碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法及控制方法技术

本发明专利技术涉及碳酸锂碳化工艺技术领域，碳化锂的碳化工艺是一个多变量串级控制的复杂逻辑控制系统，本发明专利技术提供了一种碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法及控制方法。通过实验与数据拟合相结合的方式：

Automatic design method and control method of lithium carbonate continuous carbonization process

【技术实现步骤摘要】
碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法及控制方法
本专利技术涉及碳酸锂碳化工艺
，特别涉及一种碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法及控制方法。
技术介绍
传统的碳酸锂碳化工艺采用批次配料的模式，即按照在碳化反应罐中先加一定量的纯水后再加入过量的碳酸锂固体混合成浆料，再通入二氧化碳与之反应，通过反应时间和取样检测溶液中的氧化锂浓度的方式来确定反应终点，再经过过滤装置将未反应完全的碳酸锂过滤得到饱和的碳酸氢锂溶液。但是这种工艺无法连续进行，自动化程度低。为了实现碳酸锂连续碳化工艺的自动化控制，采用碳酸锂浆料罐和热析母液罐作为系统连续运行的缓冲储罐。碳酸锂浆料先输送至碳酸锂浆料罐内，然后通过泵连续输送至碳化反应罐内，热析母液先输送至热析母液罐内，然后通过泵连续输送至碳化反应罐内，与此同时再在碳化反应罐内通入二氧化碳与之反应，进而实现碳酸锂的连续碳化。由于碳酸氢锂的溶解度随着温度的变化而变化，因此，在碳酸锂连续碳化工艺中，涉及多变量串级控制逻辑，其中涉及的多个变量为：碳酸锂浆料的密度、碳酸锂浆料从碳酸锂浆料罐输送至碳化反应罐内的流量、热析母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将碳酸锂浆料和热析母液分别连续输送至碳化反应容器内，得到混合浆料；混合浆料的密度按公式(1)计算：/nρ

【技术特征摘要】
1.碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将碳酸锂浆料和热析母液分别连续输送至碳化反应容器内，得到混合浆料；混合浆料的密度按公式(1)计算：
ρ混＝(F1×ρ1+F2×ρ2)/(F1+F2)(1)
其中，ρ混为混合浆料的密度；ρ1为碳酸锂浆料的密度；F1为碳酸锂浆料的流量；ρ2为热析母液的密度；F2为热析母液的流量；
S2、将Li+的含量换算为锂化合物的含量，建立锂化合物的浓度与混合浆料的密度之间的函数关系式ρLi＝f(ρ混)；其中，ρLi为锂化合物的浓度；
S3、在碳酸锂完全反应生成碳酸氢锂的条件下，建立锂化合物的浓度与反应温度之间的函数关系式ρLi＝f(T)；其中，T为反应温度；
S4、结合步骤S2和步骤S3中的函数关系式，得到混合浆料的密度与反应温度之间的函数关系式ρ混＝f(T)；
S5、结合公式(1)和步骤S4中的函数关系式，得到用于碳酸锂连续碳化工艺自动化控制的函数关系式F2＝f(ρ1，F1，ρ2，T)。


2.根据权利要求1所述的碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法，其特征在于，步骤S2中，建立锂化合物的浓度与混合浆料的密度之间的函数关系式，包括如下步骤：
S2.1、建立碳酸锂的固含量与混合浆料的密度之间的关系图；
S2.2、根据步骤S2.1中的关系图，建立锂化合物的浓度与混合浆料的密度之间的关系图；
S2.3、根据步骤S2.2中的关系图，通过数据拟合得到锂化合物的浓度与混合浆料的密度之间的函数关系式ρLi＝f(ρ混)。


3.根据权利要求1所述的碳酸锂连续碳化工艺自动化设计方法，其特征在于，步骤S3中，建立锂化合物的浓度与反应温度之间的函数关系式，包括如下步骤：
S3.1、通过实验的方式建立以反应温度为横坐标、锂化合物的浓度为纵坐标，包含曲线A和曲线B的关系图；其中，曲线A为饱和碳酸氢锂溶液的曲线，曲线B为饱和碳酸锂溶液的曲线；在该关系图中选定位于曲线A和曲线B之间的碳化工艺操作曲线C；
S3.2、对步骤S3.1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明泽，余强，张炳元，倪鸿德，沈凯，沈连元，蒋晓辉，乔建国，
申请(专利权)人：天齐锂业江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32