柱的壓力.
(6)打開(kāi)氮?dú)庵脫Q閥11，10秒后關(guān)閉，將通料管內(nèi)氟化氫吹至電解槽，同時(shí)保證氮?dú)獠灰腚娊獠邸?/p>
以上是一臺(tái)電解槽通料周期，所有過(guò)程通過(guò)自控系統(tǒng)完成。對(duì)于多臺(tái)電解槽供料，按照同樣的流程開(kāi)始下一臺(tái)電解槽的通料過(guò)程。