CN205948695U - 一种浓硫酸稀释自动控制生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种浓硫酸稀释自动控制生产线，包括由PLC控制系统装置1来进行控制并通过管道来进行相连的浓硫酸储罐20、DI水储罐27、混酸器13、稀硫酸储罐45，浓硫酸稀释自动控制生产线还包括抽风系统18和防护设备；混酸器13上端、下端均连接酸雾冷凝器30，混酸器13与浓硫酸储罐20之间通过浓硫酸配料喷头14、浓硫酸配料手动阀15、浓硫酸流量计16、浓硫酸配料电动调节阀19来进行连通控制；混酸器13与DI水储罐27之间通过DI水配料喷头33、浓硫酸配料手动阀15、DI水流量计16、DI水配料电动调节阀23来进行连通控制；混酸器13与稀硫酸储罐45之间通过高温冷却管36、中温冷却器8、智能温度酸度测量仪38来连通控制。

Description

一种浓硫酸稀释自动控制生产线

技术领域

本实用新型涉及化工自动控制生产线的技术领域，特别涉及一种浓硫酸稀释自动控制生产线。

背景技术

在化工行业，硫酸是基本化学工业中重要的产品之一，它的应用范围日益扩大，需求量不断增加，它是一种重要的工业原料，而且还广泛地应用于工业、农业、国防、医药及日常生活等其它国民经济领域。硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，具有很强的腐蚀性和氧化性，高浓度的硫酸有强烈的吸水性，与水混合时会放出大量的热能，如果散热不良、操作不当，就会产生严重的安全事故。另外，市场上通常出售的是98%的浓硫酸，而实际使用时一般采用的是低浓度的硫酸，因而需要将浓硫酸稀释。传统的手工稀释普遍存在效率低、危险性高、配制精度低、劳动强度大等缺点，因此，在化工行业，硫酸稀释这样的高危险性操作实行自动化操作迫在眉睫。随着现代科学技术的快速发展，以及计算机网络技术、PLC控制技术的广泛应用，硫酸稀释实现自动化控制可以实现，但现有的浓硫酸稀释生产线的设计传统老旧，自动化程度较低，稀释浓度难以进行，精度较低，冷却速度慢，生产线的防腐性能一般，安全保护性能较低，成本造价高昂，难以连续工作，操作繁琐复杂，工作不够安全可靠，稀释效率较低。而且，但现在市面上的浓硫酸稀释生产线多数采用石墨材料来制作冷凝器，成本造价高昂，而且石墨会氧化，影响设备使用寿命和硫酸产品的品质。

因此，如何实现一种全自动化稀释功能，稀释浓度自动调节，稀释精度高，冷却速度快，增强了防腐性能和安全保护性能，安全性能高，成本较低，可连续工作，操作简单，安全可靠，稀释效率及稀释品质高的浓硫酸稀释自动控制生产线是业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种浓硫酸稀释自动控制生产线，旨在实现一种全自动化稀释功能，稀释浓度自动调节，稀释精度高，冷却速度快，增强了防腐性能和安全保护性能，安全性能高，成本较低，可连续工作，操作简单，安全可靠，稀释效率及稀释品质高的浓硫酸稀释自动控制生产线。

本实用新型提出一种浓硫酸稀释自动控制生产线，包括由PLC控制系统装置来进行控制并通过管道来进行相连的浓硫酸储罐、DI水储罐、混酸器、稀硫酸储罐，浓硫酸稀释自动控制生产线还包括抽风系统和防护设备；混酸器上端、下端均连接酸雾冷凝器，混酸器与浓硫酸储罐之间通过浓硫酸配料喷头、浓硫酸配料手动阀、浓硫酸流量计、浓硫酸配料电动调节阀来进行连通控制；混酸器与DI水储罐之间通过DI水配料喷头、浓硫酸配料手动阀、DI水流量计、DI水配料电动调节阀来进行连通控制；混酸器与稀硫酸储罐之间通过高温冷却管、中温冷却器、智能温度酸度测量仪来连通控制；浓硫酸储罐的进料口与浓硫酸进料气动电磁阀、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵连通，浓硫酸液位控制器控制浓硫酸进料气动电磁阀、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵的工作；稀硫酸储罐的出料口与稀硫酸出料气动电磁阀和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵连通，稀硫酸液位控制器控制稀硫酸出料气动电磁阀和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵的工作，DI水储罐的进水口与由DI水液位控制器控制的DI水进水电磁阀连通；冷却水循环增压控制系统包括冷却水收集冷却池、中温冷却水槽、高温冷却水槽、酸雾冷却水管，冷却水循环增压控制系统通过冷却水循环变频水泵、循环冷却水进水电磁阀、自来水进水电磁阀实现循环冷却水与自来水的切换，冷却水循环增压控制系统通过中温冷却水槽手动进水阀、高温冷却水槽手动进水阀、酸雾冷却管手动进水阀、冷却水收集水管、冷却水收集冷却散热器、水管来进行连通及控制。

优选地，DI水储罐、浓硫酸储罐和稀硫酸储罐均设有液位自动控制开关。

优选地，混酸器顶部装有可将配酸时产生的大量酸雾冷凝为液态硫酸后回收的酸雾冷凝器。

优选地，中温冷却器的冷凝管采用石英玻璃制成，且冷凝管采用多管并联结构。

本实用新型提供一种浓硫酸稀释自动控制生产线，是一种应用于腐蚀性强、危险性高的硫酸稀释的生产线。本浓硫酸稀释自动控制生产线采用流道流量自动控制法来自动调节稀酸的浓度，并根据智能酸度检测仪反馈的数据自动修正混酸过程中出现的误差。为了提高设备的性能，利用PLC技术、变频技术、人机界面等技术，设计了PLC控制系统装置、人机界面、冷却循环水泵变频调速系统、液位控制系统、增压气动部分自动控制系统，组成机、气、电一体化自动生产线，达到自动稀释的目的。其中利用触摸屏技术来实现人机对话、操作机器、设置和调节各种参数等功能操作，并利用触摸屏显示生产线的运行状态，一旦出现故障，可强行停止和启动生产线的运行。利用液位控制系统来实现物料进料、配料和出料的自动控制。利用变频技术可以调整、控制冷却循环水泵的速度，达到节水的目的。

本浓硫酸稀释自动控制生产线采用可编程逻辑控制器PLC的控制系统和触摸屏作为其控制主体。在硬件连接上，控制系统与触摸屏和各种设备直接联系，从触摸屏获取产品资料和生产参数，以及依据生产线中各种传感器，控制全套设备的动作逻辑，实现了总体的控制逻辑和功能，提高生产效率和稀释精度。

本浓硫酸稀释自动控制生产线适应各种强腐蚀危险化学品的稀释，适用范围十分广泛，可以根据实际生产能力来选定混酸器和冷却器的数量，可以自由确定混酸器和冷却器的数量。

混酸过程采取三段冷却法：混酸时产生的大量酸雾在酸雾冷凝器里液化降温冷凝为液态硫酸后回流到混酸器内，实现了废气零排放；再经过高温冷却管和中温冷却器冷却，冷凝管采用的石英玻璃制成，具有强度高、耐腐蚀和抗氧化能力强、成本低、冷却速度快、效率高的优点；冷却水设有自来水和循环冷却水选择功能，启动循环增压控制系统时，冷却水能循环使用，节能环保。

本浓硫酸稀释自动控制生产线可以实现浓硫酸稀释的自动化操作生产，可调节稀释浓硫酸，适用于批量稀释各种浓度的硫酸的生产线，且有产品精度高，操作方便，节能环保，安全可靠，成本低的优点。

本实用新型实现了一种全自动化稀释功能，稀释浓度自动调节，稀释精度高，冷却速度快，增强了防腐性能和安全保护性能，安全性能高，成本较低，可连续工作，操作简单，安全可靠，稀释效率及稀释品质高的浓硫酸稀释自动控制生产线。

附图说明

图1为本实用新型一种浓硫酸稀释自动控制生产线的一实施例的结构示意图，图中显示有PLC控制系统装置1、压缩空气瓶2、浓硫酸进料气动泵3、浓硫酸进料气动电磁阀4、循环冷却水进水电磁阀5、自来水进水电磁阀6、中温冷却水槽手动进水阀7、中温冷却器8、中温冷却水槽9、中温冷却水温度计10、高温冷却水槽手动进水阀11、酸雾冷却管手动进水阀12、混酸器13、浓硫酸配料喷头14、浓硫酸配料手动阀15、浓硫酸流量计16、混硫酸冷却喷淋洒水头17、抽风系统18、浓硫酸配料电动调节阀19、浓硫酸储罐20、浓硫酸储罐通气孔21、浓硫酸液位控制器22、DI水配料电动调节阀23、DI水液位控制器24、DI水储罐通气孔25、DI水进水电磁阀26、DI水储罐27、浓硫酸防泄漏池28、防护罩29、酸雾冷凝器30、DI水流量计31、DI水手动控制阀32、DI水配料喷头33、酸雾冷却水管34、高温冷却水槽35、高温冷却管36、冷却水收集水管37、智能温度酸度检测仪38、稀硫酸储罐通气孔39、稀硫酸液位控制器40、稀硫酸温度计41、稀硫酸出料气动泵42、稀硫酸防泄漏池43、稀硫酸出料电磁阀44、稀硫酸储罐45、冷却水收集池冷却溢流管46、冷却水收集冷却散热器47、冷却水收集冷却池48、冷却水循环变频水泵49；

图2为本实用新型一种浓硫酸稀释自动控制生产线的一实施例中PLC控制系统装置的工作原理方框图；

图3为本实用新型一种浓硫酸稀释自动控制生产线的一实施例中高温冷却管的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1至图3，提出本实用新型的一种浓硫酸稀释自动控制生产线的一实施例，包括由PLC控制系统装置1来进行控制并通过管道来进行相连的浓硫酸储罐20、DI水储罐27、混酸器13、稀硫酸储罐45，浓硫酸稀释自动控制生产线还包括抽风系统18和防护设备。

混酸器13上端、下端均连接酸雾冷凝器30，混酸器13与浓硫酸储罐20之间通过浓硫酸配料喷头14、浓硫酸配料手动阀15、浓硫酸流量计16、浓硫酸配料电动调节阀19来进行连通控制。

混酸器13与DI水储罐27之间通过DI水配料喷头33、浓硫酸配料手动阀15、DI水流量计16、DI水配料电动调节阀23来进行连通控制。

混酸器13与稀硫酸储罐45之间通过高温冷却管36、中温冷却器8、智能温度酸度测量仪38来连通控制。

浓硫酸储罐20的进料口与浓硫酸进料气动电磁阀4、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵3连通，浓硫酸液位控制器22控制浓硫酸进料气动电磁阀4、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵3的工作。

稀硫酸储罐45的出料口与稀硫酸出料气动电磁阀44和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵42连通，稀硫酸液位控制器40控制稀硫酸出料气动电磁阀44和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵42的工作，DI水储罐27的进水口与由DI水液位控制器24控制的DI水进水电磁阀26连通。

冷却水循环增压控制系统包括冷却水收集冷却池48、中温冷却水槽9、高温冷却水槽35、酸雾冷却水管34，冷却水循环增压控制系统通过冷却水循环变频水泵49、循环冷却水进水电磁阀5、自来水进水电磁阀6实现循环冷却水与自来水的切换，冷却水循环增压控制系统通过中温冷却水槽手动进水阀7、高温冷却水槽手动进水阀11、酸雾冷却管手动进水阀12、冷却水收集水管37、冷却水收集冷却散热器47、水管来进行连通及控制。

设有冷却水循环变频水泵49等组成的冷却水循环增压控制系统，使冷却水能循环使用，节能环保。

DI水储罐27、浓硫酸储罐20和稀硫酸储罐45均设有液位自动控制开关。这样，当灌内低于低位线时液位自动控制开关控制自动加入浓硫酸，高于高位线时自动停止，而当因故障导致罐内高于高位警界线或低于低位警界线时，液位自动控制开关会控制强行停机并报警。

混酸过程在混酸器13内完成，混酸时产生的酸雾在酸雾冷凝器30里液化降温后回流到混酸器13内，再经过高温冷却管36和中温冷却器8进行冷却。混酸过程在混酸器13内完成，分别采取三段冷却法：混酸时产生的酸雾在酸雾冷凝器30里液化降温后回流到混酸器13内，再经过高温冷却管36和中温冷却器8进行冷却，冷却速度快，冷却效率高。

混酸器13顶部装有可将配酸时产生的大量酸雾冷凝为液态硫酸后回收的酸雾冷凝器30，实现废气零排放。

中温冷却器8的冷凝管采用石英玻璃制成，且冷凝管采用多管并联结构。这样的冷凝管具有强度高、耐腐蚀、抗氧化能力强、成本低的优点，且采用多管并联设计，增加散热面积，减小管壁的厚度，从而提高了热传导速率，达到增强散热效果的目的。

本浓硫酸稀释自动控制生产线的具体的工作流程如下：

准备阶段：当设备开机后，自动初始化，自检系统是否正常。如果系统不正常，则报警；如果系统正常，则在PLC控制系统装置的触摸屏上选择稀释方式，并根据需求设定浓硫酸浓度、稀硫酸浓度、稀硫酸温度、稀释速度（浓硫酸和DI水的流速）等相关参数，如果稀释浓度发生改变，则要重新设置稀释浓度和稀释量等，做好稀释准备。

浓硫酸和DI水加料：浓硫酸储罐20的进料口与浓硫酸进料气动电磁阀4和耐腐蚀浓硫酸进料气动泵3连通控制，浓硫酸液位控制器22控制浓硫酸进料气动电磁阀4和耐腐蚀浓硫酸进料气动泵3的工作，DI水储罐27的进水口与由DI水液位控制器24控制的DI水进水电磁阀26连通。当初次启动后，系统自动加料，液面达到基准液位时自动停止，检测是否超过基准液位，如果设备出现故障，液位达到最高警戒液位时，加料停止并报警。

开启冷却水增压循环系统。冷却水进水选择方式有“循环冷却水”和“自来水”两种：选择循环冷却水时，自来水进水电磁阀6关闭，循环冷却水进水电磁阀5接通，冷却水循环变频水泵49启动。冷却水在冷却水循环变频水泵49增压作用下，通过调节中温冷却水槽手动进水阀7、高温冷却水槽手动进水阀11和酸雾冷却管手动进水阀12分别控制流入中温冷却水槽9、高温冷却水槽35和酸雾冷却水管34的冷却水的流量，其中，酸雾冷却水管34的冷却水从混硫酸冷却喷淋洒水头17流出，对混酸器13喷淋冷却后流入到高温冷却水槽35，之后与中温冷却水槽9的冷却水一起经冷却水收集水管37、冷却水收集冷却散热器47回流到冷却水收集冷却池48。冷却水能循环使用，节能环保。

当冷却水收集冷却池48的温度等于30℃（假设室温为27℃）时，选择自来水，自来水进水电磁阀6接通，循环冷却水进水电磁阀5关闭，冷却水循环变频水泵49停止，自来水在外部水压作用下流入各冷却水槽（管），其循环过程与上述循环冷却水的循环过程相同。

稀释程序：启动稀释程序后，浓硫酸和DI水分别从储罐按预设程序设定的比例经过配料电动调节阀、流量计、配料手动阀、配料喷头进入混酸器13中进行稀释。混酸时产生的大量酸雾在酸雾冷凝器30里液化降温冷凝为液态硫酸后回流到混酸器13内，再经过高温冷却管36和中温冷却器8冷却（温度低于50℃），及智能温度酸度检测仪38测量稀硫酸温度和浓度，然后流入稀硫酸储罐45。高温冷却管36的结构如图3所示。

浓度自动调节：智能温度酸度检测仪38测量到的稀硫酸浓度与预设值存在误差时，反馈到PLC控制系统装置的浓度自动控制运算模块，经过运算放大，输出“DI水流量电动调节阀”控制信号，自动调节DI水流量，使之达到智能温度酸度检测仪38测量到的稀硫酸浓度等于预设值浓度。

稀释温度自动调节：智能温度酸度检测仪38测量到的稀硫酸浓温度与预设值存在误差时，反馈到PLC控制系统装置的温度自动控制运算模块，经过运算放大，输出“浓硫酸流量电动调节阀”和“DI水流量电动调节阀”控制信号，分别按比例自动调节浓硫酸和DI水的流量，使之达到智能温度酸度检测仪38测量到的稀硫酸浓度等于预设值浓度。

循环程序：完成浓度自动调节后，进入稀释循环子程序，生产线进入连续工作状态。

当稀释量达到预设值或稀硫酸储罐液面到达高位时稀硫酸液位控制器40动作，PLC控制系统装置1输出停机指令，硫酸配料电动调节阀19、DI水配料电动调节阀23关闭完成稀释程序。

安全防护：稀硫酸液位控制器40设有最高警戒液位线、最低警戒液位线，避免了稀硫酸液位控制器40的基本液位开关出现故障时，硫酸储罐45内硫酸溢出造成事故和液位太低造成稀硫酸储罐45的硫酸被抽空的情况。当稀硫酸液位控制器40液位达到最高警戒液位控制位时，浓硫酸配料电动调节阀19和DI水配料电动调节阀23关闭，设备自动停机并报警，避免箱内物料溢出造成伤害事故；当稀硫酸液位控制器40液位达到最低警戒液位控制位时，稀硫酸出料电磁阀44关闭，稀硫酸出料气动泵42停机并报警，避免稀硫酸被抽空导致稀硫酸出料气动泵42损坏。

混酸器工作间设有防护罩29，防止管道破损硫酸喷出，造成安全事故。还设有浓硫酸防泄漏池28和稀硫酸防泄漏池43，防止硫酸泄漏污染环境。

本实用新型提供一种浓硫酸稀释自动控制生产线，是一种应用于腐蚀性强、危险性高的硫酸稀释的生产线。本浓硫酸稀释自动控制生产线采用流道流量自动控制法来自动调节稀酸的浓度，并根据智能酸度检测仪反馈的数据自动修正混酸过程中出现的误差。为了提高设备的性能，利用PLC技术、变频技术、人机界面等技术，设计了PLC控制系统装置1、人机界面、冷却循环水泵变频调速系统、液位控制系统、增压气动部分自动控制系统，组成机、气、电一体化自动生产线，达到自动稀释的目的。其中利用触摸屏技术来实现人机对话、操作机器、设置和调节各种参数等功能操作，并利用触摸屏显示生产线的运行状态，一旦出现故障，可强行停止和启动生产线的运行。利用液位控制系统来实现物料进料、配料和出料的自动控制。利用变频技术可以调整、控制冷却循环水泵的速度，达到节水的目的。

本浓硫酸稀释自动控制生产线采用可编程逻辑控制器PLC的控制系统和触摸屏作为其控制主体。在硬件连接上，控制系统与触摸屏和各种设备直接联系，从触摸屏获取产品资料和生产参数，以及依据生产线中各种传感器，控制全套设备的动作逻辑，实现了总体的控制逻辑和功能，提高生产效率和稀释精度。

本浓硫酸稀释自动控制生产线适应各种强腐蚀危险化学品的稀释，适用范围十分广泛，可以根据实际生产能力来选定混酸器13和冷却器的数量，可以自由确定混酸器13和冷却器的数量。

混酸过程采取三段冷却法：混酸时产生的大量酸雾在酸雾冷凝器30里液化降温冷凝为液态硫酸后回流到混酸器13内，实现了废气零排放；再经过高温冷却管36和中温冷却器8冷却，冷凝管采用的石英玻璃制成，具有强度高、耐腐蚀和抗氧化能力强、成本低、冷却速度快、效率高的优点；冷却水设有自来水和循环冷却水选择功能，启动循环增压控制系统时，冷却水能循环使用，节能环保。

本浓硫酸稀释自动控制生产线可以实现浓硫酸稀释的自动化操作生产，可调节稀释浓硫酸，适用于批量稀释各种浓度的硫酸的生产线，且有产品精度高，操作方便，节能环保，安全可靠，成本低的优点。

本实用新型实现了一种全自动化稀释功能，稀释浓度自动调节，稀释精度高，冷却速度快，增强了防腐性能和安全保护性能，安全性能高，成本较低，可连续工作，操作简单，安全可靠，稀释效率及稀释品质高的浓硫酸稀释自动控制生产线。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种浓硫酸稀释自动控制生产线，其特征在于，包括由PLC控制系统装置（1）来进行控制并通过管道来进行相连的浓硫酸储罐（20）、DI水储罐（27）、混酸器（13）、稀硫酸储罐（45），浓硫酸稀释自动控制生产线还包括抽风系统（18）和防护设备；

混酸器（13）上端、下端均连接酸雾冷凝器（30），混酸器（13）与浓硫酸储罐（20）之间通过浓硫酸配料喷头（14）、浓硫酸配料手动阀（15）、浓硫酸流量计（16）、浓硫酸配料电动调节阀（19）来进行连通控制；

混酸器（13）与DI水储罐（27）之间通过DI水配料喷头（33）、浓硫酸配料手动阀（15）、DI水流量计（16）、DI水配料电动调节阀（23）来进行连通控制；

混酸器（13）与稀硫酸储罐（45）之间通过高温冷却管（36）、中温冷却器（8）、智能温度酸度测量仪（38）来连通控制；

浓硫酸储罐（20）的进料口与浓硫酸进料气动电磁阀（4）、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵（3）连通，浓硫酸液位控制器（22）控制浓硫酸进料气动电磁阀（4）、耐腐蚀浓硫酸进料气动泵（3）的工作；

稀硫酸储罐（45）的出料口与稀硫酸出料气动电磁阀（44）和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵（42）连通，稀硫酸液位控制器（40）控制稀硫酸出料气动电磁阀（44）和耐腐蚀稀硫酸出料气动泵（42）的工作，DI水储罐（27）的进水口与由DI水液位控制器（24）控制的DI水进水电磁阀（26）连通；

冷却水循环增压控制系统包括冷却水收集冷却池（48）、中温冷却水槽（9）、高温冷却水槽（35）、酸雾冷却水管（34），冷却水循环增压控制系统通过冷却水循环变频水泵（49）、循环冷却水进水电磁阀（5）、自来水进水电磁阀（6）实现循环冷却水与自来水的切换，冷却水循环增压控制系统通过中温冷却水槽手动进水阀（7）、高温冷却水槽手动进水阀（11）、酸雾冷却管手动进水阀（12）、冷却水收集水管（37）、冷却水收集冷却散热器（47）、水管来进行连通及控制。

2.根据权利要求1所述的一种浓硫酸稀释自动控制生产线，其特征在于，DI水储罐（27）、浓硫酸储罐（20）和稀硫酸储罐（45）均设有液位自动控制开关。

3.根据权利要求1所述一种浓硫酸稀释自动控制生产线，其特征在于，混酸器（13）顶部装有可将配酸时产生的大量酸雾冷凝为液态硫酸后回收的酸雾冷凝器（30）。

4.根据权利要求1所述一种浓硫酸稀释自动控制生产线，其特征在于，中温冷却器（8）的冷凝管采用石英玻璃制成，且冷凝管采用多管并联结构。