CN103864125A - 一种碳酸盐的自动化制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳酸盐的自动化制备装置，包括稀硫酸自动化配制装置、自动化液体除钡装置和自动化碳化装置，所述稀硫酸自动化配制装置的出口通过管道与所述自动化液体除钡装置连通，所述自动化液体除钡装置通过管道与所述自动化碳化装置连通。本发明还公开一种碳酸盐的自动化制备方法，包括稀硫酸自动化配制步骤、自动化液体除钡步骤和自动化碳化步骤。同时，本发明还公开了方法。本发明实现全自动化控制，操作安全，无污染，在生产过程中不易泄漏，保护环境，降低人为因素的影响，保证产品的稳定度。

Description

一种碳酸盐的自动化制备装置及方法

技术领域

本发明涉及一种碳酸盐的自动化制备装置及方法。

背景技术

碳酸锶生产中需要对硫化锶液进行除钡处理，除钡岗位的主要任务是往硫化锶溶液中加入稀硫酸，在搅拌下喷淋1.4％--2.0％的稀硫酸溶液，除去硫化锶溶液中部分钡离子，当喷入稀硫酸量达到规定值时，停搅拌、静置澄清3小时后转入下道工序生产。

在除钡工序中使用的稀硫酸，是通过将一定的水加入到一定体积的计量槽中，然后再加入一定体积的浓硫酸，最后由稀酸泵抽至稀酸槽配制而成。现有的配制方法为人工操作，在生产过程中会出现酸雾及稀酸溅出，对操作人员的身体健康存在威胁。人工开启浓硫酸阀门时也会存在不安全因素。同时，稀酸泵易泄露，腐蚀环境。整个稀硫酸配制过程中人为因素影响较大，造成稀硫酸浓度波动大。同时碳化过程也为人工操作，在生产过程中会出现有毒液体硫化锶（碳酸钡生产时为硫化钡）泄漏微量硫化氢泄漏，对操作人员的身体健康存在威胁，严重时会污染环境。人工开启硫化锶阀门时也会存在不安全因素，同时较难控制碳化产品质量。整个碳化过程中人为因素影响较大，造成碳化生产波动大。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全自动化控制、安全、无污染的碳酸盐的自动化制备装置。

本发明的另一目的在于提供一种碳酸盐的自动化制备方法。

技术方案：本发明所述的一种碳酸盐的自动化制备装置，包括稀硫酸自动化配制装置、自动化液体除钡装置和自动化碳化装置，所述稀硫酸自动化配制装置的出口通过管道与所述自动化液体除钡装置连通，所述自动化液体除钡装置通过管道与所述自动化碳化装置连通。

本技术方案的进一步限定为，所述稀硫酸自动化配制装置包括：水桶、浓硫酸槽、浓硫酸计量槽、稀硫酸槽和稀硫酸控制器，所述水桶的进口通过管道与水源连接，所述水桶的出口通过管道与稀硫酸槽的进口连接；所述水桶的出口的高度高于所述稀硫酸槽的进口的高度；所述浓硫酸槽的出口与所述浓硫酸计量槽的进口连接，所述浓硫酸计量槽的溢流口通过管道与浓硫酸槽的顶部连接，所述浓硫酸计量槽的出口通过管道与稀硫酸槽的进口连接；所述浓硫酸槽的出口高度高于浓硫酸计量槽的进口高度，所述浓硫酸计量槽的出口高度高于所述稀硫酸槽的进口高度；

所述水桶的进口管道和出口管道上分别设置有水桶进口阀和水桶出口阀；所述浓硫酸计量槽的进口管道和出口管道上分别设置有计量槽进口阀和计量槽出口阀；所述水桶和稀硫酸槽中分别设置有水桶液位计和稀硫酸液位计；所述水桶进口阀、水桶出口阀、计量槽进口阀、计量槽出口阀、水桶液位计和稀硫酸液位计分别与控制器连接；

所述稀硫酸控制器包括稀硫酸数据采集器、稀硫酸数据比较器、稀硫酸定时器和稀硫酸阀门控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀关闭，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀关闭，控制所述计量槽进口阀和所述水桶进口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

进一步地，所述自动化液体除钡装置包括：除钡桶和除钡控制器，所述除钡桶的进酸口通过管道与所述稀硫酸自动化配制装置连通，所述除钡桶的进酸口高度低于所述稀硫酸自动化配制装置的出口，所述稀硫酸自动化配制装置的出口处设置稀硫酸槽出口阀，所述除钡桶进酸口处设置除钡桶加酸阀；所述除钡桶的加液口通过管道与待除钡溶液的容器出口连通，并且所述加液口处设置溶液进口阀；所述除钡桶的内部设置带有驱动装置的搅拌机，所述除钡桶的侧壁设置除钡桶液位计；所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀、溶液进口阀、搅拌机的驱动装置和除钡桶液位计分别与除钡控制器连接；

所述除钡控制器包括除钡数据采集器、除钡数据比较器、除钡阀门控制器、除钡驱动控制器和除钡定时器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器；

所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀和溶液进口阀连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀关闭，同时控制所述溶液进口阀打开；当所述除钡阀门控制器接收到停液加酸信号时，控制所述溶液进口阀关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀打开；

所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置，停止搅拌。

进一步地，所述自动化碳化装置包括：计量桶、进料泵、碳化控制器和至少一组碳化塔，所述计量桶的进口通过管道与自动化液体除钡装置连通，其出口通过管道与所述进料泵的入口连通，所述进料泵的出口与所有碳化塔的进料口连通，所述碳化塔的进气口与CO₂管道连通；

所述计量桶的内部设置计量桶液位计，其进口处设置计量桶进口阀，其出口处设置计量桶出口阀；所述碳化塔的进料口设置进料阀，其进气口设置流量计和CO₂进气阀，其排气口设置尾气阀，其放料口设置放料阀，相邻碳化塔间串联口设置串联阀；所述碳化塔内部设置压力变送器，所述计量桶液位计、计量桶进口阀、计量桶出口阀、进料阀、放量阀、流量计、CO₂进气阀、串联阀、尾气阀和压力变送器分别与所述碳化控制器连接；

所述碳化控制器包括碳化数据采集器、碳化数据比较器、碳化驱动控制器和碳化阀门控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力表和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔尾气阀处压力信息p1、塔内底部压力p2和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵停止；所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时关闭串联阀，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时打开开串联阀；所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为600~700m³/h；所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀。

本发明提供的另一技术方案为：一种碳酸盐的自动化制备方法，包括稀硫酸自动化配制步骤、自动化液体除钡步骤和自动化碳化步骤。

本技术方案的进一步限定为，所述稀硫酸自动化配制步骤按如下步骤进行：

（1）将水桶的进口通过管道与水源连接，浓硫酸槽中装满浓硫酸；

（2）启动稀硫酸控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；

（3）所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；

（4）所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；

（5）所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀关闭，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀关闭，控制所述计量槽进口阀和所述水桶进口阀打开；

（6）当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

进一步地，所述自动化液体除钡步骤按如下步骤进行：

（1）在稀硫酸槽中充满足量的适合浓度的稀硫酸，在待除钡溶液的容器中充满待除钡的溶液；

（2）启动控制器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；

（3）所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；

（4）所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器；

（5）所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀和溶液进口阀连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀关闭，同时控制所述溶液进口阀打开；

（6）当所述除钡阀门控制器接收到加酸信号时，控制所述溶液进口阀关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀打开；

（7）所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置，停止搅拌。

进一步地，所述自动化碳化步骤按如下步骤进行：

（1）将计量桶中装入待碳化液体，碳化塔的进气口与CO₂管道联通；

（2）启动控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力变送器和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔内的压力信息p1和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；

（3）所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

（4）所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵停止；

（5）所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时关闭串联阀，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时打开开串联阀；

（6）所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为600~700m³/h；

（7）所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明提及的碳酸盐主要为碳酸锶和碳酸钡，本发明提供的碳酸盐的自动化制备装置及方法，实现全自动化控制，操作安全，无污染；本发明在生产过程中不易泄漏，保护环境，降低人为因素的影响，保证产品的稳定度。

附图说明

图1为本实施例中稀硫酸自动化配制装置的结构示意图；

图2为本实施例中自动化液体除钡装置的结构示意图；

图3为本实施例中自动化碳化装置的计量桶和进料泵的结构示意图；

图4为本实施例中自动化碳化装置的碳化塔的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

本发明提供一种碳酸盐的自动化制备装置，包括稀硫酸自动化配制装置、自动化液体除钡装置和自动化碳化装置，所述稀硫酸自动化配制装置的出口通过管道与所述自动化液体除钡装置连通，所述自动化液体除钡装置通过管道与所述自动化碳化装置连通。

所述稀硫酸自动化配制装置的结构示意图如图1所示，包括：水桶1-1、浓硫酸槽1-4、浓硫酸计量槽1-3、稀硫酸槽1-2和稀硫酸控制器，所述水桶1-1的进口通过管道与水源连接，所述水桶1-1的出口通过管道与稀硫酸槽1-2的进口连接；所述水桶1-1的出口的高度高于所述稀硫酸槽1-2的进口的高度；所述浓硫酸槽1-4的出口与所述浓硫酸计量槽1-3的进口连接，所述浓硫酸计量槽1-3的溢流口通过管道与浓硫酸槽1-4的顶部连接，所述浓硫酸计量槽1-3的出口通过管道与稀硫酸槽1-2的进口连接；所述浓硫酸槽1-4的出口高度高于浓硫酸计量槽1-3的进口高度，所述浓硫酸计量槽1-3的出口高度高于所述稀硫酸槽1-2的进口高度。

所述水桶1-1的进口管道和出口管道上分别设置有水桶进口阀1-5和水桶出口阀1-6；所述浓硫酸计量槽1-3的进口管道和出口管道上分别设置有计量槽进口阀1-8和计量槽出口阀1-7；所述水桶1-1和稀硫酸槽1-2中分别设置有水桶液位计和稀硫酸液位计；所述水桶进口阀1-5、水桶出口阀1-6、计量槽进口阀1-8、计量槽出口阀1-7、水桶液位计和稀硫酸液位计分别与控制器连接。

所述稀硫酸控制器包括稀硫酸数据采集器、稀硫酸数据比较器、稀硫酸定时器和稀硫酸阀门控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀1-8关闭，控制所述计量槽出口阀1-7和所述水桶出口阀1-6打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀1-7和所述水桶出口阀1-6关闭，控制所述计量槽进口阀1-8和所述水桶进口阀1-5打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀1-8关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀1-5关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

自动化液体除钡装置的结构示意图如图2所示，包括：除钡桶2-2和除钡控制器，所述除钡桶2-2的进酸口通过管道与所述稀硫酸自动化配制装置连通，所述除钡桶2-2的进酸口高度低于所述稀硫酸自动化配制装置的出口，所述稀硫酸自动化配制装置的出口处设置稀硫酸槽出口阀2-3，所述除钡桶进酸口处设置除钡桶加酸阀2-4；所述除钡桶的加液口通过管道与待除钡溶液的容器出口连通，并且所述加液口处设置溶液进口阀2-5；所述除钡桶2-2的内部设置带有驱动装置2-6的搅拌机2-7，所述除钡桶2-2的内侧壁设置除钡桶液位计；所述稀硫酸槽出口阀2-3、除钡桶加酸阀2-4、溶液进口阀2-5、搅拌机的驱动装置2-6和除钡桶液位计分别与除钡控制器连接。

所述除钡控制器包括除钡数据采集器、除钡数据比较器、除钡阀门控制器、除钡驱动控制器和除钡定时器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器；

所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀2-3、除钡桶加酸阀2-4和溶液进口阀2-5连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀2-3和除钡桶加酸阀2-4关闭，同时控制所述溶液进口阀2-5打开；当所述除钡阀门控制器接收到停液加酸信号时，控制所述溶液进口阀2-5关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀2-3和除钡桶加酸阀2-4打开；

所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置2-6连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置2-6，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置2-6，停止搅拌。

所述计量桶和进料泵的结构示意图如图3所示，所述碳化塔的结构示意图如图4所示，所述自动化碳化装置包括：计量桶3-1、进料泵3-2、碳化控制器和至少一组碳化塔3-4。所述计量桶3-1的进口通过管道与自动化液体除钡装置连通，其出口通过管道与所述进料泵3-2的入口连通，所述进料泵3-2的出口与所有碳化塔3-4的进料口连通，所述碳化塔3-4的进气口与CO₂管道连通。

所述计量桶3-1的内部设置计量桶液位计，其进口处设置计量桶进口阀3-14，其出口处设置计量桶出口阀3-3；所述碳化塔的进料口设置进料阀3-7，其进气口设置流量计3-5和CO₂进气阀3-6和3-12，其排气口设置尾气阀3-8，其放料口设置放料阀3-10，相邻碳化塔间串联口设置串联阀3-11；所述碳化塔内部设置压力变送器3-9和3-13，所述计量桶液位计、计量桶进口阀3-14、计量桶出口阀3-3、进料阀3-7、放量阀3-10、流量计3-5、CO₂进气阀3-6和3-12、串联阀3-11、尾气阀3-8和压力变送器3-9和3-13分别与所述碳化控制器连接；

所述碳化控制器包括碳化数据采集器、碳化数据比较器、碳化驱动控制器和碳化阀门控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力表和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔尾气阀处压力信息p1、塔内底部压力p2和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵3-2启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵3-2停止；所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀3-3、进料阀3-7和尾气阀3-8同时关闭串联阀3-11，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀3-3、进料阀3-7和尾气阀3-8同时打开串联阀3-11；所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀3-6和3-12的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀3-6和3-12的开度为600~700m³/h；所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀3-14；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀3-14。

上述碳酸盐的自动化制备装置的工作方法，包括稀硫酸自动化配制步骤、自动化液体除钡步骤和自动化碳化步骤。

所述稀硫酸自动化配制步骤按如下步骤进行：

（1）将水桶1-1的进口通过管道与水源连接，浓硫酸槽1-4中装满浓硫酸；

（2）启动稀硫酸控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；

（3）所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；

（4）所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；

（5）所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀1-8关闭，控制所述计量槽出口阀1-7和所述水桶出口阀1-6打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀1-7和所述水桶出口阀1-6关闭，控制所述计量槽进口阀1-8和所述水桶进口阀1-5打开；

（6）当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀1-8关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀1-5关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

所述自动化液体除钡步骤按如下步骤进行：

（1）在稀硫酸槽中充满足量的适合浓度的稀硫酸，在待除钡溶液的容器中充满待除钡的溶液；

（2）启动控制器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；

（3）所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；

（4）所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器；

（5）所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀2-3、除钡桶加酸阀2-4和溶液进口阀2-5连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀2-3和除钡桶加酸阀2-4关闭，同时控制所述溶液进口阀2-5打开；

（6）当所述除钡阀门控制器接收到加酸信号时，控制所述溶液进口阀2-5关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀2-3和除钡桶加酸阀2-4打开；

（7）所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置2-6连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置2-6，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置2-6，停止搅拌。

所述自动化碳化步骤按如下步骤进行：

（1）将计量桶3-1中装入待碳化液体，碳化塔3-4的进气口与CO₂管道联通；

（2）启动控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力表和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔尾气阀处压力信息p1、塔内底部压力p2和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；

（3）所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

（4）所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵3-2启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵3-2停止；

（5）所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀3-3、进料阀3-7和尾气阀3-8同时关闭串联阀3-11，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀3-3、进料阀3-7和尾气阀3-8同时打开串联阀3-11；

（6）所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀3-6和3-12的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀3-6和3-12的开度为600~700m³/h；

（7）所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀3-14；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀3-14。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种碳酸盐的自动化制备装置，其特征在于，包括稀硫酸自动化配制装置、自动化液体除钡装置和自动化碳化装置，所述稀硫酸自动化配制装置的出口通过管道与所述自动化液体除钡装置连通，所述自动化液体除钡装置通过管道与所述自动化碳化装置连通。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸盐的自动化制备装置，其特征在于，所述稀硫酸自动化配制装置包括：水桶、浓硫酸槽、浓硫酸计量槽、稀硫酸槽和稀硫酸控制器，所述水桶的进口通过管道与水源连接，所述水桶的出口通过管道与稀硫酸槽的进口连接；所述水桶的出口的高度高于所述稀硫酸槽的进口的高度；所述浓硫酸槽的出口与所述浓硫酸计量槽的进口连接，所述浓硫酸计量槽的溢流口通过管道与浓硫酸槽的顶部连接，所述浓硫酸计量槽的出口通过管道与稀硫酸槽的进口连接；所述浓硫酸槽的出口高度高于浓硫酸计量槽的进口高度，所述浓硫酸计量槽的出口高度高于所述稀硫酸槽的进口高度；

所述水桶的进口管道和出口管道上分别设置有水桶进口阀和水桶出口阀；所述浓硫酸计量槽的进口管道和出口管道上分别设置有计量槽进口阀和计量槽出口阀；所述水桶和稀硫酸槽中分别设置有水桶液位计和稀硫酸液位计；所述水桶进口阀、水桶出口阀、计量槽进口阀、计量槽出口阀、水桶液位计和稀硫酸液位计分别与控制器连接；

所述稀硫酸控制器包括稀硫酸数据采集器、稀硫酸数据比较器、稀硫酸定时器和稀硫酸阀门控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀关闭，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀关闭，控制所述计量槽进口阀和所述水桶进口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

3.根据权利要求1所述的一种碳酸盐的自动化制备装置，其特征在于，所述自动化液体除钡装置包括：除钡桶和除钡控制器，所述除钡桶的进酸口通过管道与所述稀硫酸自动化配制装置连通，所述除钡桶的进酸口高度低于所述稀硫酸自动化配制装置的出口，所述稀硫酸自动化配制装置的出口处设置稀硫酸槽出口阀，所述除钡桶进酸口处设置除钡桶加酸阀；所述除钡桶的加液口通过管道与待除钡溶液的容器出口连通，并且所述加液口处设置溶液进口阀；所述除钡桶的内部设置带有驱动装置的搅拌机，所述除钡桶的内侧壁设置除钡桶液位计；所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀、溶液进口阀、搅拌机的驱动装置和除钡桶液位计分别与除钡控制器连接；

所述除钡控制器包括除钡数据采集器、除钡数据比较器、除钡阀门控制器、除钡驱动控制器和除钡定时器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器；

所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀和溶液进口阀连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀关闭，同时控制所述溶液进口阀打开；当所述除钡阀门控制器接收到停液加酸信号时，控制所述溶液进口阀关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀打开；

所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置，停止搅拌。

4.根据权利要求1所述的一种碳酸盐的自动化制备装置，其特征在于，所述自动化碳化装置包括：计量桶、进料泵、碳化控制器和至少一组碳化塔，所述计量桶的进口通过管道与自动化液体除钡装置连通，其出口通过管道与所述进料泵的入口连通，所述进料泵的出口与所有碳化塔的进料口连通，所述碳化塔的进气口与CO₂管道连通；

所述计量桶的内部设置计量桶液位计，其进口处设置计量桶进口阀，其出口处设置计量桶出口阀；所述碳化塔的进料口设置进料阀，其进气口设置流量计和CO₂进气阀，其排气口设置尾气阀，其放料口设置放料阀，相邻碳化塔间串联口设置串联阀；所述碳化塔内部设置压力变送器，所述计量桶液位计、计量桶进口阀、计量桶出口阀、进料阀、放量阀、流量计、CO₂进气阀、串联阀、尾气阀和压力变送器分别与所述碳化控制器连接；

所述碳化控制器包括碳化数据采集器、碳化数据比较器、碳化驱动控制器和碳化阀门控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力表和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔尾气阀处压力信息p1、塔内底部压力p2和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵停止；所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时关闭串联阀，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时打开开串联阀；所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为600~700m³/h；所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀。

5.一种碳酸盐的自动化制备方法，其特征在于，包括稀硫酸自动化配制步骤、自动化液体除钡步骤和自动化碳化步骤。

6.根据权利要求5所述的一种碳酸盐的自动化制备方法，其特征在于，所述稀硫酸自动化配制步骤按如下步骤进行：

（1）将水桶的进口通过管道与水源连接，浓硫酸槽中装满浓硫酸；

（2）启动稀硫酸控制器，所述稀硫酸数据采集器分别与所述水桶液位计和稀硫酸液位计连接，采集所述水桶的液位值h1和稀硫酸槽中的液位值h2，并将所述液位信息传输至所述稀硫酸数据比较器；

（3）所述稀硫酸数据比较器中预设所述稀硫酸槽的高度h，当h2小于等于1/3h时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸启动信号；当h1等于0时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送配酸停止信号，同时，向所述稀硫酸定时器发送启动定时信号；当h1等于水量预设值时，所述稀硫酸数据比较器向所述稀硫酸阀门控制器发送供水停止信号；

（4）所述稀硫酸定时器接收所述稀硫酸比较器发送的定时信号，开始计时，计时达到预设值时，发送触发信号至所述稀硫酸阀门控制器；

（5）所述稀硫酸阀门控制器接收所述稀硫酸数据比较器和所述稀硫酸定时器的信号，当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸启动信号时，控制所述计量槽进口阀关闭，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀打开；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的配酸停止信号时，控制所述计量槽出口阀和所述水桶出口阀关闭，控制所述计量槽进口阀和所述水桶进口阀打开；

（6）当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸定时器发送的触发信号时，控制所述计量槽进口阀关闭；当所述稀硫酸阀门控制器接收到所述稀硫酸数据比较器发送的供水停止信号时，控制和所述水桶进口阀关闭，实现稀硫酸的自动化配制。

7.根据权利要求5所述的一种碳酸盐的自动化制备方法，其特征在于，所述自动化液体除钡步骤按如下步骤进行：

（1）在稀硫酸槽中充满足量的适合浓度的稀硫酸，在待除钡溶液的容器中充满待除钡的溶液；

（2）启动控制器，所述除钡数据采集器与除钡液位计连接，采集所述除钡桶的液位值H₁，并将所述液位信息传输至所述除钡数据比较器；

（3）所述除钡数据比较器中预设液位低位阀值H_L、中位阀值H_M和液位高位阀值H_H，当液位达到H₁=H_L时，除钡数据比较器发送搅拌信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_M时，除钡数据比较器发送加液信号至所述除钡阀门控制器；当H₁=H_H时，除钡数据比较器送停液加酸信号至所述阀门控制器，发送计时信号至所述除钡定时器；

（4）所述除钡定时器接收到计时信号时，触发计时，计时达到预设值时，发送停止搅拌信号至所述除钡驱动控制器； 

（5）所述除钡阀门控制器与所述稀硫酸槽出口阀、除钡桶加酸阀和溶液进口阀连接，当所述除钡阀门控制器接收到加液信号时，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀关闭，同时控制所述溶液进口阀打开；

（6）当所述除钡阀门控制器接收到加酸信号时，控制所述溶液进口阀关闭，控制所述稀硫酸槽出口阀和除钡桶加酸阀打开；

（7）所述除钡驱动控制器与搅拌机的驱动装置连接，当所述除钡驱动控制器接收搅拌信号时，启动搅拌机的驱动装置，开始搅拌；当所述驱动控制器接收到停止搅拌信号时，关闭搅拌机的驱动装置，停止搅拌。

8.根据权利要求5所述的一种碳酸盐的自动化制备方法，其特征在于，所述自动化碳化步骤按如下步骤进行：

（1）将计量桶中装入待碳化液体，碳化塔的进气口与CO₂管道联通；

（2）启动控制器，所述碳化数据采集器与所述计量桶液位计、压力变送器和流量计连接，采集计量桶的液位信息h1、碳化塔内的压力信息p1和CO₂进气的流量信息L1，并将所述信息传送至所述碳化数据比较器；

（3）所述碳化数据比较器对接收的数据信息进行处理，当流量信息L1为理论量的1.1倍，压力信息p1大于0.2Mpa时，碳化数据比较器发送放料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当塔内差压p2为0Mpa时，碳化数据比较器先发送关闭信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器，然后再发送进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当液位信息h1为预设液位信息时，碳化数据比较器发送停止进料信号至碳化阀门控制器和碳化驱动控制器；当流量信息L1的累计信息为0m³时，碳化数据比较器发送低开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当液位信息h1为0米时，碳化数据比较器发送高开度设定信号至所述碳化阀门控制器；当h1为200mm时，碳化数据比较器发送进液信号至所述碳化阀门控制器，当h1为2200mm时，碳化数据比较器发送停液信号至所述碳化阀门控制器；

（4）所述碳化驱动控制器接收进料信号时，驱动所述进料泵启动，所述碳化驱动控制器接收停止进料信号后，驱动所述进料泵停止；

（5）所述碳化阀门控制器接收进料信号后，打开计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时关闭串联阀，所述碳化阀门控制器接收停止进料信号后，关闭计量桶出口阀、进料阀和尾气阀同时打开开串联阀；

（6）所述碳化阀门控制器接收到低开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为200-300m³/h；所述阀门控制器接收到高开度设定信号时，设定CO₂进气阀的开度为600~700m³/h；

（7）所述碳化阀门控制器接收进液信号后，打开计量桶进口阀；所述阀门控制器接收停液信号后，关闭计量桶进口阀。

Images