系統(tǒng)、低溫發(fā)生器控制系統(tǒng)；粗氣預(yù)處理裝置與氟化氫自動捕集處理系統(tǒng)連接，氟化氫自動捕集處理系統(tǒng)與氟氣純化吸附反應(yīng)器系統(tǒng)和低溫發(fā)生器控制系統(tǒng)連接，氟氣純化吸附反應(yīng)器系統(tǒng)與吸附劑在線解析處理系統(tǒng)連接。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所述智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置，其特征在于:氫氣尾氣清潔處理系統(tǒng)包括尾氣反應(yīng)器系統(tǒng)和氫氣尾氣凈化塔系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明所述智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置，其特征在于:安全貯氣系統(tǒng)包括氟氣貯罐系統(tǒng)、靜態(tài)氣體混合罐、自動配比控制混合器系統(tǒng)；氟氣貯罐系統(tǒng)與自動配比控制混合器系統(tǒng)連接，惰性氣貯罐與自動配比控制混合器系統(tǒng)連接，自動配比控制混合器系統(tǒng)還與靜態(tài)氣體混合罐連接。
[0028]根據(jù)本發(fā)明所述智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置，其特征在于:整個電解制氟裝置還包括過程分析系統(tǒng)模塊、數(shù)字化智能監(jiān)控管理系統(tǒng)模塊。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明在此提供一種智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點，具體為:
(I)裝置系統(tǒng)將中溫電解制氟工藝中的無水氫氟酸供料、中溫電解制氟、反應(yīng)恒溫控制、氟氣純化、氫氣尾氣清潔排放及輔助工藝系統(tǒng)等工序，以集成模組化結(jié)構(gòu)，全智能化控制方式融為一體。整體設(shè)備采用模塊化集裝箱式設(shè)計，可以車載移動和就地快速模組化安裝、生產(chǎn)運行。裝置不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全可靠、產(chǎn)品純度高、無污染排放等特點，而且功能均可按用戶使用規(guī)模、資金成本控制等要求，靈活組合配置，滿足客戶不同需求。
[0030](2)本裝置充分體現(xiàn)了當前國際化工流程業(yè)——裝置模塊化、控制智能化、管理信息化、靈活開放化、安全環(huán)?；⒂脩粲押没?、低費高效化的最新發(fā)展方向?？蔀橛脩籼峁?yīng)對全球一體化激烈競爭，整體化的、安全、經(jīng)濟的應(yīng)用解決方案，是目前國內(nèi)氟化工電解制氟行業(yè)革命性的工藝裝置方案，亦是本公司的核心技術(shù)和綜合優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。公司在裝置整體流程設(shè)計、加工制造、工藝技術(shù)、電解電極處理、全智能化控制、產(chǎn)品在線分析技術(shù)等方面，擁有獨到的專有技術(shù)。
[0031](3)該裝置占地面積為最少、結(jié)構(gòu)緊湊、反應(yīng)安全、使用方便，氟氣純度達到99%以上，適用于無機氟化物衍生產(chǎn)品的合成供氟；半導(dǎo)體行業(yè)化學氣相沉積技術(shù)(CVD)腔室清洗的現(xiàn)場供氟；高分子材料表面氟化處理；汽車制造材料表面活化處理；制備有機氟化物、高能電池、精細化學、含氟農(nóng)藥、含氟醫(yī)藥、醫(yī)療準分子激光器和科研院所、大學開展實驗研究等供氟場所。
[0032](4)裝置可按用戶需求，提供電解制氟能力為20?20000A的現(xiàn)場供氟用模組式中溫電解制氟裝置。
[0033]
【附圖說明】
[0034]圖1現(xiàn)有中溫電解制氟工藝流程框圖
圖2智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置總體流程框圖圖3-1中溫制氟電解槽裝置位置示意圖圖3-2、3-3中溫制氟電解槽裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖4中溫電解槽配套系統(tǒng)流程框圖圖5氟氣純化系統(tǒng)流程框圖圖6氫氣/尾氣清潔處理系統(tǒng)流程框圖圖7安全貯氣系統(tǒng)流程框圖。
[0035]
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合附圖1-7對本發(fā)明進行詳細說明，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置，采用工作室型集裝箱框架模組式結(jié)構(gòu)，將單質(zhì)氟元素的生產(chǎn)流程，集成其中。
[0038]整個模組式裝置分為以下幾個基礎(chǔ)模塊:中溫電解制氟及配套系統(tǒng)1、氟氣純化系統(tǒng)2、氫氣尾氣清潔處理系統(tǒng)3、安全貯氣系統(tǒng)4、實施時還可以增加過程分析系統(tǒng)5、數(shù)字化智能監(jiān)控管理系統(tǒng)6。
[0039]裝置為工作室型集裝箱框架模組式結(jié)構(gòu)，可以車載移動和就地快速安裝生產(chǎn)運行，因此現(xiàn)場占地面積為最少，且能按用戶的應(yīng)用規(guī)模要求，靈活組合應(yīng)用。安裝、調(diào)試、投運、生產(chǎn)過程等與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，建設(shè)周期、運營成本將極大地節(jié)約。通過該裝置的應(yīng)用，目標是:把生產(chǎn)成本降低50%，將用戶新產(chǎn)品投放市場的時間縮短50%。圖2智能化集裝箱模組式中溫電解制氟裝置總體流程框圖:
下面結(jié)合附圖對每個模塊系統(tǒng)進行功能及結(jié)構(gòu)說明:
中溫電解制氟及配套系統(tǒng)1，該功能模塊，包括中溫制氟電解槽裝置1.1、無水氫氟酸(AHF)自控供料系統(tǒng)1.2、電解氫氣尾氣自動吹掃系統(tǒng)1.3、電解反應(yīng)熱恒溫控制系統(tǒng)1.4、電解直流電源控制系統(tǒng)1.5。
[0040]中溫制氟電解槽裝置1.1:本裝置可根據(jù)用戶需求規(guī)模，提供電解制氟能力為20?20000A的現(xiàn)場供氟用模組式中溫電解制氟裝置。
[0041]中溫電解槽具有槽體、槽蓋、陽極氣室、陰極氣室、陽極電極、鋼制陰極、網(wǎng)狀隔膜、換熱夾套；專利設(shè)計標準配置可以為長方體型結(jié)構(gòu)，按特殊需要也可設(shè)計為圓柱體型等異形結(jié)構(gòu)；槽體大小根據(jù)電流強度而異。
[0042]鋼制陰極采用陰極保護工藝，降低運行成本。鎳基合金作為重要機構(gòu)材料，提高對電解質(zhì)、氟化氫和氟的耐腐蝕性，可極大地延長設(shè)備的壽命。電解槽制造要求良好的焊接質(zhì)量，保證設(shè)備的運行安全和延長壽命。
[0043]電解槽配套系統(tǒng)模塊:電解槽配套系統(tǒng)模塊由:無水氫氟酸(AHF)自控供料系統(tǒng)；電解氫氣尾氣自動吹掃系統(tǒng)；電解反應(yīng)熱恒溫控制系統(tǒng)；電解直流電源控制系統(tǒng)等組成，整個系統(tǒng)為自動化運行系統(tǒng)。
[0044]其中，電解質(zhì)(KHF2)經(jīng)配制、預(yù)電解脫水處理合格后，用戶可按所用單質(zhì)氟用量，在集成于集裝箱框架外壁的智能化人機界面HMI上，進行所需的工藝操作。中溫電解制氟及配套系統(tǒng)模塊中，電解制氟的過程為全自動生產(chǎn)過程，包括:額定電流下陽極氟氣產(chǎn)生；無水氫氟酸(AHF)自動定量加料；陰極氫氣自動清潔處理；電解槽反應(yīng)熱自動恒溫控制；電解槽陰、陽極空間尾氣自動氮氣(N2)吹掃；陽極尾氣吹掃排放；電解槽液封壓差聯(lián)鎖保護；工藝系統(tǒng)壓力與電解電流的自動聯(lián)鎖等。圖4中溫電解槽配套系統(tǒng)流程框圖。
[0045]氟氣純化系統(tǒng)2，該功能模塊，包括:粗氣預(yù)處理裝置2.1、氟化氫自動捕集處理系統(tǒng)2.2、氟氣純化吸附反應(yīng)器系統(tǒng)2.3、吸附劑在線解析處理系統(tǒng)2.4、低溫發(fā)生器控制系統(tǒng)2.5ο
[0046]其中，中溫電解產(chǎn)生的粗氟氣、氫氣夾帶的少量固體電解質(zhì)和約6?9%HF，經(jīng)除霧去塵，低溫捕集處理HF，冷凝析出的HF循環(huán)再用。最后通過氟氣純化吸附反應(yīng)器，用NaF吸附微量HF，HF濃度可降至彡0.5%。電解氫氣經(jīng)除霧去塵，至氫氣尾氣清潔處理系統(tǒng)處理后排空或收集利用。以上工藝流程，亦在集成于集裝箱框架外壁的智能化人機界面HMI上操作，氟氣純化的過程為全自動生產(chǎn)過程，包括:低溫發(fā)生器的自動運行；氟化氫捕集器的恒溫控制；氟化氫捕集器的自動液位排液處理；氟氣吸附反應(yīng)器的恒溫恒壓控制；吸附反應(yīng)器吸附劑的自動解析處理等。圖5氟氣純化系統(tǒng)流程框圖。
[0047]氫氣尾氣清潔處理系統(tǒng)3，該功能模塊，包括尾氣反應(yīng)器系統(tǒng)3.1、氫氣尾氣凈化塔系統(tǒng)3.2
其中，中溫電解過程產(chǎn)生的氫氣、尾氣含有少量固體電解質(zhì)、HF、F2、CF4、0F2、02、C02和硫、硅氟化物等，對環(huán)境造成危害。通過碳反應(yīng)器、苛性鈉稀溶液、水洗等可干凈處理掉氟廢氣中的有害物，達到清潔排放要求。整個工藝流程，自動處理，包括:循環(huán)泵的自動運行；噴淋流量的控制；反應(yīng)熱的處理；清凈自動排放等。圖6氫氣/尾氣清潔處理系統(tǒng)流程框圖。
[0048]安全貯氣系統(tǒng)4，該功能模塊，包括氟氣貯罐系統(tǒng)4.1、靜態(tài)氣體混合罐4.2、自動配比控制器系統(tǒng)4.3。
[0049]其中，將經(jīng)過純化的氟氣，在微負壓下，自動控制流速、壓力至安全氟氣貯罐中，客戶按需使用。由于純氟氣的強氧化性，多數(shù)用戶需對氟氣配制高純惰性氣(N2/He/Ar等)稀釋使用。本功能模塊中，采用專有在線氣體配比控制器系統(tǒng)，通過在線動態(tài)氣體混合器與自動流量配比控制器，按客戶對氟氣濃度的應(yīng)用需要，高精度自動配比生成。未用完之混合氣，采用專有靜態(tài)氣體混合罐，使氟氣F2與不同比重惰性氣體貯存時，能長期保持均勻混合狀態(tài)。整個工藝流程，自動生產(chǎn)處理，包括:氟氣安全流速自動控制；氟氣低壓安全貯存聯(lián)鎖控制；在線自動流量配比控制等。圖7安全貯氣系統(tǒng)流程框圖。
[0050]過程分析系統(tǒng)5:該模塊主要是由樣品在線取樣及前處理裝置、分析儀器及輔助單元、數(shù)據(jù)結(jié)果處理裝置、結(jié)果遠傳單元等組成。
[0051]模塊具有以下功能:
1、工藝控制點過程分析。
[0052]2、成品氟氣中氣體雜質(zhì)分析。
[0053]3、氟配比氣含量及雜質(zhì)分析。
[0054]4、集裝箱模組系統(tǒng)內(nèi)部及周圍空間中氟氣含量分析。
[0055]5、最終用戶使用后廢氣、尾氣中不凝類似氣分析
6、分析過程可無人值守可遠程控制、分析結(jié)果可遠程分享。
[0056]該模塊均采用管線、閥門組合動態(tài)采樣模式把各待測樣品與分析設(shè)備(