[發明專利]用于電解池中液體水平測量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201280068767.7
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN104094089A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 馬克·埃里克·納爾遜
• 申請（專利權）人: 沙特基礎創新塑料IP私人有限責任公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26;G05D9/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

技術領域

本文中公開的主題涉及用于檢測電解池中的液體水平的裝置和方法。

背景技術

電解池中的低或高液體水平(liquid?level，液位)可以由關閉和啟動過程中存在的非平衡條件以及由具有“快速運行”隔膜的問題電池導致。電解池中的低液體水平，再加上沒有以及時方式檢測低液體水平，可以導致潛在的危險情況。例如，當電解過程是氯堿過程并且電解池是隔膜池時，液體水平降低低于低-低液體水平可以導致陰極頂部暴露于電解池的頂部空間氣體，所述頂部空間氣體包括氯氣。當陰極的部分表面暴露于頂部空間氣體時，隔膜對于氫氣的滲透性增加，并且潛在地存在氫氣泄露進入包括氯氣的頂部空間。當頂部空間中氫氣的量為約3wt％或更多時，存在氫氣與氯氣發生放熱反應以產生氯化氫的危險，即，由氫氣被氯氣氧化引起的氫火焰。如果氫氣的濃度足夠高，還可能發生爆炸。因此，期望具有用于檢測電解池中的液體水平的裝置和方法，其中可以從遠程位置連續監測液體水平。

可以使用液體水平計在不透明電解池中測量液體水平。最簡單且最可靠的液體水平計是液視監測器(liquid?sight?monitor)，也稱為直讀式液體水平計或視鏡。在正常情況下，操作者能夠以約30分鐘的間隔檢查電解池。然而，該檢查間隔可能不足以趕上其中液體水平可以在小于30分鐘內降低至危險地低水平的“快速運行”電池。

除了直接目測觀察之外，還已知用于液體水平測量的許多方法。這些包括使用浮子指示計，其中，浮子停留在液體表面上，并且磁性地或光學地偶聯至傳感器；以及使用通過測量液體中的電阻來操作的傳感器。然而，這些方法是侵入性的，即，它們要求浮子或傳感器直接接觸液體。在電解池中的液體具有腐蝕性時，這是不期望的。例如，氯堿工藝中的陽極半電池中的液體包括氯化物和溶解的氯氣，并且因而是高度腐蝕性的。此外，由使用在電解池操作過程中存在的高電壓引發的強磁場可以干擾這些液體水平傳感器的操作。這些苛刻條件可以導致傳感器故障，并且甚至致使傳感器不能工作，這使得難以得知由傳感器產生的信號是否代表電解池中的真實液體水平。此外，這些傳感器的安裝需要改動電解池以及做出這些改動所必須的停機時間和資金投入。

出于至少這些原因，在電解池的操作條件下，目前正在使用的液體水平傳感器可能是不可靠的或缺少成本效益。因此，期望具有用于檢測尤其是在嚴峻的操作條件如高磁場和腐蝕性環境下具有改善的可靠性的電解池中的液體水平的裝置和方法。如果安裝不需要改動現有電解池，這將是進一步的優勢。如果裝置和方法具有成本效益，這將是更進一步的優勢。

發明內容

一個實施方式是用于檢測電解池中液體水平的裝置，所述裝置包括與電解池流體接觸的水平管；定位以檢測水平管中預定水平處存在或不存在液體的接近傳感器；以及響應于接近傳感器的控制系統，其中，控制系統通過通信系統與液體水平傳感器通信。

另一個實施方式是用于檢測氯堿電解池中的鹽水水平的裝置，所述裝置包括與氯堿電解池流體接觸的水平管；可調整地安裝在水平管上以檢測水平管上預定位置處存在或不存在鹽水的電容式接近傳感器；用于定位且將電容式接近傳感器安裝在水平管上的支架；以及響應于電容式接近傳感器的數字控制系統，其中，數字控制系統與電容式接近傳感器通信。

另一個實施方式是用于維持電解池中的目標液體水平的方法，所述方法包括提供包括以下的裝置：與電解池流體接觸的水平管；定位在目標液體水平處的水平管上以檢測存在或不存在液體的接近傳感器；以及響應于接近傳感器的控制系統，其中，控制系統通過通信系統與接近傳感器通信并且響應于來自接近傳感器的信號指示水平管上的目標液體水平處存在或不存在液體；以及響應于該信號將電解池中的液體水平調整至目標液體水平。

另一個實施方式是用于維持氯堿電解池中的目標鹽水水平的方法，所述方法包括提供包括以下的裝置：與氯堿電解池流體接觸的水平管；可調整地安裝在水平管上以檢測水平管上的目標鹽水水平處存在或不存在鹽水的電容式接近傳感器；用于定位并將電容式接近傳感器安裝在水平管上的支架；以及響應于電容式接近傳感器的數字控制系統，其中，數字控制系統與電容式接近傳感器通信并且響應于來自電容式接近傳感器的信號指示水平管上的目標鹽水水平處存在或不存在鹽水；以及響應于該信號將氯堿電解池中的鹽水水平調整至目標鹽水水平。

從以下描述連同附圖，這些和其他優勢和特征將變得更加明顯。

附圖說明

由以下具體實施方式、權利要求、以及實施例連同非限制性附圖，前述和其他特征和優勢將顯而易見，并且其中：