[实用新型]一种电解槽用氟化氢自动化供料装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氟化物生产设备，特别涉及以氟化氢为原料的电解槽用氟化氢自动化供料装置。

背景技术

目前，在使用氟化氢为原料的电解工艺中，常用的氟化氢供料方式有以下几种：(1)一对一供料方式：一台电解槽对应一个氟化氢小钢瓶；(2)集中供料方式：多台电解槽共用一个氟化氢分配罐供料。(3)自动供料方式：如CN203174204U中公开的一种电槽自动控制加酸装置，氢氟酸钢瓶放于一台电子台称上，通过金属软管与加酸母排连接，加酸母排另一端通过金属软管与缓冲罐和氮气瓶连接；输酸母管一端通过手动阀门与加酸母排连接，另一端通过加酸电磁阀与各电解槽连接，压力平衡电磁阀一端连接电槽的输酸管，另一端连接氢气放空处理系统与大气相同；通过电气回路采集电解电流，按照氟化氢的电解消耗量控制加酸电磁阀开启给各电解槽供给氟化氢。该装置存在以下缺点：(1)氟化氢钢瓶压力不稳定，随着重量减少压力降低；(2)电解槽通料通过针阀控制，通料速度控制不稳定；(3)为了避免通料管被电解质堵塞，压力平衡电磁阀在不供料时处于打开状态，以平衡通料管内压力，通料结束时通料管内存留的氟化氢通过H₂处理系统排空，造成氟化氢浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电解槽用氟化氢自动化供料装置。该装置可使电解槽运行平稳，适宜工业化、大规模、多电解槽生产。

为了解决以上技术问题，本申请提供一种电解槽用氟化氢自动化供料装置，包括氟化氢储罐、调节阀、流量计、氟化氢通料总管、氮气总管、通料管以及电气回路；氟化氢储罐1顶部管道依次连接储罐压力调节阀2及相应储罐压力传感器3、氮气压力调节阀4及相应氮气压力传感器5、氮气总管14；储罐压力调节阀2与氮气压力调节阀4之间的管道与氮气源相通；氮气置换阀11一端连接氮气总管14，另一端连接通料管15；氟化氢储罐1底部氟化氢出口管道依次连接有氟化氢流量调节阀7、氟化氢流量计8、氟化氢通料总管13，氟化氢通料阀9一端连接氟化氢通料总管13，另一端连接通料管15；压力平衡阀10一端连接通料管15，另一端与氢气放空系统相通；所述电气回路包括电槽电流取样装置和自动控制系统。

为进一步增强系统安全性，氟化氢储罐1底部氟化氢出口管道上安装有液相出口阀6。

优选地，接受氟化氢供料的电解槽数量在2台以上。

优选地，自动控制系统采用DCS或PLC编程控制。

优选地，氮气源采用大容量液氮储罐，系统压力稳定。

优选地，大容量无水氟化氢储罐的材质可以是低碳钢、不锈钢、纯镍、蒙乃尔等耐腐蚀性材料，也可以是内衬四氟外金属材质。储罐容量根据使用量来定。

优选地，所有阀门均选用耐腐蚀材质，可通过中央控制系统远程操控。

优选地，氟化氢流量计选用耐腐蚀材质，可以选用电磁流量计、金属管浮子流量计等。流量计的显示数接受自动控制系统采集和监控。

本实用新型所述的电解槽用氟化氢自动化供料装置可在三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟化钨等氟化物生产中使用。

本实用新型实例中电解槽用氟化氢自动化供料装置的工作原理：整个电解槽的氟化氢供料，由自控系统控制。自控系统采集电解槽的电解电流，根据电解电流量计算出需求的氟化氢量，作为需要通入电解槽中的氟化氢量。打开压力平衡阀，使通料管中存留的氮气排放至氢气处理系统，然后关闭；打开电解槽的通料阀，按照一定流速通入氟化氢然后关闭；调节吹氮压力，氮气压力略小于通料管插入电解槽内液柱的压力，打开吹氮阀，将通料管内氟化氢吹至电解槽，同时保证氮气不引入电解槽。

本实用新型所述设备的使用方法包括以下步骤：

(1)自动控制系统采集电解槽的电解电流，根据电解电流量计算出需求的氟化氢量。

(2)自动控制系统根据储罐压力传感器3返回的数据调节储罐压力调节阀2的开度，使氟化氢储罐1的压力稳定在定值。

(3)打开压力平衡阀10，排放出通料管15中的氮气，关闭压力平衡阀11。

(4)打开氟化氢储罐1出口管线阀门，氟化氢经流量计8后通过氟化氢通料阀9进入电解槽，氟化氢通入量达到预定值后，关闭氟化氢通料阀9。

(5)自控系统根据氮气压力传感器5取得的数据调节氮气压力调节阀4，使氮气总管14氮气压力小于通料管15插入电解槽12内液柱的压力.

(6)打开氮气置换阀11，将通料管15内的氟化氢压入电解槽，关闭氮气置换阀11，完成一个通料周期。

上述步骤是一个通料周期，通料周期数可输入系统中，所有过程通过自控系统完成。