CN214765257U

CN214765257U - 一种稀硫酸自动配置装置

Info

Publication number: CN214765257U
Application number: CN202022928005.4U
Authority: CN
Inventors: 杨秉松; 李飞仁; 张典成; 王海龙; 秦芳; 朱立龙; 孙强; 马津波
Original assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Current assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2030-12-09

Abstract

本实用新型公开了一种稀硫酸自动配置装置，包括纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽、稀硫酸储槽和控制器；纯水储槽通过输水管连接至配酸槽，输水管上设有输水泵、输水流量计和输水阀；浓硫酸储槽通过输酸管连接至配酸槽，输酸管上设有输酸泵、输酸流量计和输酸阀；配酸槽上设有循环管道、循环泵和循环阀，配酸槽通过排酸管连接至稀硫酸储槽。通过输入数值、补水补酸、输入纯水、输入浓酸、浓度调整和排酸几个步骤完成配酸作业。通过设定稀硫酸浓度值，自动计算配酸过程需要的纯水和浓酸量，可实现0‑60%硫酸浓度范围内的自动配置，满足了大部分湿法冶金硫酸溶液的自动配置，提高自动化水平，降低工人劳动强度。

Description

一种稀硫酸自动配置装置

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种稀硫酸自动配置装置。

背景技术

硫酸是一种活泼的二元无机强酸，具有很强的腐蚀性和氧化性，高浓度的硫酸具有强烈的吸水性，与水混合时会放出大量热量，如果散热不良或操作不当，容易产生严重的安全事故。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稀硫酸，因此需要对浓硫酸进行稀释。

在有色湿法冶金生产中，许多工艺例如有机溶剂萃取、分离杂质提取金属及其化合物都需要在硫酸的水溶液进行，因此需要消耗大量的稀硫酸。目前对硫酸主要靠人工经验配置，部分采用了体积法配置。人工配置效率低下，配置精度不高，工作量大，不利于稳定生产。另外，硫酸是一种危险液体，人工配置硫酸安全性不高。采用体积法配置时，当浓硫酸浓度发生变化时，配置精度降低，存在不能实现高精度配置等缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供了一种稀硫酸自动配置装置，目的在于解决现有浓硫酸配置过程中大量依靠人工，效率低，安全性差的问题。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种稀硫酸自动配置装置，包括纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽、稀硫酸储槽和控制器；

所述纯水储槽上设有进水口、出水口和纯水液位计，进水口上连接有补水管和补水阀，出水口通过输水管连接至配酸槽，输水管上设有输水泵、输水流量计和输水阀；

所述浓硫酸储槽上设有进液口、出液口和浓硫酸液位计，进液口上连接有补酸管和补酸阀，出液口通过输酸管连接至配酸槽，输酸管上设有输酸泵、输酸流量计和输酸阀；

所述配酸槽底部设有出液口，上部设有配酸液位计、硫酸浓度计和温度计；配酸槽的出液口和配酸槽上部之间设有循环管道，所述循环管道上设有循环泵和循环阀；循环泵的出液口上通过排酸管连接至稀硫酸储槽，排酸管上设有排酸阀，稀硫酸储槽上还设有稀硫酸液位计；

所述控制器分别与所述各液位计、流量计、泵、阀以及温度计信号连接。

进一步地，所述纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽和稀硫酸储槽为塑料材料或玻璃材质。

进一步地，所述输水流量计为金属管转子流量计、涡轮流量计或科氏力质量流量计，所述输酸流量计为电磁流量计。

进一步地，所述硫酸浓度计为比重型浓度计。

进一步地，所述纯水液位计、浓硫酸液位计、配酸液位计和稀硫酸液位计为雷达液位计或超声波液位计。

进一步地，所述输水阀为球阀结构，所述输酸阀为球阀或蝶阀结构。

进一步地，所述控制器为嵌入式配酸控制器，所述温度计为PT100热电阻型温度计。

本实用新型的有益效果在于：

1.该装置由纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽、稀硫酸储槽配合相关的检测仪表、控制阀门和控制器构成，可实现硫酸自动稀释作业；

2.控制器内置硫酸配置关系函数，配合液位计、流量计等仪表，通过设定稀硫酸浓度值，自动计算配酸过程需要的纯水和浓酸量，可实现0-60%硫酸浓度范围内的自动配置，满足了大部分湿法冶金硫酸溶液的自动配置，提高自动化水平，降低工人劳动强度；

3.通过硫酸浓度计在线检测配置好的硫酸浓度，控制器设定允许误差，当误差超过设定值后，进行二次配置，有效度提升了配置精度；

4.配酸槽设置了温度计，配酸过程中，当温度超过设定值时，自动切断浓酸，提高配酸过程的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图中：1-补水管，2-补水阀，3-纯水储槽，4-纯水液位计，5-补酸管，6-补酸阀，7-浓硫酸储槽，8-浓硫酸液位计，9-输水泵，10-输水流量计，11-输水阀，12-输酸泵，13-输酸流量计，14-输酸阀，15-配酸液位计，16-硫酸浓度计，17-温度计，18-循环泵，19-配酸槽，20-循环阀，21-排酸阀，22-稀硫酸储槽，23-稀硫酸液位计，24-控制器，25-输水管，26-输酸管，27-循环管道，28-排酸管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种稀硫酸自动配置装置，包括纯水储槽3、浓硫酸储槽7、配酸槽19、稀硫酸储槽22和控制器24。纯水储槽3、浓硫酸储槽7、配酸槽19和稀硫酸储槽22为塑料材料或玻璃材质，控制器24为嵌入式配酸控制器，型号为NGY-BS-PS。

纯水储槽3上设有进水口、出水口和纯水液位计4，进水口上连接有补水管1和补水阀2，出水口通过输水管25连接至配酸槽19，输水管25上设有输水泵9、输水流量计10和输水阀11。浓硫酸储槽7上设有进液口、出液口和浓硫酸液位计8，进液口上连接有补酸管5和补酸阀6，出液口通过输酸管26连接至配酸槽19，输酸管26上设有输酸泵12、输酸流量计13和输酸阀14。配酸槽19底部设有出液口，上部设有配酸液位计15、硫酸浓度计16和温度计17；配酸槽19的出液口和配酸槽19上部之间设有循环管道27，循环管道27上设有循环泵18和循环阀20；循环泵18的出液口上通过排酸管28连接至稀硫酸储槽22，排酸管28上设有排酸阀21，稀硫酸储槽22上还设有稀硫酸液位计23。

输水流量计10为金属管转子流量计、涡轮流量计或科氏力质量流量计，输酸流量计13为电磁流量计。纯水液位计4、浓硫酸液位计8、配酸液位计15和稀硫酸液位计23为雷达液位计或超声波液位计，硫酸浓度计16为比重型浓度计，温度计17为PT100热电阻型温度计。补水阀2和输水阀11为球阀，材料为304不锈钢；输酸阀14为球阀或蝶阀结构，材料为316L不锈钢或普通钢衬PTFE；控制器24分别与上述各液位计、流量计、泵、阀以及温度计17信号连接。

一种稀硫酸自动配置装置的控制方法，包括以下步骤：

（1）输入数值：通过控制器24输入所需的稀硫酸浓度和体积，控制器24计算出所需纯水和浓硫酸的量；

此外，输入数值前，控制器24首先通过稀硫酸液位计232测量稀硫酸储槽22中的稀硫酸储量；若稀硫酸储槽22中剩余的稀硫酸浓度与需要配置的稀硫酸浓度不同，需要将稀硫酸储槽22中剩余的稀硫酸排出；若稀硫酸储槽22中剩余的稀硫酸浓度与需要配置的稀硫酸浓度相等，则从需要配置的稀硫酸量中减去剩余稀硫酸储量。

（2）补水补酸：控制器24通过纯水液位计4获取纯水储槽3中的纯水储量，若纯水储量小于步骤（1）中的纯水需求量，则启动补水阀2向纯水储槽3中通入纯水，直至纯水储量大于等于所需纯水量，然后关闭补水阀2；同理，通过浓硫酸液位计8获取浓硫酸储槽7中的浓硫酸储量，然后补充浓硫酸。

（3）输入纯水：控制器24打开输水泵9和输水阀11，通过输水管25向配酸槽19中输入纯水，控制器24通过输水流量计10获取输入的纯水量，当输入的纯水量达到所需纯水量时，关闭输水泵9和输水阀11。

（4）输入浓酸：控制器24首先打开循环泵18和循环阀20，使配酸槽19内的纯水开始循环；再打开输酸泵12和输酸阀14，通过输酸管26向配酸槽19中输入浓硫酸，控制器24通过输酸流量计13获取输入的浓硫酸量，当输入的浓硫酸量达到所需浓硫酸量时，先关闭输酸泵12，再关闭输酸阀14。

温度计17实时检测配酸槽19内的温度，当温度超过安全阈值60℃时，控制器24顺序关闭输酸泵12和输酸阀14，停止进酸；当温度低于60℃时，重新启动输酸泵12和输酸阀14，开始进酸；进酸结束后，循环泵18继续工作，使浓硫酸与纯水充分混合，工作10～15min后，循环泵18停止工作。

（5）浓度调整：硫酸浓度计16测量配酸槽19内硫酸的浓度，若浓度小于步骤（1）所需浓度，根据配酸液位计15测得的体积，控制器24计算出需要补充的浓硫酸量，然后启动输酸泵12和输酸阀14补充浓硫酸，直至浓度满足要求；若浓度大于步骤（1）所需浓度，根据配酸液位计15测得的体积，控制器24计算出需要补充的纯水量，然后启动输水泵9和输水阀11补充纯水，直至浓度满足要求；

（6）排酸：控制器24打开排酸阀21，将配置好的稀硫酸通过排酸管28排入至稀硫酸储槽22，完成配酸作业。

控制器24内置硫酸溶液中溶质与质量分数对照表，配酸前，对控制器24进行初始设置：设定浓硫酸质量分数a₁、稀硫酸质量分数a₂，设定配置允许误差e，循环时间T，设定稀硫酸储槽22液位上限值LH₁、下限值LL₁和储槽截面积S₁，设定浓酸储槽截面积S₂，设定配酸槽19温度上限t。

稀硫酸液位计23实时检测稀酸储槽的液位值L₁,并与稀硫酸储槽22下限值LL₁比较，比值大于0时，停止不配酸，当比值小于0时，控制器24自动计算需要配置稀酸量Q₁。

式中：Q₁——需要配酸量（单位：m³）

S₁——稀酸储槽截面积（单位：㎡）

LH₁——稀酸储槽液位上限值（单位：m）

L₁——稀酸储槽当前液位测量值（单位：m）

控制器24根据Q1,计算需要配置浓酸量和水量

式中：Q_酸——配置中需要的浓酸量（单位：m³）

Q_水——配置中需要的纯水量（单位：m³）

Q₁——配酸量（单位：m³）

ρ₂浓酸密度值（kg/m³）

a₂ 稀酸质量分数（%）

ρ₁浓酸密度值（kg/m³）

需要说明的是，以上仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种稀硫酸自动配置装置，其特征在于，包括纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽、稀硫酸储槽和控制器；

所述控制器分别与所述纯水液位计、浓硫酸液位计、配酸液位计、稀硫酸液位计、流量计、泵、阀以及温度计信号连接。

2.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述纯水储槽、浓硫酸储槽、配酸槽和稀硫酸储槽为塑料材料或玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述输水流量计为金属管转子流量计、涡轮流量计或科氏力质量流量计，所述输酸流量计为电磁流量计。

4.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述硫酸浓度计为比重型浓度计。

5.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述纯水液位计、浓硫酸液位计、配酸液位计和稀硫酸液位计为雷达液位计或超声波液位计。

6.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述输水阀为球阀结构，所述输酸阀为球阀或蝶阀结构。

7.根据权利要求1所述的稀硫酸自动配置装置，其特征在于，所述控制器为嵌入式配酸控制器，所述温度计为PT100热电阻型温度计。