專利名稱：一種用于密閉電解槽液位檢測及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬冶煉裝備領(lǐng)域技術(shù)，特別是一種用于密閉電解槽液位檢測及控制裝置。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)上生產(chǎn)海綿鈦的主要方法是Kroll法，該方法是首先利用Mg與TiCl4的還原反應(yīng)生成Ti，然后通過真空蒸餾除去過量的Mg、反應(yīng)產(chǎn)物MgCl2和少量鈦氯化物，最后得到海綿狀的鈦坨。在海綿鈦全流程生產(chǎn)工藝中，利用MgCl2電解產(chǎn)生Mg和Cl2,分別將Mg 和Cl2送往還蒸系統(tǒng)和氯化系統(tǒng)循環(huán)生產(chǎn)。電解槽是電解工藝的核心設(shè)備，電解槽的工作效率、產(chǎn)品產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量直接影響海綿鈦的產(chǎn)量和質(zhì)量。圍繞著提高電解槽電流效率、穩(wěn)定電解槽產(chǎn)量以及降低電解槽能耗，實施對電解槽液面檢測及控制是保障電解工藝安全實施的重要舉措之一。根據(jù)電解槽工作狀況工作溫度670°C 士20°C ；熔鹽介質(zhì)MgCl2—NaCl—CaCl2等腐蝕性嚴重；液面位于“零點”附近調(diào)整范圍較小(5mm內(nèi))；槽內(nèi)工作環(huán)境為劇毒腐蝕氣體 (Cl2)；工作過程伴隨每天數(shù)次進料/出料等操作；對于液位檢測及控制存在許多困難。選用接觸式液位計檢測，如插入式、浮子式等液位計，因介質(zhì)具有質(zhì)腐蝕及液位允許波動范圍較小(5mm以內(nèi))，控制不靈敏，均不能連續(xù)和穩(wěn)定工作；選用非接觸式液位測量工具，如雷達、感應(yīng)、紅外輻射、超聲等液位儀，由于電解槽為密閉設(shè)備，受到金屬材料、 非金屬材料(爐磚)、電解質(zhì)熔液、金屬熔液、高溫腐蝕氣體(Cl2)等多種介質(zhì)影響，以及電解液面允許波動范圍較小、安裝位置局限等條件制約，檢測工具存在敏感性、穩(wěn)定性差，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置， 利用該裝置可以使電解槽液位直接顯示，可在5分鐘內(nèi)進行控制調(diào)節(jié)；并能夠說明槽內(nèi)壓力、液下裝置的壓力狀況。同時可以避免其他液位測量裝置所存在的技術(shù)問題，包括測量儀器易腐蝕受損，工作不穩(wěn)定、測量不靈敏，數(shù)據(jù)不準確；現(xiàn)場安裝難度大、成本高等。為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，包括液位指示管、壓氣管道、液下罐、氬氣管三通、壓力變送器、壓力表、自動控制通路、手動控制旁路，其中
液位指示管為一個外接玻璃U型管，U玻璃型管固定在刻度尺上，管內(nèi)盛水用以指示壓差；液位指示管末端連接一個手動閥門，通過手動閥門進行吹送可隨時獲得平衡氣量的氬氣，以保證液位指示的準確度；
液下罐為完全掩埋在電解質(zhì)中的儲罐，罐底有通孔，與罐外電解質(zhì)保持連通； 氬氣管三通位于液下罐的罐體立管上，通過充放氬氣從而控制液下罐中的電解質(zhì)的量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；自動控制系統(tǒng)包括DCS站、電子線路、壓力變送器、電磁閥等電器元件，其功能是實現(xiàn)現(xiàn)場檢測，DCS站通過壓力變送器采集電信號，控制電磁閥開啟程度；調(diào)節(jié)充、放氬氣的量， 達到控制電解槽液位的目的。手動控制旁路和自動控制閥并聯(lián)，在電解槽加料、出料以及電解槽出現(xiàn)異常等狀況下會引起電解槽液面的大幅波動時，通過現(xiàn)場手動控制氬氣流量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；
壓力表分別安裝在液下罐立管上和液位指示管上方，壓力變送器與壓力表串聯(lián)，通過氬氣管道連接于氬氣站。本發(fā)明的一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，所述的閥門、壓力表、壓力變送器等配件均應(yīng)具備耐熱及防腐性能。本發(fā)明的一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，液位指示管顯示精度不低于201 ；液下罐壓力顯示精度不低于0. 005MPa。進一步的，本發(fā)明的一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，液位指示管壓力范圍為600(T9800Pa，現(xiàn)場顯示精度為10Pa ；液下罐壓力范圍為0. θΓθ. 028MPa，現(xiàn)場顯示精度為0. 002 MPa0所述的U型管為玻璃材質(zhì)，管內(nèi)液體為水。本專利的用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，工作方式為自動控制和機械控制即手動控制并存，在電解槽非正常工作狀態(tài)下，手動控制安全可靠。采用這種結(jié)構(gòu)的原理在于
電解槽在反應(yīng)過程中要求電解質(zhì)液位盡量保持在理想液位范圍水平，也即設(shè)置的“零點”液位，電解槽液位控制實際上是使液位指示管末端的氬氣壓力保持在理想水平，通過外接U型管液位指示管顯示，液位指示管末端可通過手動閥門持續(xù)吹氬獲得平衡壓力；
在沒有電解質(zhì)補償情況下，電解槽在反應(yīng)過程中電解質(zhì)會因持續(xù)消耗造成液位逐漸下降，從而造成液位偏離理想液位范圍，為避免反應(yīng)過程中的電解質(zhì)液位下降到理想液位范圍以下，利用液下罐進行電解質(zhì)補償；液下罐為完全掩埋在電解質(zhì)中的儲罐，罐底有通孔， 與罐外電解質(zhì)時時連通，在電解槽不同工作期間可以是空罐、裝有部分電解質(zhì)或完全裝滿電解質(zhì)，可通過罐體立管上的氬氣管三通充放氬氣從而控制罐中的電解質(zhì)的量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；
電解質(zhì)液位控制只有在電解槽正常運行，電解質(zhì)逐漸持續(xù)消耗的過程中，實施自動控制才有比較好的效果。但是，在電解槽加料、出料以及電解槽出現(xiàn)異常等狀況下會引起電解槽液面的大幅波動，只能通過現(xiàn)場手動控制才能較好解決實際問題，因此在整個裝置中，需保留手動控制旁路；
考慮到該裝置的安裝區(qū)域在電解槽附近，工作溫度為8(T13(TC，環(huán)境空氣中含有少量氯氣和氯化物熔鹽揮發(fā)物質(zhì)，因此本裝置的閥門，壓力表、壓力變送器等配件選擇具備耐熱及防腐性能。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明裝置進行加料有以下的有益效果
(1)直觀、可靠，并且可在5分鐘之內(nèi)對液位進行控制調(diào)整；
(2)制作成本低，操作簡單；
(3)確保了電解工藝過程的安全實施，大大提高電解槽的電流效率；
4(4)有效提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量；
(5)電解槽的穩(wěn)定運行有效降低了電解系統(tǒng)的能耗；
(6)適用于所有密閉容器液位控制。


圖1本專利的用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置示意圖。圖中，1-電解槽，2-液下罐，3-液位指示管，4-壓力表，5-壓力變送器，6-閥門， 7-電磁閥，8-水。
具體實施例方式下面通過具體描述來實施本專利，但是本專利保護范圍并不限于此。一種典型的用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，包括液位指示管、壓氣管道、 液下罐、氬氣管三通、壓力變送器、壓力表、自動控制通路、手動控制旁路，其中液位指示管為一個外接玻璃U型管，玻璃U型管固定在刻度尺上，管內(nèi)盛水用以指示壓差；液位指示管末端連接一個手動閥門，通過手動閥門進行吹送少量氬氣隨時獲得平衡壓力。液下罐為完全掩埋在電解質(zhì)中的儲罐，罐底有通孔，罐內(nèi)電解質(zhì)與罐外電解質(zhì)時時連通；氬氣管三通位于液下罐罐體立管上，通過充放氬氣從而控制液下罐中的電解質(zhì)的量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；
自動控制系統(tǒng)包括DCS站、電子線路、壓力變送器、電磁閥等電器元件，其功能是實現(xiàn)現(xiàn)場檢測和控制。工作方式為DCS站通過壓力變送器采集電信號，控制電磁閥開啟程度； 調(diào)節(jié)充、放氬氣的量，達到控制電解槽液位的目的。手動控制旁路和自動控制閥并聯(lián)，在電解槽加料、出料以及電解槽出現(xiàn)異常等狀況下會引起電解槽液面的大幅波動，通過現(xiàn)場手動控制氬氣流量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；
壓力表分別安裝在液下罐立管上和液位指示管上方，壓力變送器與壓力表串聯(lián)，通過氬氣管道連接于氬氣站。所述的閥門，壓力表、壓力變送器等配件應(yīng)具備耐熱及防腐性能。本液位指示管壓力范圍600(T9800Pa，現(xiàn)場顯示精度10Pa ；液下罐壓力范圍 0. ΟΓΟ. 028MPa，現(xiàn)場顯示精度0. 002 MPa。本裝置采取制動控制和手動控制為一體的控制模式；液面“零”位確定后，正常工作狀態(tài)下P1、P2為一定范圍內(nèi)的定值。Pl為電解槽內(nèi)壓力，微負壓(TlOmm水柱；P2液位插管底部壓力。液位指示管上的壓力表檢測壓力為P1+P2，通過外接玻璃U型管在刻度尺上顯示水柱位置H1、H2值，其中H1、H2代表U型管中的水位，既“水柱”也代表一定的壓力； Pl - P2為液面“零”位，即工作理想液位。壓差變化超出一定范圍，則通過自控和手控均可以調(diào)整氬氣充放量，氬氣量以壓力形式控制液下罐內(nèi)的電解質(zhì)的量，達到控制液面的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，包括液位指示管、壓氣管道、液下罐、 氬氣管三通、壓力變送器、壓力表、自動控制通路、手動控制旁路，其中液位指示管為一個外接玻璃U型管，U玻璃型管固定在刻度尺上，管內(nèi)盛水用以指示壓差；液位指示管末端連接一個手動閥門，通過手動閥門進行吹送可隨時獲得平衡氣量的氬氣，以保證液位指示的準確度；液下罐為完全掩埋在電解質(zhì)中的儲罐，罐底有通孔，與罐外電解質(zhì)保持連通；氬氣管三通位于液下罐的罐體立管上，通過充放氬氣從而控制液下罐中的電解質(zhì)的量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；自動控制系統(tǒng)包括DCS站、電子線路、壓力變送器、電磁閥等電器元件，其功能是實現(xiàn)現(xiàn)場檢測，DCS站通過壓力變送器采集電信號，控制電磁閥開啟程度；調(diào)節(jié)充、放氬氣的量， 達到控制電解槽液位的目的；手動控制旁路和自動控制閥并聯(lián)，在電解槽加料、出料以及電解槽出現(xiàn)異常等狀況下會引起電解槽液面的大幅波動時，通過現(xiàn)場手動控制氬氣流量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位；壓力表分別安裝在液下罐立管上和液位指示管上方，壓力變送器與壓力表串聯(lián)，通過氬氣管道連接于氬氣站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，其特征是所述的閥門、壓力表、壓力變送器等配件均具備耐熱及防腐性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，其特征是所述的液位指示管顯示精度不低于20 ；液下罐壓力顯示精度不低于0. 005MPao
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，其特征是所述的液位指示管壓力范圍為600(T9800Pa，現(xiàn)場顯示精度為10Pa;液下罐壓力范圍為 0. ΟΓΟ. 028MPa，現(xiàn)場顯示精度為0. 002 MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，其特征是所述的U 型管為玻璃材質(zhì)，管內(nèi)液體為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于密閉電解槽液位檢測及控制的裝置，其特征是所述的工作方式為自動控制和機械控制即手動控制并存。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種用于密閉電解槽液位檢測及控制裝置，包括液位指示管、壓氣管道、液下罐、氬氣管三通、壓力變送器、壓力表、自動控制通路、手動控制旁路，通過手動閥門進行吹送可隨時獲得平衡氣量的氬氣，以保證液位指示的準確度；控制液下罐中的電解質(zhì)的量，進而控制電解槽中的電解質(zhì)液位。本發(fā)明裝置進行加料直觀、可靠，并且可在5分鐘之內(nèi)對液位進行控制調(diào)整；制作成本低，操作簡單；確保了電解工藝過程的安全實施，大大提高電解槽的電流效率；有效提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量；降低了電解系統(tǒng)的能耗。
文檔編號C25C3/04GK102337565SQ20111032779
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉彩霞 申請人:洛陽雙瑞萬基鈦業(yè)有限公司