本實用新型涉及氟化物生產(chǎn)設備，特別涉及以氟化氫為原料的電解槽用氟化氫自動化供料裝置。
背景技術：
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)一對一供料方式：一臺電解槽對應一個氟化氫小鋼瓶；(2)集中供料方式：多臺電解槽共用一個氟化氫分配罐供料。(3)自動供料方式：如CN203174204U中公開的一種電槽自動控制加酸裝置，氫氟酸鋼瓶放于一臺電子臺稱上，通過金屬軟管與加酸母排連接，加酸母排另一端通過金屬軟管與緩沖罐和氮氣瓶連接；輸酸母管一端通過手動閥門與加酸母排連接，另一端通過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啟給各電解槽供給氟化氫。該裝置存在以下缺點：(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堵塞，壓力平衡電磁閥在不供料時處于打開狀態(tài)，以平衡通料管內壓力，通料結束時通料管內存留的氟化氫通過H2處理系統(tǒng)排空，造成氟化氫浪費。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術問題是提供一種電解槽用氟化氫自動化供料裝置。該裝置可使電解槽運行平穩(wěn)，適宜工業(yè)化、大規(guī)模、多電解槽生產(chǎn)。
為了解決以上技術問題，本申請?zhí)峁┮环N電解槽用氟化氫自動化供料裝置，包括氟化氫儲罐、調節(jié)閥、流量計、氟化氫通料總管、氮氣總管、通料管以及電氣回路；氟化氫儲罐1頂部管道依次連接儲罐壓力調節(jié)閥2及相應儲罐壓力傳感器3、氮氣壓力調節(jié)閥4及相應氮氣壓力傳感器5、氮氣總管14；儲罐壓力調節(jié)閥2與氮氣壓力調節(jié)閥4之間的管道與氮氣源相通；氮氣置換閥11一端連接氮氣總管14，另一端連接通料管15；氟化氫儲罐1底部氟化氫出口管道依次連接有氟化氫流量調節(jié)閥7、氟化氫流量計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控制系統(tǒng)。
為進一步增強系統(tǒng)安全性，氟化氫儲罐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臺以上。
優(yōu)選地，自動控制系統(tǒng)采用DCS或PLC編程控制。
優(yōu)選地，氮氣源采用大容量液氮儲罐，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
優(yōu)選地，大容量無水氟化氫儲罐的材質可以是低碳鋼、不銹鋼、純鎳、蒙乃爾等耐腐蝕性材料，也可以是內襯四氟外金屬材質。儲罐容量根據(jù)使用量來定。
優(yōu)選地，所有閥門均選用耐腐蝕材質，可通過中央控制系統(tǒng)遠程操控。
優(yōu)選地，氟化氫流量計選用耐腐蝕材質，可以選用電磁流量計、金屬管浮子流量計等。流量計的顯示數(shù)接受自動控制系統(tǒng)采集和監(jiān)控。
本實用新型所述的電解槽用氟化氫自動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。
本實用新型實例中電解槽用氟化氫自動化供料裝置的工作原理：整個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。打開壓力平衡閥，使通料管中存留的氮氣排放至氫氣處理系統(tǒng)，然后關閉；打開電解槽的通料閥，按照一定流速通入氟化氫然后關閉；調節(jié)吹氮壓力，氮氣壓力略小于通料管插入電解槽內液柱的壓力，打開吹氮閥，將通料管內氟化氫吹至電解槽，同時保證氮氣不引入電解槽。
本實用新型所述設備的使用方法包括以下步驟：
(1)自動控制系統(tǒng)采集電解槽的電解電流，根據(jù)電解電流量計算出需求的氟化氫量。
(2)自動控制系統(tǒng)根據(jù)儲罐壓力傳感器3返回的數(shù)據(jù)調節(jié)儲罐壓力調節(jié)閥2的開度，使氟化氫儲罐1的壓力穩(wěn)定在定值。
(3)打開壓力平衡閥10，排放出通料管15中的氮氣，關閉壓力平衡閥11。
(4)打開氟化氫儲罐1出口管線閥門，氟化氫經(jīng)流量計8后通過氟化氫通料閥9進入電解槽，氟化氫通入量達到預定值后，關閉氟化氫通料閥9。
(5)自控系統(tǒng)根據(jù)氮氣壓力傳感器5取得的數(shù)據(jù)調節(jié)氮氣壓力調節(jié)閥4，使氮氣總管14氮氣壓力小于通料管15插入電解槽12內液柱的壓力.
(6)打開氮氣置換閥11，將通料管15內的氟化氫壓入電解槽，關閉氮氣置換閥11，完成一個通料周期。
上述步驟是一個通料周期，通料周期數(shù)可輸入系統(tǒng)中，所有過程通過自控系統(tǒng)完成。
對于連接2臺以上電解槽，按照同樣的流程逐臺完成電解槽的通料過程。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述的電解槽用氟化氫自動化供料裝置具有以下優(yōu)點：
(1)通過使用壓力傳感器和壓力調節(jié)閥，自動控制氟化氫儲罐壓力，避免氟化氫鋼瓶隨著重量減少壓力降低，使生產(chǎn)過程壓力更穩(wěn)定；同時使用大容量氟化氫儲罐，避免了頻繁更換鋼瓶帶來的安全隱患及人工成本增加。
(2)使用氟化氫流量調節(jié)閥和氟化氫流量計連鎖控制管路中氟化氫流速并計量通入量，通料量可按預定值進行自動控制，確保電解槽平穩(wěn)運行。
(3)通過氮氣調節(jié)閥控制氮氣總管壓力，在氟化氫通料結束時，將通料管中的氟化氫吹入電解槽，且通過氮氣壓力調節(jié)閥控制氮氣壓力使氮氣不進入電解槽，既避免了通料管內殘存的氟化氫放空損失，又沒有氮氣引入電解槽，帶出逸散的氟化氫。壓力平衡閥用于再次進料前將通料管中的氮氣排空至氫氣放空系統(tǒng)，不進入電解槽，避免了氮氣進入電解槽，減少氟化氫的逸散。
附圖說明
圖1是本實用新型實例中電解槽用氟化氫自動化供料裝置的結構示意圖。
其中：1.氟化氫儲罐 2.儲罐壓力調節(jié)閥 3.儲罐壓力傳感器 4.氮氣壓力調節(jié)閥 5.氮氣壓力傳感器 6.液相出口閥 7.氟化氫流量調節(jié)閥 8.氟化氫流量計 9.氟化氫通料閥 10.壓力平衡閥 11.氮氣置換閥 12.電解槽 13.氟化氫通料總管 14.氮氣總管 15.通料管
具體實施方式
為更詳細地介紹本實用新型所提供的技術方案，下面結合實施例進行闡述。
如圖1所示，本實用新型提供的電解槽用氟化氫自動化供料裝置，包括大容量的氟化氫儲罐、調節(jié)閥、流量計、氟化氫總管、氮氣總管、通料管以及電氣回路；氟化氫儲罐1頂部管道依次連接儲罐壓力調節(jié)閥2及相應儲罐壓力傳感器3、氮氣壓力調節(jié)閥4及相應氮氣壓力傳感器5、氮氣總管14；儲罐壓力調節(jié)閥2與氮氣壓力調節(jié)閥4之間的管道與氮氣源相通；氮氣置換閥11一端連接氮氣總管14，另一端連接通料管15；氟化氫儲罐1底部氟化氫出口管道依次連接有液相出口閥6、氟化氫流量調節(jié)閥7、氟化氫流量計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與氮氣置換閥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控制系統(tǒng)。
經(jīng)儲罐壓力調節(jié)閥4調節(jié)后的氮氣引入氟化氫儲罐1氣相區(qū)，另一路氮氣通過氮氣壓力調節(jié)閥4、氮氣置換閥11連接至通料管15。
氟化氫儲罐1設置儲罐壓力傳感器3，通過壓力傳感器3與儲罐壓力調節(jié)閥2連鎖，控制氟化氫儲罐1壓力。氮氣總管14設置氮氣壓力傳感器5，通過氮氣壓力傳感器5與氮氣壓力調節(jié)閥4連鎖，控制氮氣總管14壓力。
操作步驟為：
(1)在自控系統(tǒng)中輸入通料周期，在一個通料周期內，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)儲罐壓力傳感器3返回的數(shù)據(jù)調節(jié)儲罐壓力調節(jié)閥2的開度，使氟化氫儲罐1的壓力穩(wěn)定。
(3)在對單臺電解槽12通料前打開壓力平衡閥10秒后關閉，使通料管15中存留的氮氣排放至氫氣放空系統(tǒng)。
(4)打開單臺電解槽12的氟化氫通料閥9，設定60L/h的流速，由氟化氫流量計8采集流量數(shù)據(jù)通過氟化氫流量調節(jié)閥7控制氟化氫的通入速度，通入電解槽12中的氟化氫量達到根據(jù)電流預先計算出來的量時，關閉通料閥氟化氫通料閥9。
(5)自控系統(tǒng)根據(jù)氮氣壓力傳感器5取得的數(shù)據(jù)調節(jié)氮氣壓力調節(jié)閥4，使氮氣總管14氮氣壓力略小于通料管15插入電解槽12內液柱的壓力.
(6)打開氮氣置換閥11，10秒后關閉，將通料管內氟化氫吹至電解槽，同時保證氮氣不引入電解槽。
以上是一臺電解槽通料周期，所有過程通過自控系統(tǒng)完成。對于多臺電解槽供料，按照同樣的流程開始下一臺電解槽的通料過程。