CN111549222A - 一种u型离子交换塔智能化控制***及方法 - Google Patents

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邱君君
侯录
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Abstract

一种U型离子交换塔智能化控制***,通过PLC总控在满足条件时通过电控泵和自控开关控制溶液和树脂进出U型塔；通过铀传感器实时监测铀富集段位置并反馈PLC，控制高浓度铀合格液和贫树脂产量，实现U型塔周期性自动操作和智能化控制。

Description

一种U型离子交换塔智能化控制***及方法
技术领域
本发明属于铀矿地浸技术领域，具体涉及一种U型离子交换塔智能化控制***及方法。
背景技术
采用U型塔对目标阴离子进行交换时，树脂从高位储罐通过重力或压缩空气推动进出U型塔及在U型塔内移动，同时产出对应贫树脂；液相通过进液泵驱动进塔，在塔内与树脂相逆向移动并进行离子交换，同时产出铀富集液和尾液。
在以上过程中，树脂进塔、出塔，溶液进塔、出塔及对树脂和溶液的速度、体积的控制较为频繁，采用一般阀门及进液泵进行人工操作，需要按照一定流程和开关顺序，在U型塔不同部位和高度进行操作，操作频繁，增加了无技术含量的重复人力消耗和误操作风险。同时，随着进塔树脂离子容量变化，工艺参数需要及时调整，即对进塔树脂需要具备一定适应性。
发明目的和内容
本发明的目的在于：通过PLC总控在满足条件时通过电控泵和自控开关控制溶液和树脂进出U型塔；通过铀传感器实时监测铀富集段位置并反馈PLC，控制高浓度铀合格液和贫树脂产量，实现U型塔周期性自动操作和智能化控制。
U型离子交换塔智能化控制方法技术方案为：一种U型离子交换塔智能化控制***，包括树脂高位槽,树脂高位槽左侧上部为溢流口电控阀门，树脂高位槽顶部有排空电控阀、液位计、树脂进口气动电控阀和压缩空气进口电控阀，树脂高位槽下部连接U型塔塔体，U型塔塔体右侧上部有尾液出口电控阀，U型塔塔体底部有铀合格液出口电控阀、铀传感器，U型塔塔体左侧上部有树脂出口气动电控阀，U型塔塔体左侧顶部通过进液口电控阀与进液电磁计量泵连接；
溢流口电控阀门、排空电控阀及压力表、液位计、树脂进口气动电控阀、压缩空气进口电控阀、尾液出口电控阀、铀合格液出口电控阀、铀传感器、树脂出口气动电控阀、进液电磁计量泵、进液口电控阀均与总控连接。
一种U型离子交换塔智能化控制方法，包括以下步骤：
S1：树脂高位槽和U型塔塔体充满一次饱和树脂，容量为C1mgU/mLWR，液位计监测树脂高位槽内树脂体积V1m3并反馈总控；
S2：总控控制进液电磁计量泵开启进淋洗剂，总控8控制进液口电控阀和尾液出口电控阀7打开；
S3：通过总控控制尾液出口电控阀7关闭，打开铀合格液出口电控阀出合格液，合格液平均浓度为C2g/L，出液体积V2m3，铀传感器持续监测合格液出口前塔内铀含量C3g/L，反馈总控；
S4:C3 g/L低于30g/L时，控制进液电磁计量泵和铀合格液出口电控阀关闭；
S5：得到需移动树脂体积Vm3，计算公式为
V＝C2V2/C1
S6：压缩空气进口电控阀5、树脂进口气动电控阀4和树脂出口气动电控阀开启，推动一次饱和树脂进塔，贫树脂出塔，液位计实时监测树脂高位槽内液位读数V3m3；
S7：比较V3与(V1-V)，当V3＞V1-V时，继续步骤S6；当监测到V3≤V1-V时，控制压缩空气进口电控阀5、树脂进口气动电控阀和树脂出口气动电控阀关闭，控制排空电控阀开启排空。
还包括S8：重复S2至S7，实现U型塔连续运转。
所述S2中，流量调节为aL/h。
所述S2中，持续进液时间T1h。
所述S3中，通过总控控制尾液出口电控阀关闭。
所述S5中，总控计算得到需移动树脂体积Vm3。
所述S6中，控控制压缩空气进口电控阀、树脂进口气动电控阀和树脂出口气动电控阀开启。
所述S7中，总控连续比较V3与(V1-V)。
所述S4中，总控判断C3 g/L低于30g/L。
所述U型离子交换塔智能化控制***及方法的特征在于：
1)降低了低技术含量的重复人力消耗和误操作风险；
2)增强了U型塔离子交换技术对饱和树脂容量变化的适应性；
3)提高地浸铀矿山自动化和智能化程度。
附图说明
图1为U型离子交换塔智能化控制点位及控制结构示意图；
图中：溢流口电控阀门1、排空电控阀及压力表2、液位计3、树脂进口气动电控阀4、压缩空气进口电控阀5、树脂高位槽6、尾液出口电控阀7、总控8、铀合格液出口电控阀9、铀传感器10、U型塔塔体11、树脂出口气动电控阀12、进液电磁计量泵13、进液口电控阀14。
具体实施方式
一种U型离子交换塔智能化控制***，包括树脂高位槽6,树脂高位槽6左侧上部为溢流口电控阀门1，树脂高位槽6顶部有排空电控阀2、液位计3、树脂进口气动电控阀4和压缩空气进口电控阀5，树脂高位槽6下部连接U型塔塔体11，U型塔塔体11右侧上部有尾液出口电控阀7，U型塔塔体11底部有铀合格液出口电控阀9、铀传感器10，U型塔塔体11左侧上部有树脂出口气动电控阀12，U型塔塔体11左侧顶部通过进液口电控阀14与进液电磁计量泵13连接。
溢流口电控阀门1、排空电控阀及压力表2、液位计3、树脂进口气动电控阀4、压缩空气进口电控阀5、尾液出口电控阀7、铀合格液出口电控阀9、铀传感器10、树脂出口气动电控阀12、进液电磁计量泵13、进液口电控阀14均与总控8连接。
一种U型离子交换塔智能化控制方法，步骤如下：
S1：树脂高位槽6和U型塔塔体11充满一次饱和树脂，容量为C1mgU/mLWR，液位计3监测树脂高位槽6内树脂体积V1m3并反馈总控8，
S2：总控8控制进液电磁计量泵13开启进淋洗剂，流量调节为aL/h，总控8控制进液口电控阀14和尾液出口电控阀7打开，持续进液时间T1h。
S3：通过总控8控制尾液出口电控阀7关闭，打开铀合格液出口电控阀9出合格液，合格液平均浓度为C2g/L，出液体积V2m3，铀传感器10持续监测合格液出口前塔内铀含量C3g/L，反馈总控8；
S4:总控8判断C3 g/L低于30g/L时，控制进液电磁计量泵13和铀合格液出口电控阀9关闭；
S5：总控8计算得到需移动树脂体积Vm3，计算公式为
V＝C2V2/C1
S6：总控8控制压缩空气进口电控阀5、树脂进口气动电控阀4和树脂出口气动电控阀12开启，推动一次饱和树脂进塔，贫树脂出塔，液位计3实时监测树脂高位槽6内液位读数V3m3。
S7：总控8连续比较V3与(V1-V)，当V3＞V1-V时，继续步骤S6；当监测到V3≤V1-V时，控制压缩空气进口电控阀5、树脂进口气动电控阀4和树脂出口气动电控阀12关闭，控制排空电控阀2开启排空。
重复S2至S7，实现U型塔连续运转。

Claims (10)

1.一种U型离子交换塔智能化控制***，其特征在于：包括树脂高位槽(6),树脂高位槽(6)左侧上部为溢流口电控阀门(1)，树脂高位槽6顶部有排空电控阀(2)、液位计(3)、树脂进口气动电控阀(4)和压缩空气进口电控阀5，树脂高位槽(6)下部连接U型塔塔体(11)，U型塔塔体(11)右侧上部有尾液出口电控阀(7)，U型塔塔体(11)底部有铀合格液出口电控阀(9)、铀传感器(10)，U型塔塔体(11)左侧上部有树脂出口气动电控阀(12)，U型塔塔体(11)左侧顶部通过进液口电控阀(14)与进液电磁计量泵(13)连接；
溢流口电控阀门(1)、排空电控阀及压力表(2)、液位计(3)、树脂进口气动电控阀(4)、压缩空气进口电控阀(5)、尾液出口电控阀(7)、铀合格液出口电控阀(9)、铀传感器(10)、树脂出口气动电控阀(12)、进液电磁计量泵(13)、进液口电控阀(14)均与总控(8)连接。
2.一种应用如权利要求1所述的U型离子交换塔智能化控制***的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：树脂高位槽(6)和U型塔塔体(11)充满一次饱和树脂，容量为C1mgU/mLWR，液位计(3)监测树脂高位槽(6)内树脂体积V1m3并反馈总控8；
S2：总控(8)控制进液电磁计量泵(13)开启进淋洗剂，总控8控制进液口电控阀(14)和尾液出口电控阀(7)打开；
S3：通过总控(8)控制尾液出口电控阀7关闭，打开铀合格液出口电控阀(9)出合格液，合格液平均浓度为C2g/L，出液体积V2m3，铀传感器(10)持续监测合格液出口前塔内铀含量C3g/L，反馈总控(8)；
S4:C3 g/L低于30g/L时，控制进液电磁计量泵(13)和铀合格液出口电控阀(9)关闭；
S5：得到需移动树脂体积Vm3，计算公式为
V＝C2V2/C1
S6：压缩空气进口电控阀(5)、树脂进口气动电控阀4和树脂出口气动电控阀(12)开启，推动一次饱和树脂进塔，贫树脂出塔，液位计(3)实时监测树脂高位槽(6)内液位读数V3m3；
S7：比较V3与(V1-V)，当V3＞V1-V时，继续步骤S6；当监测到V3≤V1-V时，控制压缩空气进口电控阀(5)、树脂进口气动电控阀(4)和树脂出口气动电控阀(12)关闭，控制排空电控阀(2)开启排空。
3.根据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：还包括S8：重复S2至S7，实现U型塔连续运转。
4.根据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S2中，流量调节为aL/h。
5.根据权利要求3所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S2中，持续进液时间T1h。
6.根据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S3中，通过总控(8)控制尾液出口电控阀(7)关闭。
7.根据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S5中，总控(8)计算得到需移动树脂体积Vm3。
8.据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S6中，总控(8)控制压缩空气进口电控阀(5)、树脂进口气动电控阀(4)和树脂出口气动电控阀(12)开启。
9.据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S7中，总控(8)连续比较V3与(V1-V)。
10.据权利要求2所述的一种U型离子交换塔智能化控制方法，其特征在于：所述S4中，总控(8)判断C3 g/L低于30g/L。
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