[發(fā)明專利]一種制氟電解槽液態(tài)氟化氫集中供料方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110772857.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN113430543A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;魏剛;馬智剛;王來喜;蘇冉;趙興科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中核四0四有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/245
• 分類號(hào): C25B1/245;C25B9/60;C25B15/025;C25B15/031
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 姜俊婕

本發(fā)明涉及電解制氟領(lǐng)域，公開了一種制氟電解槽液態(tài)氟化氫集中供料方法，所述方法包括以下步驟：(1)檢驗(yàn)供料裝置的氣密性；(2)計(jì)算電解槽內(nèi)氟化氫加料量；(3)電解槽加料操作準(zhǔn)備；(4)電解質(zhì)取樣分析；取樣分析目標(biāo)電解槽電解質(zhì)酸度值，記錄電解槽的電子秤示值；(5)電解槽液態(tài)氟化氫加料操作；打開液態(tài)氟化氫加料閥門，液態(tài)氟化氫貯存容器內(nèi)的氟化氫在壓力作用下，通過液態(tài)氟化氫供料管道與液態(tài)氟化氫加料管，加入電解槽內(nèi)，當(dāng)電子秤示值增加到一定值時(shí)，關(guān)閉液態(tài)氟化氫加料閥門。本發(fā)明有效解決了制氟電解槽中液態(tài)氟化氫供料操作程序煩瑣，安全風(fēng)險(xiǎn)較大的問題，具有操作簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解制氟領(lǐng)域，更具體地涉及一種制氟電解槽液態(tài)氟化氫集中供料方法。

背景技術(shù)

氟氣作為一種重要的化工原料，由于其化學(xué)性質(zhì)十分活潑，具有極強(qiáng)的氧化性，因此工業(yè)生產(chǎn)氟氣主要以電解槽為主體設(shè)備、采用熔鹽電解制氟的工藝：在電解槽中加入熔融的氟氫化鉀作為電解質(zhì)，然后通過不斷向電解質(zhì)中加入氟化氫，通過電極作用生產(chǎn)氟氣。

目前，國內(nèi)制氟電解槽主要采用氣態(tài)氟化氫的供料方式：將儲(chǔ)存在氟化氫蒸發(fā)器中的液態(tài)氟化氫加熱蒸發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)氟化氫，氣態(tài)氟化氫經(jīng)過濾除塵后進(jìn)入氟化氫分配罐，然后通過供料管道輸送到電解槽并經(jīng)鼓泡管加入電解槽，在電解槽內(nèi)與熔融的電解質(zhì)氟氫化鉀結(jié)合再次轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诘腒H₂F₃，在電極的作用下產(chǎn)生氟氣、氫氣。在電解槽運(yùn)行過程中，由于氟化氫供料前需要在蒸發(fā)器中對(duì)液態(tài)氟化氫進(jìn)行加熱蒸發(fā)，極易造成氟化氫蒸發(fā)器發(fā)生腐蝕泄漏事故；由于氟化氫連續(xù)被電解消耗，為保持電解質(zhì)酸度在工藝控制范圍內(nèi)，需要連續(xù)不斷的向電解槽內(nèi)加入氣態(tài)氟化氫，加料效率低；由于氟化氫分子具有締合性質(zhì)，難以實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量，因此熔鹽電解質(zhì)中的氟化氫含量不易控制，需周期性的對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行氟化氫含量進(jìn)行取樣分析，以此作為調(diào)節(jié)氟化氫加料量的依據(jù)。國外有關(guān)制氟電解槽供料工藝裝置的技術(shù)鮮有報(bào)道，僅有信息表明法國采用了液態(tài)氟化氫供料技術(shù)，但其具體供料工藝流程和工藝裝置并不清楚。

核工業(yè)理化工程研究院(天津)曾開展過制氟電解槽液態(tài)氟化氫供料小型實(shí)驗(yàn)，其主要采用小容量氟化氫鋼瓶與電解槽“一對(duì)一”的供料方式：將液態(tài)氟化氫分裝到小容量鋼瓶中，每臺(tái)電解槽配備一臺(tái)氟化氫鋼瓶，根據(jù)電解槽的重量變化確定是否需要加料。其實(shí)驗(yàn)設(shè)備分散，供料過程全部由人工操作，操作程序煩瑣，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且不易實(shí)現(xiàn)工藝工程控制的自動(dòng)化。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中制氟電解槽中液態(tài)氟化氫供料操作程序煩瑣，安全風(fēng)險(xiǎn)較大的問題，本發(fā)明提供一種制氟電解槽液態(tài)氟化氫集中供料方法。

本發(fā)明采用的具體方案為：一種制氟電解槽液態(tài)氟化氫集中供料方法，所述方法包括以下步驟：

(1)檢驗(yàn)供料裝置的氣密性；所述供料裝置包括液態(tài)氟化氫貯存容器、液態(tài)氟化氫加料管和電解槽，所述液態(tài)氟化氫貯存容器與液態(tài)氟化氫加料管連接；所述液態(tài)氟化氫加料管包括干管以及與干管連接的多個(gè)支管；所述多個(gè)支管分別伸入所述電解槽內(nèi)相鄰的陽極板間，且伸入的支管部分側(cè)壁上設(shè)置出液孔；所述液態(tài)氟化氫貯存容器頂部設(shè)置氮?dú)馊肟冢?/p>

(2)依據(jù)電解槽的酸度范圍，計(jì)算電解槽內(nèi)液態(tài)氟化氫加料量；

(3)電解槽加料操作準(zhǔn)備；

(4)電解槽內(nèi)電解質(zhì)取樣分析；

(5)電解槽液態(tài)氟化氫加料。

所述步驟(3)電解槽加料操作準(zhǔn)備進(jìn)一步包括：開啟氮?dú)忾y門，向液態(tài)氟化氫貯存容器充入氮?dú)馐挂簯B(tài)氟化氫貯存容器內(nèi)的壓力保持在0.15±0.02MPa范圍內(nèi)。

所述步驟(4)電解槽內(nèi)電解質(zhì)取樣分析進(jìn)一步包含：取樣分析目標(biāo)電解槽的電解質(zhì)酸度值，記錄電解槽的電子秤示值。

所述步驟(2)中電解槽的酸度范圍為38.5％～40.2％wt。