一次盐水工序中碳酸钠溶液配制系统及自动控制方法与流程

本发明涉及盐水工序中碳酸钠的配制，尤其涉及一种一次盐水工序中碳酸钠溶液配制系统及自动控制方法。

背景技术：

1、氯碱化工行业一次盐水工序的粗盐水需要进行精制，其中一个环节是除去粗盐水中的钙离子；采用向粗盐水中加入过量的碳酸钠溶液方法，与粗盐水中的钙离子反应生成碳酸钙沉淀，进而除去。一般使用袋装的碳酸钠粉末，由人工加入到碳酸钠溶解池，用成比例的水溶解，配置成一定浓度的碳酸钠溶液。

2、现有技术中存在以下问题：一、人工搬运并加入袋装碳酸钠，劳动强度大，且碳酸钠溶解池为开放式，加入过程中碳酸钠粉末飘散到环境空气中对操作人员身体有害；二、人工配置碳酸钠溶液的浓度控制精度低，影响粗盐水除钙离子效果；三、人工配置碳酸钠溶液容易出现误操作，影响工艺指标控制；四、碳酸钠溶解池温度较高，且池内有搅拌装置，存在操作人员跌落到溶解池内受到伤害的风险。

3、授权公告号cn204161999u的实用新型专利公开了一种一次盐水碳酸钠自动投加装置，使用袋装的碳酸钠，虽有除尘装置，但移动碳酸钠包装袋、开袋过程在非密闭的设备内进行，仍存在碳酸钠粉末飘散到空气中的问题，碳酸钠包装袋破袋过程可能会有包装袋碎屑混入到碳酸钠中；在夏季空气湿度较高的地区碳酸钠易受潮结块，影响自动提升机输送和碳酸钠料仓下料。

4、授权公告号cn112429414b的发明专利公开了一种碳酸钠自动投加系统，在碳酸钠运输罐车与碳酸钠料仓进口管道的接口处无接口脱开检测装置和保护措施，接口脱开易造成碳酸钠粉末喷出，造成人身伤害和环境污染；碳酸钠料仓进口管道无检测碳酸钠输送完成的装置，不能自动判断控制碳酸钠的输送过程；在碳酸钠料仓料位过高，不足以接收碳酸钠运输罐车卸车的碳酸钠粉末时，无防护措施，易造成碳酸钠料仓满仓堵塞；易出现阻旋料位计检测板因阻力过大变形脱落，脱落后的检测板可能会损坏后面的旋转卸料阀等设备；自动插板阀一般阀门内部密封不严，容易导致水分进入碳酸钠输送管道，导致碳酸钠受潮结块；碳酸钠只有一次计重，计重设备故障时造成碳酸钠溶液浓度不可控。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一次盐水工序中碳酸钠溶液配制系统及自动控制方法。

2、第一方面，本发明提供了一种一次盐水工序中碳酸钠溶液配制系统，包括碳酸钠料仓、计重储斗、螺旋输送器、碳酸钠溶解池和dcs控制器，罐车的出料口通过管道与碳酸钠料仓进口相连，碳酸钠料仓内设置有对应不同高度的料位开关，碳酸料仓的底部设有锥形出料口，锥形出料口与计重储斗相连，计重储斗与螺旋输送器相连，螺旋输送器的出口与碳酸钠溶解池相连；料位开关和螺旋输送器分别与dcs控制器通信连接。

3、进一步的，碳酸钠料仓进口管道上设置管道视镜观察口，管道视镜观察口上设置对射式光电开关，管道视镜观察口下方设置料仓进口气动切断球阀，料仓进口气动切断球阀、对射式光电开关分别与dcs控制器通信连接。

4、进一步的，碳酸钠料仓顶部设置有布袋除尘器、压力变送器、雷达料位计和压缩空气进口管道，压缩空气进口管道上装有压力气动调节阀，布袋除尘器、压力变送器、雷达料位计和压力气动调节阀均与dcs控制器通信连接。

5、进一步的，锥形出料口上方的碳酸钠料仓侧壁设置有电磁仓壁振荡器，电磁仓壁振荡器与dcs控制器通信连接；锥形出料口与计重储斗之间通过上星型卸料器相连，上星型卸料器上设置转数检测报警仪表，计重储斗上设置计重仪表，计重储斗下部锥形部位外部设置气锤，上星型卸料器、转数检测报警仪表、计重仪表、气锤分别与dcs控制器通信连接。

6、进一步的，计重储斗与螺旋输送器通过下星型卸料器相连，下星型卸料器通过变频器控制螺旋输送器转速；螺旋输送器出口通过管道连接防潮气动调节蝶阀，螺旋输送器进口侧设置干燥洁净的压缩空气吹扫进口管道，并在压缩空气吹扫进口管道上设置进口电磁阀，螺旋输送器出口侧设置吹扫出口管道并在吹扫出口管道上设置出口电磁阀，吹扫出口管道连接到碳酸钠料仓。

7、进一步的，碳酸钠溶解池顶部设置有电动搅拌器，碳酸钠溶解池设置液位计和温度计，电动搅拌器、液位计和温度计分别与dcs控制器通信连接；碳酸钠溶解池还连接有纯水进口管道和蒸汽进口管道，纯水进口管道上设置有电磁流量计和纯水气动切断阀，蒸汽进口管道上设置有蒸汽气动切断阀，电磁流量计、纯水气动切断阀、蒸汽气动切断阀分别与dcs控制器通信连接。

8、第二方面，本发明提供了一种一次盐水工序中碳酸钠溶液配制的自动控制方法，包括如下步骤：

9、s1、罐车卸车：罐车停在指定位置后，将罐车出料管与碳酸钠料仓连接，向dcs控制器发送信号，启动卸车程序；

10、s2、配制碳酸钠溶液：

11、s2-1、打开碳酸钠料仓的一个出料口，启动电动搅拌器，根据设定星型卸料器的计重值按比例设置纯水流量计的设定值，并打开纯水气动切断阀，启动布袋除尘器，延时打开电磁仓壁振荡器和上星型卸料器，向碳酸钠溶解池内添加药剂；

12、s2-2、上星型卸料器开始计算转数，达到设定转数时，上星型卸料器和电磁仓壁振荡器停止，延时5s计重储斗计重数据与上星型卸料器的计重数据对比：

13、差值小于5％时，打开进口电磁阀，延时启动下星型卸料器和螺旋输送器并打开防潮气动调节蝶阀的开度到100％；

14、差值大于等于5％时，发出计重超差报警信号，检测碳酸钠溶解池浓度并调整。

15、进一步的，s1包括：

16、s1-1、罐车卸车前检查现场环境，允许卸车时，将装有碳酸钠粉末的罐车的出料管通过卡套式接口与碳酸钠料仓的进口管道连接，连接完成后连接到位传感器发出信号到dcs控制器；

17、s1-2、将干燥洁净的压缩空气气源通过管道连接到罐车上的压缩空气接口，并通入到罐车上的输送管道内；

18、s1-3、启动布袋除尘器，延时15s检测差压变送器的差压值小于2kpa时，打开压缩空气气动切断阀，延时3s打开料仓进口气动切断球阀；

19、s1-4、罐车内的碳酸钠粉末通过压缩空气输送时，通过管道视镜观察口观察输送情况，输送过程中对射式光电开关检测到管道内的碳酸钠粉末时向dcs控制器发出“碳酸钠输送中”信号；对射式光电开关检测到管道内为透明状态时，说明碳酸钠粉末输送完成，向dcs控制器发出“碳酸钠输送完成”信号，dcs控制器收到信号后延时20s关闭压缩空气气动切断阀，再延时5s关闭料仓进口气动切断球阀，再延时30s关闭布袋除尘器，允许拆管；

20、s1-4、卡套式接口拆开后，连接到位传感器发出信号到dcs控制器，完成拆管。

21、进一步的，s2中计重储斗的计重为0时，延时5s停下星型卸料器，延时15s把防潮气动调节蝶阀的开度调整到10％，再延时15s关闭防潮气动调节蝶阀同时打开出口电磁阀，再延时5s关闭螺旋输送器、进口电磁阀和出口电磁阀；和/或计重储斗下料过程中dcs控制器间隔3s启动一次气锤，计重储斗计重为0时停止气锤的敲击。

22、进一步的，碳酸钠溶解池液位计高于85％时，停止配制碳酸钠溶液；碳酸钠溶解池液位计低于15％时，禁止打开碳酸钠输送泵；和/或碳酸钠溶解池温度低于35℃时打开蒸汽气动切断阀，温度高于55℃时关闭蒸汽气动切断阀。

23、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

24、(1)采用干燥洁净压缩空气输送罐车中的碳酸钠粉末，避免夏季空气湿度大时碳酸钠运输罐车自带压缩机压把环境中的水分带入到碳酸钠料仓。

25、(2)碳酸钠粉末从运输到配置碳酸钠溶液全密封进行，避免了碳酸钠粉末受潮、碳酸钠粉末飘散到环境中、碳酸钠包装袋碎屑或环境浮尘扩散到碳酸钠中。

26、(3)碳酸钠料仓自动控制保持约1kpa的正压，防止环境空气中的水分进入碳酸钠料仓导致碳酸钠粉末结块影响下料。

27、(4)设置罐车卸过程检测、控制车联锁程序，卡套式接口处设置接口连接到位传感器，及时检测卡套式接口连接情况，防止碳酸钠粉末喷出；管道视镜观察口上设置对射式光电开关，自动检测控制碳酸钠粉末输送情况，防止卸车过程出现异常情况，危及人员和设备安全。

28、(5)上星型卸料器设置自动计重装置，由dcs自动控制；上星型卸料器与对应的计重储斗复核碳酸钠计重，确保碳酸钠计重精确，避免影响碳酸钠浓度。

29、(6)螺旋输送器上设置干燥洁净压缩空气吹扫系统，吹扫过程防潮气动调节蝶阀按照100％开度、10％开度和关闭三段运行；防潮气动调节蝶阀关闭后吹扫压缩空气排放到碳酸钠料仓中，防止扩散到空气中影响环境和人员健康。

30、(7)下星型卸料器变频与螺旋输送器电流按比例控制，防止堵料。

31、(8)实现碳酸钠溶液配置自动化，减少了人为干预，有助于提高碳酸钠溶液浓度的控制精度，降低了人身伤害的风险和人员劳动强度以及对环境的影响。

32、(9)碳酸钠料仓设置两套料位检测装置，相互印证，及时检测发现雷达料位计的故障，防止对碳酸钠料仓的料位误判。