本發(fā)明涉及硝酸銨ph值測試，具體涉及一種高溫高濃度硝酸銨溶液ph值在線監(jiān)測和調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外高溫硝酸銨溶液儲存環(huán)節(jié)中，其ph值采用取樣測試法，即從高溫硝酸銨溶液儲罐中取出少量樣品，冷卻至常溫，然后用去離子水稀釋至10％濃度后，使用ph計(jì)進(jìn)行測試。現(xiàn)有技術(shù)中對高溫硝酸銨溶液進(jìn)行測試時(shí)，涉及取樣、轉(zhuǎn)移、稀釋及測試多個(gè)環(huán)節(jié)，檢測流程長，不利于硝酸銨溶液ph值的實(shí)時(shí)監(jiān)控，更無法實(shí)現(xiàn)全自動定量調(diào)節(jié)。

2、對于硝酸銨溶液ph值檢測，中國專利cn201710827314.2公開了一種檢測乳化炸藥中硝酸銨溶液ph值是否合格的方法，其具體公開了一種用ph值指示劑進(jìn)行檢測的方法，該方法同樣需要取樣、冷卻、稀釋，無法實(shí)現(xiàn)自動化和連續(xù)化，且工作效率低；中國專利cn201410010939.6公開了一種用于乳化炸藥生產(chǎn)的硝酸銨溶液ph檢測及調(diào)節(jié)方法，其具體公開了一種硝酸銨溶液在線監(jiān)測方法，但該方法需將溶液預(yù)冷卻至約90℃后在流動的狀態(tài)下測量溶液的ph值，經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)市售高濃度硝酸銨溶液在該溫度下會出現(xiàn)大量結(jié)晶，且流動狀態(tài)對硝酸銨熱濃溶液ph值影響極大，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。

3、因此，亟需提出一種高溫高濃度硝酸銨溶液ph值在線監(jiān)測及調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)對高溫硝酸銨溶液的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而實(shí)時(shí)調(diào)整高溫硝酸銨溶液的ph值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高溫高濃度硝酸銨溶液ph值在線監(jiān)測和調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)了對儲罐內(nèi)部高溫高濃度硝酸銨溶液ph值的實(shí)時(shí)監(jiān)測和精確調(diào)節(jié)。

2、本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

3、一種高溫高濃度硝酸銨溶液ph值在線監(jiān)測和調(diào)節(jié)裝置，用于對儲罐罐體內(nèi)的硝酸銨熱濃溶液進(jìn)行ph值檢測，所述儲罐罐體的頂部設(shè)置有硝酸銨溶液進(jìn)料管及酸性調(diào)節(jié)液進(jìn)料組件，所述儲罐罐體的底部設(shè)置有硝酸銨溶液出料管及堿性調(diào)節(jié)液進(jìn)料組件，所述儲罐罐體的一側(cè)設(shè)置有溶液循環(huán)結(jié)構(gòu)；

4、所述溶液循環(huán)結(jié)構(gòu)包括溶液循環(huán)管路、單向泵及ph值測試組件；

5、所述溶液循環(huán)管路包括第一循環(huán)管段、第二循環(huán)管段和第三循環(huán)管段，其中，第一循環(huán)管段與儲罐罐體下部相連通，第三循環(huán)管段與儲罐罐體上部相連通，第二循環(huán)管段用于將第一循環(huán)管段和第三循環(huán)管段相連通；

6、所述單向泵位于安裝于第一循環(huán)管段靠近儲罐罐體的一端；

7、所述第二循環(huán)管段上設(shè)置有ph值測試組件，用于檢測硝酸銨溶液的ph值。

8、優(yōu)選地，所述酸性調(diào)節(jié)液進(jìn)料組件包括酸性調(diào)節(jié)液進(jìn)料管及安裝于酸性調(diào)節(jié)液進(jìn)料管端部的酸性調(diào)節(jié)液噴頭；所述堿性調(diào)節(jié)液進(jìn)料組件包括堿性調(diào)節(jié)液進(jìn)料管及安裝于堿性調(diào)節(jié)液進(jìn)料管端部的堿性調(diào)節(jié)液噴頭。

9、優(yōu)選地，所述溶液循環(huán)管路的第一循環(huán)管段呈水平傾斜向下，第三循環(huán)管段呈水平傾斜向上，第二循環(huán)管段沿豎直方向安裝。

10、優(yōu)選地，所述溶液循環(huán)管路的外壁及ph值測試組件的外壁均包裹有高分子隔熱層，且高分子隔熱層外包裹有不銹鋼保護(hù)層。

11、優(yōu)選地，所述ph值測試組件包括ph值測試管路和高溫ph計(jì)，ph值測試管路與第二循環(huán)管段相連通且頂端封閉，ph值測試管路上設(shè)置有測試控制閥，ph值測試管路頂端設(shè)置有高溫ph計(jì)，所述ph值測試管路上設(shè)置有排液口和沖洗口，排液口設(shè)置于ph值測試管路的側(cè)壁底部，通過排液管連接至排液收集桶，沖洗口設(shè)置于ph值測試管路的側(cè)壁頂部，沖洗口通過沖洗管道與熱水管相連接，沖洗管道上設(shè)置有控制閥，避免了檢測過程中硝酸銨溶液排放至外部環(huán)境中影響外部環(huán)境。

12、優(yōu)選地，所述儲罐側(cè)壁從內(nèi)至外依次設(shè)置有不銹鋼內(nèi)壁、高壓蒸汽盤管、有機(jī)高分子隔熱層和不銹鋼防護(hù)層，所述高壓蒸汽盤管纏繞設(shè)置在儲罐罐壁內(nèi)，采用不銹鋼材料制成。

13、優(yōu)選地，所述儲罐罐體內(nèi)設(shè)置有攪拌組件，所述儲罐罐體的內(nèi)壁上設(shè)置有液位計(jì)及溫度傳感器。

14、優(yōu)選地，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理系統(tǒng)、液位和ph值采集模塊、ph值換算模塊、酸堿偏離判定模塊及ph值調(diào)節(jié)模塊，液位和ph值采集模塊、ph值換算模塊、酸堿偏離判定模塊及ph值調(diào)節(jié)模塊分別與中央處理系統(tǒng)相連接；

15、其中，

16、所述液位和ph值采集模塊分別與液位計(jì)和高溫ph計(jì)相連接，用于采集儲罐內(nèi)的液位高度以及高溫ph計(jì)所檢測的ph值；液位和ph值采集模塊將所檢測的液位高度和ph值傳輸至中央處理系統(tǒng)中，中央處理系統(tǒng)將液位和ph值采集模塊所采集的ph值傳輸至ph值換算模塊中進(jìn)行換算；

17、所述ph值換算模塊用于將高溫ph計(jì)所檢測的ph值換算為常溫條件下稀釋后對應(yīng)的ph值；ph值換算模塊將換算后硝酸銨溶液的ph值傳輸至中央處理系統(tǒng)中保存，中央處理模塊將換算后硝酸銨溶液的ph值發(fā)送至酸堿偏離判定模塊中進(jìn)行酸堿偏離判定；

18、所述酸堿偏離判定模塊用于將ph值換算模塊所換算的ph值及預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，判斷硝酸銨溶液在儲存過程中是否存在安全隱患，若換算后硝酸銨溶液的ph值超過安全范圍，則添加ph值調(diào)節(jié)劑；酸堿偏離判定模塊將判定結(jié)果反饋至中央處理系統(tǒng)中，中央處理系統(tǒng)將酸堿偏離判定模塊的判定結(jié)果以及高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值和儲罐內(nèi)部的液位高度傳輸至ph值調(diào)節(jié)模塊中，ph值調(diào)節(jié)模塊控制ph值調(diào)節(jié)模塊向儲罐內(nèi)部加注酸性調(diào)節(jié)液或堿性調(diào)節(jié)液調(diào)節(jié)硝酸銨溶液的ph值；

19、所述ph值調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)酸堿偏離判定模塊的判定結(jié)果以及高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值，利用注入量計(jì)算公式確定注入酸性調(diào)節(jié)液或堿性調(diào)節(jié)液的注入量，并向儲罐罐體內(nèi)加注酸性調(diào)節(jié)液或堿性調(diào)節(jié)液調(diào)節(jié)硝酸銨溶液的ph值。

20、優(yōu)選地，所述ph值換算模塊內(nèi)設(shè)置有ph值換算公式；

21、當(dāng)ph＜2.02時(shí)，ph值換算公式為：

22、y?＝?8.14x-?11.51??????????????????????(1)

23、當(dāng)ph＞2.02時(shí)，ph值換算公式為：

24、y?＝11.11x-?17.40?????????????????????(2)

25、式中，

26、x—高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值；

27、y—常溫稀釋后的ph值。

28、優(yōu)選地，所述酸堿偏離判定模塊中判斷條件為：

29、如果ph值換算模塊所換算的ph值為5.0±0.5，判定為無安全隱患；如果ph值換算模塊所換算的ph值小于4.5或大于5.5時(shí)，判定為ph值偏離，需進(jìn)行調(diào)節(jié)；如果ph值小于3.5或大于6.5時(shí)，判定為存在嚴(yán)重的安全隱患，需馬上排空儲罐罐體內(nèi)的硝酸銨溶液。

30、優(yōu)選地，ph值調(diào)節(jié)模塊根據(jù)酸堿偏離判定模塊的判斷結(jié)果向儲罐罐體內(nèi)加注酸性調(diào)節(jié)液或堿性調(diào)節(jié)液調(diào)節(jié)硝酸銨溶液的ph值時(shí)，結(jié)合高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值、儲罐內(nèi)部的液位高度、酸性調(diào)節(jié)液濃度或堿性調(diào)節(jié)液濃度，確定注入儲罐罐體內(nèi)部酸性調(diào)節(jié)液或堿性調(diào)節(jié)液的注入量。

31、優(yōu)選地，所述堿性調(diào)節(jié)液注入量的計(jì)算公式為：

32、

33、式中，

34、z1—堿性調(diào)節(jié)液的注入量，單位為kg；

35、d—儲罐直徑，單位為m；

36、h—液位高度，單位為m；

37、x—高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值。

38、優(yōu)選地，所述酸性調(diào)節(jié)液注入量的計(jì)算公式為：

39、

40、式中，

41、z2—酸性調(diào)節(jié)液的注入量，單位為kg；

42、d—儲罐直徑，單位為m；

43、h—液位高度，單位為m；

44、x—高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值。

45、本發(fā)明的有益效果為：

46、(1)本發(fā)明提出的高溫高濃度硝酸銨溶液ph值在線監(jiān)測和調(diào)節(jié)裝置，通過在溶液循環(huán)管路一側(cè)設(shè)置ph值測試管路，在ph值測試管路內(nèi)檢測高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值，保證了檢測過程中高溫高濃度硝酸銨溶液保持靜止，避免了檢測過程中高溫高濃度硝酸銨溶液流動對測量ph值的影響。

47、(2)本發(fā)明利用預(yù)設(shè)于ph值換算模塊中的ph值換算公式，實(shí)現(xiàn)了高溫高濃度硝酸銨溶液稀釋前后ph值的換算，并提出了高溫高濃度硝酸銨溶液ph值的安全范圍，為實(shí)現(xiàn)高溫高濃度硝酸銨溶液ph值的在線監(jiān)測提供了技術(shù)支持。

48、(3)本發(fā)明根據(jù)高溫高濃度硝酸銨溶液ph值、酸性/堿性調(diào)節(jié)液濃度之間的關(guān)系，分別建立了高溫高濃度硝酸銨溶液ph值與堿性調(diào)節(jié)液注入量之間的關(guān)系以及高溫高濃度硝酸銨溶液ph值與酸性調(diào)節(jié)液注入量之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了高溫高濃度硝酸銨溶液ph值偏離后的自動定量調(diào)節(jié)，保證了高溫高濃度硝酸銨溶液ph值調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，有利于高溫高濃度硝酸銨溶液ph值的實(shí)時(shí)監(jiān)控。