本發(fā)明屬于硝酸銨溶液安全控制領(lǐng)域，具體涉及一種硝酸銨熱濃溶液ph值安全性快速判定及定量調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外硝酸銨溶液ph值測試方法為，將儲罐中的硝酸銨熱濃溶液轉(zhuǎn)移至常溫環(huán)境中，用去離子水稀釋至10％濃度進(jìn)行測試。現(xiàn)有技術(shù)涉及取樣、轉(zhuǎn)移、稀釋及測試多個環(huán)節(jié)，檢測流程長，不利于硝酸銨溶液ph值的實時監(jiān)控。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，cn107703254a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，是一種用ph值指示劑進(jìn)行檢測的方法，該方法無法實現(xiàn)自動化和連續(xù)化，且勞動效率低下。cn104731122a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，是一種硝酸銨溶液在線監(jiān)測方法，該方法將硝酸銨溶液將至約90℃，在流動狀態(tài)下進(jìn)行檢測，該溫度下溫度和濃度對硝酸銨ph值影響非常大，溶液的直接測試結(jié)果對儲存安全管控?zé)o指導(dǎo)意義，同時硝酸銨溶液會出現(xiàn)大量結(jié)晶，且流動狀態(tài)對硝酸銨溶液ph值影響極大，該測試方法無法獲得準(zhǔn)確而穩(wěn)定的結(jié)果。

3、綜上所述，目前國內(nèi)外硝酸銨溶液ph值測試方法為，將儲罐中的硝酸銨熱濃溶液轉(zhuǎn)移至常溫環(huán)境中，用去離子水稀釋至10％濃度進(jìn)行測試?，F(xiàn)有技術(shù)涉及取樣、轉(zhuǎn)移、稀釋及測試多個環(huán)節(jié)，檢測流程長，不利于硝酸銨溶液ph值的自動化和連續(xù)化監(jiān)測，勞動效率低下?，F(xiàn)有部分專利優(yōu)化了離線分析的測試流程，但測試步驟依舊復(fù)雜；另一部分專利發(fā)明了在線測試方法，但該方法只能反應(yīng)樣品ph值的波動情況，無法判斷是否偏離正常范圍，不能實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警功能，現(xiàn)實意義有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種硝酸銨熱濃溶液ph值安全性快速判定及定量調(diào)節(jié)方法，實現(xiàn)了高溫條件下硝酸銨溶液ph值安全性快速判定，ph值偏離時能實現(xiàn)定量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)及緊急切斷功能。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種硝酸銨熱濃溶液ph值安全性快速判定及定量調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：

4、步驟1、用硝酸或氨水ph值調(diào)節(jié)劑配制不同ph值的硝酸銨稀釋液；

5、步驟2、以mg/kg為單位整理ph值調(diào)節(jié)劑添加的量，根據(jù)測試結(jié)果繪制曲線，建立常溫條件稀釋液ph值與ph值調(diào)節(jié)劑用量的數(shù)學(xué)方程1；

6、步驟3、根據(jù)方程1調(diào)節(jié)劑用量，配置目標(biāo)濃度不同ph值的硝酸銨樣品，加熱至完全熔化并測試ph值；

7、步驟4、根據(jù)步驟3測量結(jié)果繪制曲線，并建立高溫條件下硝酸銨熱濃溶液ph值和調(diào)節(jié)劑用量的數(shù)學(xué)方程2；

8、步驟5、根據(jù)方程1和方程2，計算得到高溫條件下硝酸銨熱濃溶液ph值與常溫條件下稀釋后硝酸銨溶液ph值的數(shù)學(xué)方程3；

9、步驟6、根據(jù)常溫下ph值的安全控制范圍，設(shè)置高溫條件下硝酸銨熱濃溶液的ph值關(guān)鍵控制參數(shù)；

10、步驟7、用高溫ph計檢測儲罐中靜止?fàn)顟B(tài)下的熱濃硝酸銨溶液ph值，并根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)ph值調(diào)整處理。

11、進(jìn)一步地，步驟1中硝酸銨稀釋液的質(zhì)量濃度為10％；所述步驟3中目標(biāo)濃度約為90％。

12、進(jìn)一步地，步驟1的具體過程如下：

13、步驟1.1、將5g干燥的硝酸銨固體溶解至45g去離子水中，配置成50g、質(zhì)量濃度為10％的硝酸銨溶液；

14、步驟1.2、用ph計測試溶液ph值，精確至小數(shù)點后2位；

15、步驟1.3、使用不同濃度的硝酸或氨水，調(diào)節(jié)相應(yīng)的硝酸銨溶液ph值；

16、步驟1.4、記錄調(diào)節(jié)至目標(biāo)ph值所用的ph值調(diào)節(jié)劑的濃度和用量。

17、進(jìn)一步地，步驟1.3中，當(dāng)選擇以硝酸為ph值調(diào)節(jié)劑時，用不同濃度的硝酸ph值調(diào)節(jié)劑分別將硝酸銨溶液調(diào)節(jié)至ph值范圍為2～5，控制硝酸添加的量不超過原溶液體積的1％；當(dāng)選擇以氨水為ph值調(diào)節(jié)劑時，用不同濃度的氨水ph值調(diào)節(jié)劑分別將硝酸銨溶液調(diào)節(jié)至ph值范圍為5～7。

18、進(jìn)一步地，步驟2中，數(shù)學(xué)方程1的建立包括如下兩種情況：

19、在硝酸銨溶液ph值為2～5區(qū)間內(nèi)，建立常溫條件下硝酸銨稀釋液ph值與硝酸添加量的定量數(shù)學(xué)方程1-1，方程如下：

20、y1?＝?-0.899lg(a)?+?2.0177??????????????????????(1-1)

21、其中，a為硝酸添加量，單位為ml/kg；y1為常溫條件下稀釋后ph值；

22、在硝酸銨溶液ph值為5～7區(qū)間內(nèi)，建立常溫條件下ph值與氨水添加量的定量數(shù)學(xué)方程1-2，方程如下：

23、z1?＝?0.9639lg(b)?+?7.7870????????????????????(1-2)

24、其中，b為氨水添加量，單位為ml/kg；z1為常溫條件下稀釋后ph值。

25、進(jìn)一步地，步驟3的具體過程如下：

26、步驟3.1、根據(jù)步驟2建立的ph值與ph值添加劑添加用量的對應(yīng)關(guān)系，在常溫條件下分別將固體硝酸銨和調(diào)節(jié)至ph值為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.5、6.0、6.5、7.0的所使用的調(diào)節(jié)劑進(jìn)行混合，配置成為干基；

27、步驟3.2、將干基與少量的去離子水混合，配置成90％的含水硝酸銨樣品，并用130℃油浴將硝酸銨樣品加熱至完全熔化；加熱過程較為緩慢，適當(dāng)攪拌加快溶解，攪拌時應(yīng)控制速率，避免溶液飛濺、減少水分蒸發(fā)；

28、步驟3.3、待完全溶解，內(nèi)部無顆粒且溶液表面無固態(tài)薄膜后，用高溫ph計測量熱濃硝酸銨溶液的ph值；在測試過程保持溶液靜止。

29、進(jìn)一步地，步驟4中，數(shù)學(xué)方程2的建立包括如下兩種情況：

30、在硝酸銨溶液ph值為2～5區(qū)間內(nèi)，建立高溫ph值和調(diào)節(jié)劑的定量關(guān)系2-1，方程如下：

31、y2?＝?-0.0125lg(a)?+?1.7518?????????????????????(2-1)

32、其中，a為硝酸添加量，單位為ml/kg；y2為高溫條件下ph值；

33、在硝酸銨溶液ph值為5～7區(qū)間內(nèi)，建立高溫ph值和調(diào)節(jié)劑的定量關(guān)系2-2，方程如下：

34、z2?＝?0.0898lg(b)?+?2.098?????????????????????(2-2)

35、其中，b為氨水添加量，單位為ml/kg；z2為高溫條件下ph值。

36、進(jìn)一步地，步驟5中，通過數(shù)學(xué)換算，建立兩個溫度條件下同一干基樣品ph值的對應(yīng)關(guān)系，即某一含水硝酸銨樣品在常溫下10％稀釋液的ph值和高溫條件下熔融狀態(tài)下的ph的對應(yīng)關(guān)系；

37、數(shù)學(xué)方程3的建立包括如下兩種情況：

38、在硝酸銨溶液ph值為2～5區(qū)間內(nèi)，常溫條件下稀釋后硝酸銨溶液ph值和高溫條件下硝酸銨熱濃溶液ph值間的換算關(guān)系為：

39、y2?＝?0.1263y1?+?1.4046??????????????????????(3-1)

40、在硝酸銨溶液ph值為5～7區(qū)間內(nèi)，常溫條件下稀釋后硝酸銨溶液ph值和高溫條件下硝酸銨熱濃溶液ph值間的換算關(guān)系為：

41、z2＝0.1263z1+1.4046(3-2)。

42、進(jìn)一步地，步驟6中，

43、在酸性偏離時，常溫條件下，以ph＝4.5為報警值，以ph＝3.5為緊急切斷值，分別計算高溫條件下對應(yīng)的ph值，并將該值設(shè)置為自動監(jiān)測系統(tǒng)的報警值和切斷值；

44、在堿性偏離時，常溫條件下，以ph＝5.5為報警值，6.5為緊急切斷值，分別計算高溫條件下對應(yīng)的ph值，并將該值設(shè)置為自動監(jiān)測系統(tǒng)的報警值和切斷值。

45、進(jìn)一步地，步驟7中，

46、當(dāng)ph值低于硝酸銨溶液報警值時，根據(jù)步驟4中建立的酸堿量與ph值的數(shù)學(xué)方程2-1，確定溶液中硝酸的過量程度，緩慢向硝酸銨溶液儲罐中加入對應(yīng)摩爾量的液氨進(jìn)行中和，加注期間注意儲罐溫度，避免溫度過高引發(fā)硝酸銨熱分解；

47、當(dāng)ph值高于硝酸銨溶液報警值時，根據(jù)步驟4中建立的酸堿量與ph值的數(shù)學(xué)方程2-2，確定溶液中液氨的過量程度，緩慢向硝酸銨溶液儲罐中加入對應(yīng)摩爾量的硝酸進(jìn)行中和，加注期間注意儲罐溫度，避免溫度過高引發(fā)硝酸銨熱分解；

48、當(dāng)ph值低于或高于緊急切斷值時，向溶液中噴淋自來水稀釋，逐步降溫，排出儲罐。

49、本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果：

50、1、硝酸銨溶液相關(guān)控制指標(biāo)均為常溫條件下稀釋后的測試結(jié)果，現(xiàn)有測試方法未將常溫稀釋液測試結(jié)果與高溫高濃度條件的測試結(jié)果建立聯(lián)系。本發(fā)明基于硝酸銨溶液測試標(biāo)準(zhǔn)及試驗結(jié)果，建立了標(biāo)準(zhǔn)方法中硝酸銨溶液ph值和熱濃溶液ph值的對應(yīng)關(guān)系，能夠在高溫條件下準(zhǔn)確、快速判斷硝酸銨溶液ph值偏離情況，可實現(xiàn)硝酸銨熱濃溶液的安全性快速判定、預(yù)警及酸堿性調(diào)節(jié)功能。

51、2、本發(fā)明基于試驗測試，能夠準(zhǔn)確判斷高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值偏離情況，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝控制條件給出安全控制范圍。在使用相似設(shè)備的基礎(chǔ)上，彌補了目前其他方法實用性不佳的問題，具有廣闊的市場前景。