安东帕铅酸蓄电池生产：通过在线浓度测量优化化学反应和实现快速转产

• 关键词：安东帕,铅酸蓄电池,密度传感器
• 摘要：可靠的在线硫酸浓度测量可以确保化学反应过程的质量和蓄电池中的最终 H2SO4 浓度。另外还可 以缩短加注站转产期间的停机时间。

1 铅酸蓄电池生产 1.1 概述 铅酸蓄电池是最早、最成熟的可充电电池。由于价格低、 功率质量比相对较大，因此尽管能量重量比非常小，但 它主要用作汽车起动、照明和点火 (SLI) 电池。 铅酸蓄电池的主要成分是由铅制成的阳极、由二氧化铅 制成的阴极和作为电解质的稀硫酸 (H2SO4)（图 1）。

1.2 蓄电池生产中的硫酸在铅酸蓄电池的生产过程中，需要用到不同浓度的硫酸。 硫酸浓度不仅取决于生产步骤，还取决于蓄电池的类型 和尺寸。 1.2.1 化学反应需要硫酸的第一个生产步骤是极板化成。化学反应过程中会在正极板上形成 α 和 β PbO2。α 和 β PbO2 之 间的比率直接影响蓄电池的电流效率。在化学反应过程 中，H2SO4 浓度是实现正确比率的一个重要参数。

1.2.2 化成后加注 槽化完成后，会组装蓄电池，加注正确浓度的硫酸，并 进行充电。 电池内化学反应后，会更换电解质（二次进料法）或调 节硫酸（一次进料法）。 在加注和储能结束时，硫酸浓度和电解质水平必须符合 规定的浓度。 

2 应用解决方案 

2.1 硫酸浓度测量 

在硫酸溶液中，密度测量非常适合测定高达 90% 的 H2SO4 浓度。在铅酸蓄电池生产中，0% 至 55% (1.4453 g/cm³ @ 20°C) 的浓度范围很重要，密度与硫酸浓度具有陡峭且几乎呈线性的相关性（图 2）

2.2 稀释来料的硫酸 高浓度硫酸 (98%) 主要通过卡车运输到生产现场。现 场将浓缩的 H2SO4 稀释至所需的不同浓度。

硫酸在稀释过程中会放出大量的热量，需要进行冷却 （图 3）。因此，硫酸的温度在稀释过程中变化很快。 由于接液部件由玻璃制成，安东帕的高精度在线密度传感器 L-Dens 3300 GLS 版本可以轻松跟踪这些变化。 所有塑料涂层传感器都是热惰性传感器，无法跟踪快速 温度变化（例如大多数电导传感器）。

2.3 在加注站稀释 

中小型工厂用罐中储存各种所需浓度的硫酸。 大型工厂可以进行两阶段稀释过程。第一步是稀释并储 存中等浓度的 H2SO4，第二步是在加注站进行最终稀 释（图 3 和 4）。产品转换，即推出新类型或尺寸的蓄 电池，可能引起加注站的浓度变化。 如果仅由实验室浓度测量提供支持，则调整灌装罐的浓 度可能需要长达 40 分钟。安东帕的在线密度传感器 L-Dens 3300 可以协助实现自动控制浓度变化，从而将 停机时间缩短到手动控制变化所需时间的一小部分。

2.4 槽化成 

在化学反应过程中，电解质的浓度将会增加。硫酸浓度 测量和调节是实现高质量恒定化学反应过程的关键所在。 循环方法（图 5）会在化学反应期间测量和调节硫酸浓度。

3 没量设置 

L-Dens 3300 GLS 版本是一款非常紧凑的在线密度传 感器，其接液部件由玻璃制成（图 6）。它包括集成控 制器和配备用户界面和电容式按键的高品质显示屏。

4 优点

优化化学反应过程

大幅缩短灌装线转产期间的停机时间

确保加注过程的质量传感器

高度精确，包括自动温度补偿，

易于操作，

且免维护。 

5 适用于 H2SO4 应用的其他安东帕解决方案

硫酸生产

测量 0% 至 110% 之间的 H2SO4 

酸洗液监测

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