CN111501063A - 一种电解槽联锁停车系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电解槽联锁停车系统和方法，包括控制单元、第一高度传感器、第二高度传感器、阳极液高位槽、阴极液高位槽、电解槽和管道系统，其中所述阳极液高位槽和阴极液高位槽分别通过管道系统连接所述电解槽；控制单元分别连接第一高度传感器和第二高度传感器，用于根据阳极液高位槽的当前液位高度、阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据联锁停机信号切断所述电解槽的电源。本发明保证了当触发联锁停车后电解槽的安全。

Description

一种电解槽联锁停车系统和方法
技术领域
本发明涉及电解槽领域，尤其涉及一种电解槽联锁停车系统和方法。
背景技术
当前氯碱行业传统电解槽工艺设计中，存在的一个隐患是当电解槽系统在某种因素触发联锁停车时，若阳极液高位槽的液位不足以使电解槽阳极室充满时，不能及时赶走氯气，离子膜容易被氯气腐蚀，造成针孔或大面积损坏，而停车后阳极室顶部氯气滞留，氯气向膜内扩散，造成膜的腐蚀；另一个隐患是电解槽系统在某种因素触发联锁停车时，若阴极液高位槽的液位不足以使电解槽阴极室充满时，不能及时赶走氢气，可能引发电解槽闪爆，而氢气通过离子膜针孔等已损坏的部位进入阳极，混入氯气中，氯中含氢达到爆炸极限5％-87.5％时即可能爆炸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电解槽联锁停车系统和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电解槽联锁停车系统，包括控制单元、第一高度传感器、第二高度传感器、阳极液高位槽、阴极液高位槽、电解槽和管道系统，其中所述阳极液高位槽和所述阴极液高位槽分别通过所述管道系统连接所述电解槽；
所述第一高度传感器连接所述阳极液高位槽，用于测量阳极液高位槽的当前液位高度；
所述第二高度传感器连接所述阴极液高位槽，用于测量所述阴极液高位槽的当前液位高度；
所述控制单元分别连接所述第一高度传感器和所述第二高度传感器，用于根据所述阳极液高位槽的当前液位高度、所述阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据所述联锁停机信号切断所述电解槽的电源。
本发明的有益效果是：通过高度传感器实时监测阳极液高位槽和阴极液高位槽的液位高度，并根据当前阳极液高位槽的液位高度、当前阴极液高位槽的液位高度和低液位报警值的比较结果，确定是否报警或联锁停机，保证了当触发联锁停车后的安全。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且所述第一低液位报警大于所述第二低液位报警值，则所述控制单元用于，当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第一低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第二低液位报警值时，发出联锁停机信号并切断所述电解槽的电源。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过阳极液高位槽的当前液位高度、第一低液位报警值和第二低液位报警值的比较结果，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，保证阳极液高位槽的液位高度，可及时赶走氯气，防止离子膜被氯气腐蚀。
进一步地，所述低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且所述第三低液位报警大于所述第四低液位报警值，则所述控制单元用于，当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第三低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第四低液位报警值时，发出联锁停机信号。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过阴极液高位槽的当前液位高度、第三低液位报警值和第四低液位报警值的比较结果，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，保证阴极液高位槽的液位高度，可及时赶走氢气，防止引发电解槽的闪爆。
进一步地，所述控制单元，还用于根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阳极室的数量、预设阳极室气相空间占比和所述阳极室的容积，确定所述第二低液位报警值；
进一步地，所述控制单元还用于根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阴极室的数量、预设阴极室气相空间占比和所述阴极室的容积，确定所述第四低液位报警值。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过电解槽的数量、电解槽中的阳极室的数量、阴极室的数量、阳极液高位槽的容积、阴极液高位槽的容积、预设阴极室气相空间占比和预设阳极室气相空间占比，确定第二低液位报警值和第四低液位报警值，可保证阳极液高位槽的液位高度能充满电解槽中的所有阳极室，阴极液高位槽的液位高度能充满电解槽中的所有阴极室，确保阳极室充满，不会造成离子膜被氯气腐蚀，同时阴极室充满，不会造成电解槽闪爆。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种电解槽联锁停车方法，包括以下步骤；
获取阳极液高位槽的当前液位高度；
获取阴极液高位槽的当前液位高度；
根据所述阳极液高位槽的当前液位高度、所述阴极液高位槽的当前液位高度和所述低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据所述联锁停机信号切断电解槽的电源。
本发明的有益效果是：通过实时监测阳极液高位槽和阴极液高位槽的液位高度，并根据当前阳极液高位槽的液位高度、当前阴极液高位槽的液位高度和低液位报警值的比较结果，确定是否报警或联锁停机，保证了快速置换出氢气和氯气，从根本上降低了氯气中的含氢量，保证了当触发联锁停车后的安全。
进一步地，
所述低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且所述第一低液位报警大于所述第二低液位报警值；当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第一低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第二低液位报警值时，发出联锁停机信号并切断所述电解槽的电源。
进一步地，
所述低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且所述第三低液位报警大于所述第四低液位报警值，当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第三低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第四低液位报警值时，发出联锁停机信号。
进一步地，所述方法还包括：
根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阳极室的数量、预设阳极室气相空间占比和所述阳极室的容积，确定所述第二低液位报警值；
进一步地，所述方法还包括：根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阴极室的数量、预设阴极室气相空间占比和所述阴极室的容积，确定所述第四低液位报警值。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电解槽联锁停车系统的示意性结构图；
图2为本发明另一实施例提供的一种电解槽联锁停车方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1电解槽联锁停车系统的示意性结构图所示：
电解槽联锁停车系统包括控制单元1、第一高度传感器3、第二高度传感器5、阳极液高位槽2、阴极液高位槽4、电解槽6和管道系统，其中阳极液高位槽和阴极液高位槽分别通过管道系统连接电解槽；
第一高度传感器3连接阳极液高位槽2，用于测量阳极液高位槽的当前液位高度。第二高度传感器5连接阴极液高位槽4，用于测量阴极液高位槽的当前液位高度。
控制单元1分别连接第一高度传感器3和第二高度传感器5，用于根据阳极液高位槽的当前液位高度、阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据联锁停机信号切断电解槽的电源。
基于上述实施例提供的电解槽联锁停车系统，通过高度传感器实时监测阳极液高位槽和阴极液高位槽的液位高度，并根据当前阳极液高位槽的液位高度、当前阴极液高位槽的液位高度和低液位报警值的比较结果，确定是否报警或联锁停机，保证了快速置换出氢气和氯气，从根本上降低了氯气中的含氢量，保证了当触发联锁停车后的安全。
进一步地，低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且第一低液位报警大于第二低液位报警值，控制单元1用于当判断阳极液高位槽的当前液位高度小于第一低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断阳极液高位槽的当前液位高度小于第二低液位报警值时，发出联锁停机信号并切断电解槽的电源。
基于上述实施例通过阳极液高位槽的当前液位高度、第一低液位报警值和第二低液位报警值的比较结果，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，保证阳极液高位槽的液位高度，可及时赶走氯气，防止离子膜被氯气腐蚀。
进一步地，低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且第三低液位报警大于第四低液位报警值，控制单元1用于当判断阴极液高位槽的当前液位高度小于第三低液位报警值时，发出报警信号。
或当判断阴极液高位槽的当前液位高度小于第四低液位报警值时，发出联锁停机信号。
基于上述实施例中通过阴极液高位槽的当前液位高度、第三低液位报警值和第四低液位报警值的比较结果，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，保证阴极液高位槽的液位高度，可及时赶走氢气，防止引发电解槽的闪爆。
进一步地，控制单元1，还用于根据所述电解槽的数量、每一个电解槽中的阳极室的数量、预设阳极室气相空间占比和阳极室的容积，确定第二低液位报警值；
控制单元1，还用于根据电解槽的数量、每一个电解槽中的阴极室的数量、预设阴极室气相空间占比和阴极室的容积，确定第四低液位报警值。
应理解，根据电解槽的数量、每一个电解槽中的阳极室的数量、阳极液高位槽的容积、预设阳极室气相空间占比，确定第二低液位报警值的方法有很多，也可具体地根据以下例子得到：每一个阳极室的容积是0.097立方米，一共有6台电解槽，每一个电解槽中有182个阳极室，预设阳极室气相空间占比是30％时，6个电解槽的阳极最大气相容积是0.097*182*6*30％＝31.78立方米，则第二低液位报警值是31.78。
每一个阴极室的容积是0.097立方米，每一个电解槽中有183个阴极室，预设阴极室气相空间占比是10％，则6个电解槽的阴极最大气相容积是0.097*182*6*10％＝7.97立方米，则第四低液位报警值是7.97。
其中预设阴极室气相空间占比和预设阳极室气相空间占比根据实际生产中的经验数据确定。
基于上述实施例通过电解槽的数量、电解槽中的阳极室的数量、阴极室的数量、阳极液高位槽的容积、阴极液高位槽的容积、预设阴极室气相空间占比和预设阳极室气相空间占比，确定第二低液位报警值和第四低液位报警值，可保证阳极液高位槽的液位高度能充满电解槽中的所有阳极室，阴极液高位槽的液位高度能充满电解槽中的所有阴极室，确保阳极室充满，不会造成离子膜被氯气腐蚀，同时阴极室充满，不会造成电解槽闪爆。
进一步地，管道系统包括阳极入口总管161、多个阳极入口软管162、阴极入口总管165和多个阴极入口软管164，阳极入口总管161中有多个出液口，阴极入口总管165中有多个出液口，阳极液高位槽的出液口连接阳极入口总管161的第一端，阳极入口总管161中的出液口连接阳极入口软管的第一端，阳极入口软管162的第二端连接电解槽中的一个阳极室，阴极液高位槽的出液口连接阴极入口总管的第一端，阴极入口总管165中的一个出液口连接阴极入口软管的第一端，阴极入口软管164的第二端连接电解槽中的一个阴极室。
如图2电解槽联锁停车方法的示意性流程图所示，电解槽联锁停车方法包括以下步骤：
110、获取阳极液高位槽的当前液位高度。
120、获取阴极液高位槽的当前液位高度。
130、根据阳极液高位槽的当前液位高度、阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据联锁停机信号切断电解槽的电源。
进一步地，步骤130中具体包括：
131、低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且第一低液位报警大于第二低液位报警值，分别比较阳极液高位槽的当前液位高度、第一低液位报警值和第二低液位报警值。
当判断阳极液高位槽的当前液位高度小于第一低液位报警值时，执行步骤133。
当判断阳极液高位槽的当前液位高度小于第二低液位报警值时，执行步骤134。
133、发出报警信号。
134、发出联锁停机信号并切断电解槽的电源。
进一步地，步骤130中具体包括：
132、低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且第三低液位报警大于第四低液位报警值，分别比较阴极液高位槽的当前液位高度、第三低液位报警值和第四低液位报警值；
当判断阴极液高位槽的当前液位高度小于第三低液位报警值时，执行步骤133。
当判断阴极液高位槽的当前液位高度小于第四低液位报警值时，执行步骤134。
进一步地，步骤110之前还包括根据电解槽的数量、每一个电解槽中的阳极室的数量、阳极液高位槽的容积和预设阳极室气相空间占比，确定第二低液位报警值；
和/或根据电解槽的数量、每一个电解槽中的阴极室的数量、阴极液高位槽的容积和预设阴极室气相空间占比，确定第四低液位报警值。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电解槽联锁停车系统，其特征在于，包括控制单元、第一高度传感器、第二高度传感器、阳极液高位槽、阴极液高位槽、电解槽和管道系统，其中，所述阳极液高位槽和所述阴极液高位槽分别通过所述管道系统连接所述电解槽；
所述第一高度传感器连接所述阳极液高位槽，用于测量阳极液高位槽的当前液位高度；
所述第二高度传感器连接所述阴极液高位槽，用于测量所述阴极液高位槽的当前液位高度；
所述控制单元分别连接所述第一高度传感器和所述第二高度传感器，用于根据所述阳极液高位槽的当前液位高度、所述阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据所述联锁停机信号切断所述电解槽的电源。
2.根据权利要求1所述的电解槽联锁停车系统，其特征在于，
所述低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且所述第一低液位报警大于所述第二低液位报警值，则所述控制单元用于，当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第一低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第二低液位报警值时，发出联锁停机信号并切断所述电解槽的电源。
3.根据权利要求1所述的电解槽联锁停车系统，其特征在于，
所述低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且所述第三低液位报警大于所述第四低液位报警值，则所述控制单元用于，当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第三低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第四低液位报警值时，发出联锁停机信号。
4.根据权利要求2所述的电解槽联锁停车系统，其特征在于，
所述控制单元，还用于根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阳极室的数量、预设阳极室气相空间占比和所述阳极室的容积，确定所述第二低液位报警值。
5.根据权利要求3所述的电解槽联锁停车系统，其特征在于，所述控制系统，还用于根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阴极室的数量、预设阴极室气相空间占比和所述阴极室的容积，确定所述第四低液位报警值。
6.一种电解槽联锁停车方法，基于权利要求1-5中任一项所述的电解槽联锁停车系统，其特征在于，包括以下步骤：
获取阳极液高位槽的当前液位高度；
获取阴极液高位槽的当前液位高度；
根据所述阳极液高位槽的当前液位高度、所述阴极液高位槽的当前液位高度和低液位报警值，确定是否发出报警信号或联锁停机信号，并根据所述联锁停机信号切断电解槽的电源。
7.根据权利要求6所述的电解槽联锁停车方法，其特征在于，
所述低液位报警值包括第一低液位报警值和第二低液位，且所述第一低液位报警大于所述第二低液位报警值；当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第一低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阳极液高位槽的当前液位高度小于所述第二低液位报警值时，发出联锁停机信号并切断所述电解槽的电源。
8.根据权利要求6所述的电解槽联锁停车方法，其特征在于，
所述低液位报警值包括第三低液位报警值和第四低液位，且所述第三低液位报警大于所述第四低液位报警值，当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第三低液位报警值时，发出报警信号；
或当判断所述阴极液高位槽的当前液位高度小于所述第四低液位报警值时，发出联锁停机信号。
9.根据权利要求7所述的电解槽联锁停车方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阳极室的数量、预设阳极室气相空间占比和所述阳极室的容积，确定所述第二低液位报警值。
10.根据权利要求8所述的电解槽联锁停车方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述电解槽的数量、每一个所述电解槽中的阴极室的数量、预设阴极室气相空间占比和所述阴极室的容积，确定所述第四低液位报警值。
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孙华营: "液位显示控制仪在液位自动控制中的应用 ", 《氯碱工业》 *
张丽等: "氯碱工业离子膜电解槽内气液两相流动特性 ", 《高校化学工程学报》 *
永济农药厂: "盐水高位槽液位自动控制", 《氯碱工业》 *
王斌: "《传感器检测与应用》", 31 October 2014, 国防工业出版社 *

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