一种自动化溶铁系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自动化溶铁系统。自动化溶铁系统包括溶铁装置、称重系统、输送装置、进料管路、在线温度计、在线pH计、在线压力检测装置、尾气抽风系统、氮气输送系统和循环管路，DSC控制自动化溶铁系统。本实用新型专利技术的自动化溶铁系统通过控制加入到溶铁罐内硫酸的浓度和在线反应pH，可以将硫酸亚铁溶液的铁含量和pH值控制在稳定的范围，有利于产品的稳定生产，保证了溶铁反应过程的生产安全以及反应过程中产生的氢气达标排放，无需人工操作和检测，不仅节约了人工成本和降低人工检测的误差与延时，极大的方便了硫酸亚铁溶液的制备，实现了溶铁反应制备硫酸亚铁溶液过程的全自动化和具有快速防错措施。

An automatic iron dissolving system

【技术实现步骤摘要】
一种自动化溶铁系统
本技术涉及磷酸铁生产
，更具体地，涉及一种自动化溶铁系统。
技术介绍
目前主流的磷酸铁原料磷酸亚铁的生产都是人工将纯铁粉末或者是纯铁行业加工后边角料投加至反应槽内，再加入硫酸反应制备硫酸亚铁溶液，反应过程中为了监控硫酸亚铁溶液的铁含量和pH值是否满足出料标准，往往需要多次人工取样进行检测，数据合格后出料作为生产磷酸铁的原料待用。该纯铁与硫酸反应制备过程往往存在以下缺点：1.使用的反应设备简陋，一般的溶铁反应设备，就是敞口的水泥池或者是闭式反应釜，反应过程安全性较低，不能对溶铁反应过程中产生的氢气进行监控及高空排放，从而存在爆炸风险，不能有效预防生产过程因为氢气泄露积聚导致爆炸的可能，也不能及时在生产过程中进行纠错；2.反应过程前需要对纯铁皮进行人工投料，或者操作机器进行投料，增加了操作人员的劳动强度，自动化程度不高，需要增加操作人员的劳动强度和额外的生产成本。为了防止溶铁反应过程中溶铁铁含量过高(≥8.0％)，硫酸亚铁晶体析出堵塞管道或者铁含量过低，不利于后续磷酸铁的生产，一般需要在反应过程中频繁的取样，同样也增加的工人的劳动强度，而且人工检测的延时性和不稳定性也带来了硫酸亚铁溶液的pH值和铁含量的不稳定，不利于后续磷酸铁的生产使用。3.因为使用纯铁皮为加工的边角料，往往还带有油污，故反应过程中的氢气，还会含有一部分油污和酸雾，这部分油污和酸雾未得到有效处理。现有技术中针对硫酸亚铁溶液的制备公开了专利CN207287421U一种稀硫酸溶铁粉反应装置，该装置主要是通过在反应釜内设置浓硫酸稀释微型反应装置来确保硫酸稀释过程的安全性，同时通过U型混合管提升对硫酸稀释过程释放的热量的利用，从而提升反应效率和提高反应安全性。本领域所期待的是提供一种可以准确加料，确保产品稳定，且生产安全，省时省力的自动化溶铁系统。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有磷酸铁生产时溶铁系统存在的自动化程度不高，且存在人工检测的延时性和不稳定性，存在生产安全问题的缺陷和不足，提供一种自动化溶铁系统。本技术上述目的通过以下技术方案实现：一种自动化溶铁系统，包括溶铁装置、称重系统、输送装置、进料管路、在线温度计、在线pH计、在线压力检测装置、尾气抽风系统、氮气输送系统和循环管路，所述称重系统设置在溶铁装置的底部，所述在线温度计、在线pH计和在线压力检测装置设置在溶铁装置内，用于检测溶铁装置内的温度、pH和压力，所述输送装置与溶铁装置连接，用于输送铁原料，所述进料管路与溶铁装置连接，用于输送硫酸，所述尾气抽风系统设置于溶铁装置的上部，用于排出溶铁装置内的反应尾气，所述氮气输送系统设置于溶铁装置的上部，位于尾气抽风系统的对应侧，用于输入氮气，排空反应尾气，所述循环管路一端连通溶铁装置底部，另一端连通溶铁装置上部，用于循环反应溶液，所述自动化溶铁系统通过DSC系统控制。其中溶铁装置作为铁原料和硫酸铁的反应容器。称重系统用于反应前的加料过程中控制铁皮的加入量和硫酸的加入量，有利于产品的稳定生产。因为硫酸浓度过高，溶铁反应速率过快，所以铁含量很容易偏高导致硫酸亚铁结晶析出，而硫酸浓度过低又导致反应速率太慢，从而影响硫酸亚铁溶液的生产，故通过控制加入到溶铁装置内硫酸的浓度和在线pH计联合使用，可以将硫酸亚铁溶液的铁含量和pH值控制在稳定的范围。本技术的自动化溶铁系统的具体工作情况如下：操作人员先在DSC系统上设定好纯铁皮边料(铁原料)加入量，硫酸加入量和罐内液位计上限值，压力变送器压力数据、罐内温度数值范围和氢气浓度警戒值等参数，罐内压力-80～-50pa，罐内溶液温度20～60℃，溶液pH值为1.1～1.3。设置完毕后，按下溶铁启动按钮，尾气抽风系统自动启动，系统开始准备溶铁生产作业，DCS系统控制油缸，将溶铁罐(溶铁装置)顶部盖子升起打开，卸料斗伸展至溶铁罐边缘，再开启皮带机(输送装置)，将皮带机上方的纯铁皮边料投至罐内。溶铁罐称重系统检测到重量达到设定值后，关闭皮带机，控制油缸收缩卸料斗并合拢盖子，关闭盖子后系统调节抽风机调节阀开度和抽风机频率保持罐内压力在-80～-50pa，如果罐内负压因为盖子没有盖紧等原因无法调节到范围值，则DCS会自动中断后续操作，如果正常，DCS系统会打开硫酸管道(进料管路)的气动球阀向罐内加入硫酸，称重系统在硫酸加入量达到设定值时，关闭硫酸管道气动球阀，其中硫酸质量分数为14.0～16.0％，罐内铁皮和硫酸的摩尔比为2～4:1，溶铁反应中产生的氢气和酸雾等混合气体(尾气)通过尾气抽风系统抽出，同时开启溶铁系统循环泵，将罐内溶液进行循环，加速反应。DCS系统通过在线pH计监控反应进程，当罐内溶液达到设定值时，关闭循环管路气动球阀和泵，结束反应，并打开氮气管路气动球阀，通入氮气进行置换罐内空气和氢气，其中氮气置换时间为10～20min，然后打开泵和出料管路气动球阀，将硫酸亚铁溶液转移出溶铁罐。各部分设备都把设备数据传输到DCS系统当中，由DCS系统进行数据分析和自动控制设备运行。本技术使用DCS控制系统控制溶铁装置、称重系统、输送装置、进料管路、在线温度计、在线pH计、在线压力检测装置、尾气抽风系统、氮气输送系统和循环管路，实现了溶铁反应制备硫酸亚铁溶液过程的全自动和快速防错，无需人工操作和检测，不仅节约了人工成本和降低人工检测的误差与延时，极大的方便了硫酸亚铁溶液的制备，同时还保证了溶铁反应过程的生产安全。优选地，所述溶铁装置内还设置有液位计。DCS系统通过液位计可以监控反应过程中铁罐内的液位情况，称重系统一旦失效，液位计在加入设定最高液位时也会自动停止加入硫酸，从而避免了硫酸加入过多导致硫酸泄露等危险，同时液位计可以实时监控溶铁罐反应时的液位优选地，所述溶铁装置的中下部设置有带孔挡板。带孔挡板上，带孔挡板能有效防止铁皮边料沉积在溶铁罐底部，避免影响反应效率。优选地，所述溶铁装置的上方设置有可燃气体感应探头。为了避免氢气从溶铁装置漏出，溶铁装置外部上方区域装有可燃气体感应探头，当有氢气泄露，探头感应到氢气浓度超过警戒值时，DCS系统强制关闭泵，向罐内通入氮气置换出氢气，并且打开泵将未反应完的溶液抽走，中断反应，通过这个自动防错措施，可以保证溶铁反应过程中安全正常。优选地，所述溶铁装置的外部设置有溶铁槽夹套，溶铁槽夹套的底端设置有冷却水进口，溶铁槽夹套的上端设置有冷却水出口。反应过程中，DCS系统通过在线温度计监控罐内温度如反应温度接近设定值，加大冷却水流量，降低反应效率，防止反应温度过高导致反应速率过高从而对设备造成损坏，优选地，所述尾气抽风系统为变频抽风系统，可根据在线压力检测装置的检测数值调节频率，保持溶铁装置一直处于微负压状态。当溶铁罐内进行溶铁反应时，变频风机将反应过程中的氢气和酸雾(尾气)抽走，同时根据溶铁罐压力变送器的数值，抽风管的调节阀会自动开闭，从而保持溶铁罐一直处于微负压状态，优选地，所述尾气抽风系统连接二级尾气吸收塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化溶铁系统，其特征在于，包括溶铁装置(1)、称重系统(2)、输送装置(3)、进料管路(4)、在线温度计(5)、在线pH计(6)、在线压力检测装置(7)、尾气抽风系统(8)、氮气输送系统(9)和循环管路(10)，所述称重系统(2)设置在溶铁装置(1)的底部，所述在线温度计(5)、在线pH计(6)和在线压力检测装置(7)设置在溶铁装置(1)内，用于检测溶铁装置内的温度、pH和压力，所述输送装置(3)与溶铁装置(1)连接，用于输送铁原料，所述进料管路(4)与溶铁装置(1)连接，用于输送硫酸，所述尾气抽风系统(8)设置于溶铁装置(1)的上部，用于排出溶铁装置(1)内的反应尾气，所述氮气输送系统(9)设置于溶铁装置(1)的上部，位于尾气抽风系统(8)的对应侧，用于输入氮气，排空反应尾气，所述循环管路(10)一端连通溶铁装置(1)底部，另一端连通溶铁装置(1)上部，用于循环反应溶液，所述自动化溶铁系统通过DSC系统控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动化溶铁系统，其特征在于，包括溶铁装置(1)、称重系统(2)、输送装置(3)、进料管路(4)、在线温度计(5)、在线pH计(6)、在线压力检测装置(7)、尾气抽风系统(8)、氮气输送系统(9)和循环管路(10)，所述称重系统(2)设置在溶铁装置(1)的底部，所述在线温度计(5)、在线pH计(6)和在线压力检测装置(7)设置在溶铁装置(1)内，用于检测溶铁装置内的温度、pH和压力，所述输送装置(3)与溶铁装置(1)连接，用于输送铁原料，所述进料管路(4)与溶铁装置(1)连接，用于输送硫酸，所述尾气抽风系统(8)设置于溶铁装置(1)的上部，用于排出溶铁装置(1)内的反应尾气，所述氮气输送系统(9)设置于溶铁装置(1)的上部，位于尾气抽风系统(8)的对应侧，用于输入氮气，排空反应尾气，所述循环管路(10)一端连通溶铁装置(1)底部，另一端连通溶铁装置(1)上部，用于循环反应溶液，所述自动化溶铁系统通过DSC系统控制。


2.如权利要求1所述自动化溶铁系统，其特征在于，所述溶铁装置(1)内还设置有液位计(11)。


3.如权利要求1所述自动化溶铁系统，其特征在于，所述溶铁装置(1)的中下部设置有带孔挡板(12)。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴光荣，张军，温益凡，曾智勤，
申请(专利权)人：乳源东阳光磁性材料有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44