[发明专利]一种U型离子交换塔智能化控制系统及方法

说明书

一种U型离子交换塔智能化控制系统,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。

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系统及方法。

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系统，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。