基于DCS自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置的制作方法

本实用新型涉及电解装置技术领域，具体涉及基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置。

背景技术：

硫酸亚锡作为一种重要的精细化学产品，广泛应用于镀锡、铝型材表面处理、印刷电路板、水泥、化学试剂等行业。目前工厂生产硫酸亚锡主要是采用电解使金属锡溶解在稀的硫酸溶液中，然后将电解溶液浓缩干燥使其形成粉状硫酸亚锡产品。电解使用的电解槽均采用长方形电解槽，稀硫酸从电解槽上方补充加入，电解产生的化学品由于比重较大，从电解槽下方流出。在硫酸亚锡电解工段，由于电解槽内的液位不准确，造成槽液过满溢出或由于电解反应槽电解液被消耗，造成槽内电解液液位过低从而引起电解回路断开，影响电解效率的情况；而且，在硫酸亚锡电解体系当中，电解液液位过高或者过低，均为电解过程的不稳定因素，严重影响电解的效率。因此，需要一种技术从而提高电解溶稳定性及电解效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便的基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置，使用该装置在电解过程中能自动保持电解液液位，使得电解液液位在一个范围内达到基本稳定不变，从而保持电解反应的稳定有效进行。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置，包括顶部开口、内部中空的长方体型的电解槽，还包括液位自动平衡装置和dcs自控系统；

所述液位自动平衡装置包括液位下限检测装置和液位上限检测装置，液位下限检测装置和液位上限检测装置均固定设置在电解槽内腔的上半部，且液位下限检测装置位于液位上限检测装置之下；在电解槽外部且高于电解槽的位置处设置自动电解液补充装置，自动电解液补充装置通过管道与电解槽的内腔相连通，在管道上设置一个自动流速调节装置；

所述dcs自控系统设置在电解槽外，自动流速调节装置、液位下限检测装置和液位上限检测装置分别与dcs自控系统信号连接；

电解槽内腔的底部，从下往上依次叠放阳极导电支架、电解锡块、分隔条和阴极导电条；阴极导电条)的顶部低于液位下限检测装置。

作为本实用新型的基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置的改进：

在电解槽的侧壁上且高于液位上限检测装置的位置处设置一个电解槽溢液口，在电解槽的内腔中设有溢液口导管，所述溢液口导管的一端与电解槽溢液口密封相连，另一端靠近电解槽的底部；

在电解槽的侧壁上且靠近电解槽底部的位置处设置带有开关的电解槽下排液口；

在电解槽的下方设置电解液收集槽，电解液收集槽为开口向上的槽型容器，电解槽溢液口和电解槽下排液口均位于电解液收集槽开口的正上方(即，位于电解液收集槽的开口的范围之内)；

在电解液收集槽的侧壁上设有电解液流出口。

作为本实用新型的基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置的进一步改进：

阳极导电支架为框架式结构，顶部为平面；

所述电解锡块的上下表面平整；

所述分隔条为十字形的结构件，高度为5cm。

所述阴极导电条为“一”字形的薄板。

在本实用新型中，dcs自控系统、液位下限检测装置、液位上限检测装置等，均为常规部件，即，均能通过常规市购的方式轻易获得。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本实用新型能够避免硫酸亚锡电解过程中，由于液位过低或电解液不足的情况，引起的电解回路断开、电解效率低下的情况；

2、本实用新型可以防止由于补加电解液时由于人工操作不及时，造成的电解液满出电解槽的情况，避免了资源的浪费，且有效避免员工因电解液外溢造成的化学灼伤等可能性，提高了生产过程的安全性；

3、本实用新型利用dcs自控系统，达到自动补充电解液的目的，确保补加电解液量的准确性，解放了员工的双手，提高了操作的便利性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型的基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置的示意图；

图2为图1中的电解槽1及其内部装置的示意图。

图3为图2中的分隔条13的结构示意图；

图4为图2中的阴极导电条14的结构示意图；

图5为图2中的阳极导电支架11的结构示意图；

上为主视图，下为俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

实施例1、一种基于dcs自控系统的硫酸亚锡平衡液位电解装置，如图1-5所示，包括一个内部中空、顶部开口的长方体型的电解槽1，电解槽1的槽壁由耐酸耐腐蚀且绝缘的材料制成，电解槽1上设置有液位自动平衡装置，在电解槽1外设置有dcs自控系统3。

在电解槽1内腔的底部从下往上依次堆叠放置阳极导电支架11、2-3块的电解锡块12、分隔条13和阴极导电条14。阳极导电支架11为锡制的框架式结构，放置在电解槽1内腔的底部正中间位置，阳极导电支架11的顶部为支撑平面，便于堆叠放置电解锡块12且对放置于其上的部件起到平稳支撑的作用；电解锡块12为上下表面平整的含有杂质的锡块，方便堆叠多层；阳极导电支架11与电解锡块12通过直接接触，可以使得电流导通。

分隔条13为十字形的结构件，采用耐酸耐腐蚀且绝缘的材料制成，高度为5cm，一般在电解锡块12上左右分别各平放一条分隔条13，从而将电解的阴极与阳极分隔开来，使得阴阳两极的分隔距离为5cm，阴阳两极分隔的距离不易过大或过小以免影响电解效率或易发生短路的现象；阴极导电条14为“一”字形的薄板，可以采用4根阴极导电条14呈井字形摆放在分隔条13上，外部输入电源的正极与阳极导电支架11连接，外部输入电压的负极与阴极导电条14连接，当电解槽1内部充入电解液并没过阴极导电条14时，电解回路导通，电解反应即可正常进行；

液位自动平衡装置包括固定设置在电解槽1内腔上半部的液位下限检测装置6和液位上限检测装置5，液位下限检测装置6位于液位上限检测装置5之下且高于阴极导电条14；在电解槽1外部且高于电解槽1的位置处设置自动电解液补充装置2，自动电解液补充装置2通过管道21与电解槽1的内腔相连通，从而使电解液可以依靠重力从自动电解液补充装置2中流入电解槽1内补充损耗的电解液；在管道21上设置一个自动流速调节装置4，通过自动流速调节装置4的开、合来控制管道21内的电解液的通、断；自动流速调节装置4、液位下限检测装置6和液位上限检测装置5分别与dcs自控系统3信号连接，通过电解槽1内的液位下限检测装置6和液位上限检测装置5接受电解槽1内的液位信号，dcs自控系统3通过收到的液位信号控制自动流速调节装置4执行开和关来调节电解液的液位，以达到电解槽1内的液位始终处于合适的液位状态。

在电解槽1的侧壁上且高于液位上限检测装置5的位置设置一个电解槽溢液口8，在电解槽1的内腔中设有溢液口导管15，溢液口导管15的一端与电解槽溢液口8密封相连，另一端靠近电解槽1的底部；当电解槽1内的液位超过电解槽溢液口8的位置时，电解槽1的底部电解完毕的电解液，会沿溢液口导管15，从电解槽溢液口8流出，达到电解液液位防溢出的效果。

在电解槽1的侧壁上且靠近电解槽1底部的位置，设置一个带有开关的电解槽下排液口7，电解槽下排液口7与电解槽1的内腔相连通，用于将电解完成后达到工艺要求的电解液排出至电解槽1外。

在电解槽1的下方设置一个电解液收集槽10，电解液收集槽10为开口向上的槽型容器，电解液收集槽10的开口正对于电解槽溢液口8和电解槽下排液口7，即，电解槽溢液口8和电解槽下排液口7均位于电解液收集槽10开口的正上方；因此，在水平投影面上，电解槽溢液口8和电解槽下排液口7均位于电解液收集槽10的开口的范围之内，从电解槽下排液口7排出的电解完成的合格电解液或者由于液位过满而从电解槽溢液口8流出的电解液都能够汇集于电解液收集槽10之内；在电解液收集槽10的侧壁上且靠近电解液收集槽10的底部设置有带有开关的电解液流出口9，电解液流出口9与电解液收集槽10的内腔相连通，电解液收集槽10中的电解液从电解液流出口9排出存放待后续使用，从而完成合格电解液的收集与存放。

电解槽1及电解液收集槽10采用pvc或pp等耐酸材质，可以耐电解液酸腐蚀；阳极导电支架11与阴极导电条14均采用锡材质熔铸而成，以防止其他金属元素在电解过程中以杂质形式进入电解液当中；分隔条13可采用pvc或pp等耐酸材质，有一定的机械强度，可以起到分隔防止阴阳两极电路短路的作用；

本实用新型的使用过程为：

1、预备电解过程：

关闭dcs自控系统3，手动开启自动流速调节装置4，电解液持续流入电解槽1的内腔，当电解液位于液位下限检测装置6和液位上限检测装置5之间时，手动关闭自动流速调节装置4；然后导通电源，使本装置达到正常电解的工况；

2、持续电解过程：

开启dcs自控系统3，对电解槽1内的高液位与低液位进行实时监控，自动流速调节装置4为常闭状态；

由于电解过程中，电解反应会消耗部分电解液，以及部分操作可能带出电解液，会引起电解槽1内的电解液液位低于液位下限检测装置6，此时，当液位下限检测装置6监测到液位过低，发送低液位信号至dcs自控系统3；dcs自控系统3对自动流速调节装置4下达开启的指令，电解液从自动电解液补充装置2流出，补充进入电解槽1内，使得液位提升；

补液过程中，电解液液位达到液位上限检测装置5时，液位上限检测装置5监测到液位信号，发送高液位信号至dcs自控系统3，dcs自控系统3对自动流速调节装置4下达关闭的指令，电解液停止流入电解槽1；

当电解液液位超过电解槽溢液口8位置时，由于液体压力作用，电解槽1底部电解完毕的部分电解液，经溢液口导管15从电解槽溢液口8排出，落入到电解液收集槽10内；

3、电解完毕：

手工关闭自动流速调节装置4，断开阳极导电支架11和阴极导电条14所连接的电源，并使之处于常闭状态；

开启电解槽下排液口7，将电解槽1内的电解液排入电解液收集槽10内，然后开启电解液流出口9，将电解液排放至外部收集储罐中；电解液排放完后，如需继续电解，关闭电解槽下排液口7和电解液流出口9，然后回到步骤1重新开始。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。