一种中温电解制氟电解槽液封控制装置及方法与流程

本发明涉及电解制氟，尤其是涉及一种中温电解制氟电解槽液封控制装置及方法。

背景技术：

1、在核工业铀化工生产中需要大量氟气，是通过电解hf取得的，这一过程称为电解制氟工序。目前，国内电解制氟的主流设备为10ka中温电解槽，其氟化氢供料方式为气态氟化氢供料。由于氟化氢连续被电解消耗，为保持电解质酸度在工艺控制范围内，需要连续不断的向电解槽内加入气态氟化氢，且氟化氢分子具有缔合性质，难以实现精确计量，因此熔盐电解质中的氟化氢含量不易控制，需周期性地由人工对电解质中的氟化氢含量进行取样分析并测量液封，以此作为调节氟化氢加料量的依据。但一线操作人员需每天测量液封、取样分析，工作量较大，人员工作负荷重。需要一种能够降低操作人员劳动负荷和制氟电解槽生产运行安全风险的中温电解制氟电解槽液封控制装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中温电解制氟电解槽液封控制装置，该中温电解制氟电解槽液封控制装置能够降低操作人员劳动负荷和制氟电解槽生产运行安全风险。

2、本发明的目的还在于提供一种中温电解制氟电解槽液封控制方法，能够方便有效的推算电解槽当前的实际液封。

3、本发明提供一种中温电解制氟电解槽液封控制装置，包括液态氟化氢储存器，所述液体氟化氢储存器通过第一供料管连接若干液封控制装置，所述第一供料管上设有供料阀门，所述液封控制装置包括第二供料管和用于中温电解制氟的电解槽，所述第二供料管一端连接所述第一供料管，另一端连接排气管道，所述第二供料管通过若干液封管连接所述电解槽，所述电解槽底部设有称重装置。

4、优选地，所述液态氟化氢储存器连接氮气进气管道。

5、优选地，所述第一供料管在所述供料阀门与所述第二供料管之间设有过滤器。

6、优选地，所述第二供料管在所述第一供料管与所述液封管之间设有加料阀门，所述排气管道上设有排气阀门。

7、本发明还提供了一种中温电解制氟电解槽液封控制方法，包括以下步骤：

8、①计算无水氟化氢添加量：将根据电解槽内电解质质量结合电解质酸度控制范围，计算加入的无水氟化氢总重量m；

9、②确认初始液封高度：电解槽电流降零测量其液封高度h1，并取样分析电解质酸度，当电解质酸度为控制范围内最低值时，将称重装置清零；

10、③对电解槽进行加料：当称重装置显示重量为m时，关闭供料阀门，完成加料操作，并测量最终液封高度h2；

11、④维持电解槽内酸度：电解槽运行后，液封高度下降，当液封高度临近h1时，重复步骤③中加料操作，维持电解槽内酸度。

12、优选地，步骤①中电解质控制酸度范围为38.0％～40.2％(wt)。

13、优选地，步骤①中无水氟化氢总重量m的计算公式为：

14、

15、其中为电解质酸度控制范围内的最大值，为电解质酸度控制范围内的最小值，m电为电解槽内电解质质量。

16、优选地，步骤③中加料的具体步骤为：打开供料阀门，液态氟化氢储存器内气体氟化氢依次通过第一供料管、第二供料管和液封管进入电解槽内部，当称重装置显示重量为m时，关闭供料阀门，并测量最终液封高度h2。

17、优选地，步骤④电解槽运行过程中，称重装置显示值m与实时液封高度h实之间的关系为：

18、

19、称重装置显示值m与当前电解质酸度h+之间的关系为：

20、

21、优选地，步骤④中在电解槽运行时，对电解槽内电解质取样分析，确认当前电解质酸度。

22、有益效果：

23、本发明能够方便有效的根据质量推算电解槽当前的实际液封及酸度，能够降低操作人员劳动负荷和制氟电解槽生产运行安全风险，具有操作简单方便、易于实现、hf加料量控制精准、安全风险小，能够显著提升电解制氟系统的运行稳定性的优点。

技术特征：

1.一种中温电解制氟电解槽液封控制装置，其特征在于，包括液态氟化氢储存器，所述液体氟化氢储存器通过第一供料管连接若干液封控制装置，所述第一供料管上设有供料阀门，所述液封控制装置包括第二供料管和用于中温电解制氟的电解槽，所述第二供料管一端连接所述第一供料管，另一端连接排气管道，所述第二供料管通过若干液封管连接所述电解槽，所述电解槽底部设有称重装置。

2.根据权利要求1所述的中温电解制氟电解槽液封控制装置，其特征在于，所述液态氟化氢储存器连接氮气进气管道。

3.根据权利要求1所述的中温电解制氟电解槽液封控制装置，其特征在于，所述第一供料管在所述供料阀门与所述第二供料管之间设有过滤器。

4.根据权利要求1所述的中温电解制氟电解槽液封控制装置，其特征在于，所述第二供料管在所述第一供料管与所述液封管之间设有加料阀门，所述排气管道上设有排气阀门。

5.一种中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，步骤①中电解质控制酸度范围为38.0％～40.2％(wt)。

7.根据权利要求5所述的中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，步骤①中无水氟化氢总重量m的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，步骤③中加料的具体步骤为：打开供料阀门，液态氟化氢储存器内气体氟化氢依次通过第一供料管、第二供料管和液封管进入电解槽内部，当称重装置显示重量为m时，关闭供料阀门，并测量最终液封高度h2。

9.根据权利要求8所述的中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，步骤④电解槽运行过程中，称重装置显示值m与当前液封高度h之间的关系为：

10.根据权利要求5所述的中温电解制氟电解槽液封控制方法，其特征在于，步骤④中在电解槽运行时，对电解槽内电解质取样分析，确认当前电解质酸度。

技术总结
本发明涉及电解制氟技术领域，尤其是涉及一种中温电解制氟电解槽液封控制装置及方法。该装置包括液态氟化氢储存器，所述液体氟化氢储存器通过第一供料管连接若干液封控制装置，所述第一供料管上设有供料阀门，所述液封控制装置包括第二供料管和用于中温电解制氟的电解槽，所述第二供料管一端连接所述第一供料管，另一端连接排气管道，所述第二供料管通过若干液封管连接所述电解槽，所述电解槽底部设有称重装置。本发明能够方便有效的根据质量推算电解槽当前的实际液封及酸度，能够降低操作人员劳动负荷和制氟电解槽生产运行安全风险，能够显著提升电解制氟系统的运行稳定性的优点。

技术研发人员：马智刚,张凯,焦莅,魏刚,徐国庆,何亮,李彦玮,陈洁琼
受保护的技术使用者：中核四0四有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12