一种安全智能的电解制氟装置的制作方法

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1.本实用新型属于电解制氟技术领域，具体涉及一种安全智能的电解制氟装置。

背景技术：

2.源于军工的电解制氟技术随着氟的应用领域快速扩展，新的含氟化学品不断被开发，而不断向着高效、节能、环保的方向逐步升级。以往国内采用的制氟电解槽一直沿用国外技术，为了避免电解质对槽体内部金属元件的腐蚀，电解槽主体部件大量采用了昂贵的合金材料。从上世纪60年代至今，制氟电解槽从全镁合金制作的高温型电解槽，演变到全镍合金制作的中温型电解槽，到目前国内又普遍采用以碳钢为主，辅以少量镍合金制作的电解槽，制氟成本不断降低，制氟能力不断提升。但是，由于电解制氟原料的强腐蚀性，各型电解槽始终摆脱不了易腐蚀、寿命短、工作环境差、劳动强度高、安全性低等诸多弊病。
3.目前国内普遍的制氟电解槽采用的是槽体与阴极分离设计，在加工过程中，需要另外加工一个阴极框。安装过程中，需要将阴极框先装入槽体再装入阳极。这样不仅组装繁琐，检修时还必须拆除阴极母排，加大了检修的工作量。对阴极框的加工尺寸要求也很高，运行时阴极框易腐蚀变形，而且还多了一道密封工序。最重要的是该型电解槽的槽体和换热管在电解质的作用下极易腐蚀，不仅造成电解质杂质增高影响运行效率，降低电解槽的使用寿命，同时对人身、设备安全和环境也构成了极大的威胁。
4.传统的制氟电解槽在氟化氢加料操作时采用人工方式，操作人员频繁接触氟化氢，极易造成安全事故。在对电解液的液位控制方面，采用人工定期测量，一旦槽内换热水管腐蚀漏水，如果不能及时发现，将对整个生产系统造成严重后果，危及人身和设备安全，造成环境污染。由于电解槽运行期间阴阳极压力随后系统情况容易出现波动，目前传统方法是设定一个极限值，超过该数值时对电解槽强行断电，以期保护设备，但是这种突然断电的办法会造成因为气体瞬间减少又进一步导致阴阳极压力波动加剧的可能，对系统的安全稳定运行构成了隐患。经过发明人长期摸索与改进，开发出3ka,5ka,10ka等一系列以碳钢材质为主体的智能型制氟电解槽。

技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供一种安全智能的电解制氟装置。
6.为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：
7.一种安全智能的电解制氟装置，包括电解槽，电解槽内侧槽底与阴极紧密连接，构成一体化结构，电解槽的槽底外部连接有阴极导电铜排，从而增加阴极与电解槽接触面积；电解槽上方盖有盖板，盖板上设有若干供铜吊架贯穿的开孔，铜吊架与电解槽外部的阳极导电铜排连接；阳极导电铜排和阴极导电铜排分别与电源连接。
8.进一步的，还包括自动供料与吹扫系统，自动供料与吹扫系统包括hf钢瓶、电子秤和dcs中控系统，hf钢瓶通过管道向电解槽内部输送氟化氢，同时电子称设置在hf钢瓶下方来监测hf钢瓶的hf使用量；同时dcs中控系统分别与hf钢瓶控制阀连接，与电源、电子秤信
息联锁，dcs中控系统根据电解槽运行所消耗氟化氢的量，自动控制hf钢瓶的氟化氢加料量，以保证电解槽内电解液的酸度；加料完毕后，dcs中控系统自动控制外部设备送入氮气来吹扫加料管道。
9.进一步的，还包括自动监测液面系统，自动监测液面系统包括雷达液位计，雷达液位计设置在电解槽内部，与电源、换热循环水阀门信息联锁，当雷达液位计监测到液位出现异常时，换热循环水阀门自动关闭及电源自动断电。
10.进一步的，还包括自动平衡压力系统，自动平衡压力系统包括尾气处理器以及设置在阴阳两极的压力传感器，两个压力传感器与设置在气体管道里的控制阀信息联锁，当检测到压力异常升高时，控制阀自动打开，将气体引入尾气管道从尾气处理器排除；若检测到压力异常降低时，自动补充惰性气体。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：降低了设备加工成本，缩短了检修、安装时间；提高了电解制氟的安全性；现场无需人员值守，节约人工成本；减少了盖板与槽体之间的泄漏点，增强了密闭性；有效的改善了中温电解槽腐蚀情况，减少了废水与危险固体废弃物的产生，保护了环境。
附图说明
12.图1为本实用新型的内部结构示意图；
13.图2为本实用新型的整体连接结构示意图。
14.图中，1-电解槽，2-盖板，3-阳极导电铜排，4-铜吊架，5-阴极，6-电源，7-阴极导电铜排；8-雷达液位计，9-hf钢瓶，10-电子秤，11-dcs中控系统，12-尾气处理器。
具体实施方式
15.以下参照具体的实施例来说明本实用新型。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，其不以任何方式限制本实用新型的范围。
16.一种安全智能的电解制氟装置，如图1至图2所示，包括电解槽1，电解槽1内侧槽底与阴极5紧密连接，构成一体化结构，电解槽1的槽底外部连接有阴极导电铜排7，从而增加阴极5与电解槽1接触面积；电解槽1上方盖有盖板2，盖板2上设有若干供铜吊架4贯穿的开孔，铜吊架4与电解槽1外部的阳极导电铜排3连接；阳极导电铜排3和阴极导电铜排7分别与电源6连接；
17.还包括自动供料与吹扫系统、自动监测液面系统和自动平衡压力系统；自动供料与吹扫系统包括hf钢瓶9、电子秤10和dcs中控系统11，hf钢瓶9通过管道向电解槽1内部输送氟化氢，同时电子称10设置在hf钢瓶9下方来监测hf钢瓶9的hf使用量；同时dcs中控系统11分别与hf钢瓶9的控制阀连接，与电源6、电子秤10信息联锁，dcs中控系统11根据电解槽1运行所消耗氟化氢的量，自动控制hf钢瓶9的氟化氢加料量，以保证电解槽1内电解液的酸度；加料完毕后，dcs中控系统11自动控制外部设备送入氮气来吹扫加料管道；
18.自动监测液面系统包括雷达液位计8，雷达液位计8设置在电解槽1内部，与电源6、换热循环水阀门信息联锁，当雷达液位计8监测到液位出现异常时，换热循环水阀门自动关闭及电源6自动断电；
19.自动平衡压力系统包括尾气处理器12以及设置在阴阳两极的压力传感器，两个压
力传感器与设置在气体管道里的控制阀信息联锁，当检测到压力异常升高时，控制阀自动打开，将气体引入尾气管道从尾气处理器12排除；若检测到压力异常降低时，自动补充惰性气体。
20.本实用新型的工作原理：
21.（1）采用了槽体与阴极的一体化设计，有效避免了电解质对槽体的腐蚀问题，极大的延长了电解槽的使用寿命；
22.（2）采用了自动化加料系统，有效提高了加料的准确性，避免了操作人员频繁接触氟化氢而产生的安全隐患；
23.（3）采用了液位监控报警自动切断系统，能够在电解槽换热管腐蚀漏水时立即自动关闭系统，很大程度地提升了电解制氟系统运行的安全性；
24.（4）采用了电解槽阴阳极压力监控自动补偿系统，能够在电解槽两极压力异常波动时自动引入惰性气体或将气体引入尾气净化系统，以维持正常压力，有效提升了电解槽稳定性和制氟系统的安全性。

技术特征：

1.一种安全智能的电解制氟装置，其特征在于，包括电解槽，电解槽内侧槽底与阴极紧密连接，构成一体化结构，电解槽的槽底外部连接有阴极导电铜排，从而增加阴极与电解槽接触面积；电解槽上方盖有盖板，盖板上设有若干供铜吊架贯穿的开孔，铜吊架与电解槽外部的阳极导电铜排连接；阳极导电铜排和阴极导电铜排分别与电源连接。2.如权利要求1所述的安全智能的电解制氟装置，其特征在于，还包括自动供料与吹扫系统，自动供料与吹扫系统包括hf钢瓶、电子秤和dcs中控系统，hf钢瓶通过管道向电解槽内部输送氟化氢，同时电子称设置在hf钢瓶下方来监测hf钢瓶的hf使用量；同时dcs中控系统分别与hf钢瓶控制阀连接，与电源、电子秤信息联锁，dcs中控系统根据电解槽运行所消耗氟化氢的量，自动控制hf钢瓶的氟化氢加料量，以保证电解槽内电解液的酸度；加料完毕后，dcs中控系统自动控制外部设备送入氮气来吹扫加料管道。3.如权利要求1所述的安全智能的电解制氟装置，其特征在于，还包括自动监测液面系统，自动监测液面系统包括雷达液位计，雷达液位计设置在电解槽内部，与电源、换热循环水阀门信息联锁，当雷达液位计监测到液位出现异常时，换热循环水阀门自动关闭及电源自动断电。4.如权利要求1所述的安全智能的电解制氟装置，其特征在于，还包括自动平衡压力系统，自动平衡压力系统包括尾气处理器以及设置在阴阳两极的压力传感器，两个压力传感器与设置在气体管道里的控制阀信息联锁，当检测到压力异常升高时，控制阀自动打开，将气体引入尾气管道从尾气处理器排除；若检测到压力异常降低时，自动补充惰性气体。

技术总结

本实用新型公开了一种安全智能的电解制氟装置，包括电解槽，电解槽内侧槽底与阴极紧密连接，构成一体化结构，电解槽的槽底外部连接有阴极导电铜排，从而增加阴极与电解槽接触面积；电解槽上方盖有盖板，盖板上设有若干供铜吊架贯穿的开孔，铜吊架与电解槽外部的阳极导电铜排连接；阳极导电铜排和阴极导电铜排分别与电源连接。本实用新型采用了槽体与阴极的一体化设计，有效避免了电解质对槽体的腐蚀问题，极大的延长了电解槽的使用寿命；同时有效提高了加料的准确性，避免了操作人员频繁接触氟化氢而产生的安全隐患；很大程度地提升了电解制氟系统运行的安全性；有效提升了电解槽稳定性和制氟系统的安全性。定性和制氟系统的安全性。定性和制氟系统的安全性。