本发明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及其使用方法。
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CN203174204 U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。
技术实现要素：
本发明要解决的第一个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。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该装置的使用方法。
为了解决上述第一个技术问题，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。
本发明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。
本发明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。
为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种该电解槽用氟化氢自动化供料装置的使用方法，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，所有过程通过自控系统完成；对于多周期通料，通料周期数可预先输入自控系统中。
对于连接2台以上电解槽，按照同样的流程逐台完成电解槽的通料过程。
与现有技术相比，本发明所述的电解槽用氟化氢自动化供料装置具有以下优点：
(1)通过使用压力传感器和压力调节阀，自动控制氟化氢储罐压力，避免氟化氢钢瓶随着重量减少压力降低，使生产过程压力更稳定；同时使用大容量氟化氢储罐，避免了频繁更换钢瓶带来的安全隐患及人工成本增加。
(2)使用氟化氢流量调节阀和氟化氢流量计连锁控制管路中氟化氢流速并计量通入量，通料量可按预定值进行自动控制，确保电解槽平稳运行。
(3)通过氮气调节阀控制氮气总管压力，在氟化氢通料结束时，将通料管中的氟化氢吹入电解槽，且通过氮气压力调节阀控制氮气压力使氮气不进入电解槽，既避免了通料管内残存的氟化氢放空损失，又没有氮气引入电解槽，带出逸散的氟化氢。压力平衡阀用于再次进料前将通料管中的氮气排空至氢气放空系统，不进入电解槽，避免了氮气进入电解槽，减少氟化氢的逸散。
附图说明
图1是本发明实例中电解槽用氟化氢自动化供料装置的结构示意图。
其中：1.氟化氢储罐 2.储罐压力调节阀 3.储罐压力传感器 4.氮气压力调节阀 5.氮气压力传感器 6.液相出口阀 7.氟化氢流量调节阀 8.氟化氢流量计 9.氟化氢通料阀 10.压力平衡阀 11.氮气置换阀 12.电解槽 13.氟化氢通料总管 14.氮气总管 15.通料管
具体实施方式
为更详细地介绍本发明所提供的技术方案，下面结合实施例进行阐述。
如图1所示，本发明提供的电解槽用氟化氢自动化供料装置，包括大容量氟化氢储罐、调节阀、流量计、氟化氢总管、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液相出口阀6、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，并置于氟化氢通料阀9与氮气置换阀11之间；通料管15与电解槽12连接；所述电气回路包括电槽电流取样装置和自动控制系统。
经储罐压力调节阀4调节后的氮气引入氟化氢储罐1气相区，另一路氮气通过氮气压力调节阀4、氮气置换阀11连接至通料管15。
氟化氢储罐1设置储罐压力传感器3，通过压力传感器3与储罐压力调节阀2连锁，控制氟化氢储罐1压力。氮气总管14设置氮气压力传感器5，通过氮气压力传感器5与氮气压力调节阀4连锁，控制氮气总管14压力。
操作步骤为：
(1)在自控系统中输入通料周期，在一个通料周期内，自控系统采集电解槽12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12中的氟化氢量。
(2)自控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。
(3)在对单台电解槽12通料前打开压力平衡阀10，10秒后关闭，使通料管15中存留的氮气排放至氢气放空系统。
(4)打开单台电解槽12的氟化氢通料阀9，设定60L/h的流速，由氟化氢流量计8采集流量数据通过氟化氢流量调节阀7控制氟化氢的通入速度，通入电解槽12中的氟化氢量达到根据电流预先计算出来的量时，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氮气压力略小于通料管15插入电解槽12内液柱的压力.
(6)打开氮气置换阀11，10秒后关闭，将通料管内氟化氢吹入电解槽，同时保证氮气不引入电解槽。
以上是一台电解槽通料周期，所有过程通过自控系统完成。对于多台电解槽供料，按照同样的流程开始下一台电解槽的通料过程。