一种硝酸氨钙连续中和装置及制备工艺

技术领域

本发明涉及硝酸氨钙制备技术领域，具体涉及一种硝酸氨钙连续中和装置及制备工艺。

背景技术

硝酸氨钙是一种新型高效复合肥料，有快速补氮的特点，其中增加了钙，养分比硝酸铵更加全面，植物可直接吸收。硝酸氨钙属于中性肥料，生理酸性度小，对酸性土壤有改良作用。施入土壤后酸碱度小，不会引起土壤板结，可使土壤变得疏松，同时能降低活性铝的浓度，减少活性磷的固定，且提供的水溶性钙，可提高植物对病害的抵抗力，从而能促使土壤中有益微生物的活动。

因此，在农业生产中需要大量的硝酸氨钙，而目前硝酸氨钙的生产效率普遍较低。在现有技术中，制备硝酸氨钙是采用两个配料槽分别放置硝酸钙溶液和硝酸铵溶液，取一个空的配料槽，并通过人工将两个配料槽中的硝酸钙溶液以及硝酸铵溶液加入空的配料槽，使硝酸钙溶液和硝酸铵溶液按一定比例进行混合搅拌，从而制备硝酸氨钙溶液，期间，硝酸铵溶液使用完后还需要另制备硝酸铵，造成反应过程不连续，同时采用人力导致生产效率较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的反应过程不连续，采用人力导致生产效率较低的缺陷，从而提供一种硝酸氨钙连续中和装置及制备工艺。

为了解决上述问题，本发明提供了一种硝酸氨钙连续中和装置，包括：

硝酸钙溶液储槽，所述硝酸钙溶液储槽适于存放硝酸钙溶液；

硝酸储槽；

气氨储槽；

反应机构，具有反应器；所述反应器进口通过第一管路与所述硝酸钙溶液储槽、所述硝酸储槽和所述气氨储槽连接；在所述第一管路靠近所述硝酸钙溶液储槽的一端设置有第一输送泵，所述第一输送泵的一端设置有第一调节阀，所述第一调节阀的另一端与所述反应器连接；

蒸发机构，与所述反应器的出口连通；所述蒸发系统设置有适于对硝酸氨钙溶液加热的加热器。

进一步的，还包括：

缓冲机构，所述缓冲机构设置在所述反应器与蒸发机构之间，且所述缓冲机构的一端通过管路与所述反应器连接，所述缓冲机构的另一端通过管路与所述蒸发机构连接。

进一步的，还包括：

检测机构，所述检测机构设置在所述反应器与所述缓冲机构连接的管路上，所述检测机构适于实时检测硝酸氨钙溶液的PH值。

进一步的，所述缓冲机构与所述蒸发系统之间设置有硝酸氨钙溶液储槽，所述硝酸氨钙溶液储槽的两端分别通过管路与所述缓冲机构和所述蒸发系统连接，所述溶液储槽适于存放硝酸氨钙溶液。

进一步的，还包括：

第二调节阀，所述第二调节阀的两端分别与所述硝酸储槽和所述反应器连接；

第三调节阀，所述第三调节阀的两端分别与所述气氨储槽和所述反应器连接。

进一步的，还包括：

所述第一调节阀与所述第一输送泵之间设置有第一流量计，所述第二调节阀与所述硝酸储槽之间设置有第二流量计，所述第三调节阀与所述气氨之间设置有第三流量计。

进一步的，第二输送泵，所述第二输送泵设置在所述缓冲机构与所述硝酸氨钙溶液储槽之间；

第三输送泵，所述第三输送泵设置在所述硝酸氨钙溶液储槽与所述蒸发系统之间。

进一步的，所述第三输送泵与所述蒸发系统之间还设置有气动切断阀。

本发明还提供一种硝酸氨钙连续中和的制备工艺，包括：

S1：将硝酸钙溶液放入硝酸钙溶液储槽中；

S2：将硝酸钙溶液储槽中硝酸钙溶液输送至反应器中；

S3：硝酸钙溶液、硝酸储槽的硝酸、自气氨储槽的气氨进入反应器，硝酸与气氨中和反应得到硝酸铵，硝酸铵与硝酸钙溶液混合得到硝酸氨钙溶液，且硝酸钙溶液与硝酸氨的摩尔比为5∶1。

进一步的，在S3中完成反应的硝酸氨钙溶液进入缓冲机构中，通过添加硝酸钙或气氨使硝酸氨钙溶液的PH值控制在6.5-7。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供了一种硝酸氨钙连续中和装置，包括硝酸钙溶液储槽、硝酸储槽、气氨储槽和反应机构。硝酸钙溶液储槽，所述硝酸钙溶液储槽适于存放硝酸钙溶液；反应机构，具有反应器；所述反应器进口通过第一管路与所述硝酸钙溶液储槽、所述硝酸储槽和所述气氨储槽连接；在所述第一管路靠近所述硝酸钙溶液储槽的一端设置有第一输送泵，所述第一输送泵的一端设置有第一调节阀，所述第一调节阀的另一端与所述反应器连接；蒸发机构，与所述反应器的出口连通；所述蒸发系统设置有适于对硝酸氨钙溶液加热的加热器。

此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过将硝酸钙溶液、硝酸和气氨输送至反应器中，并且硝酸钙溶液、硝酸和气氨可在反应器中进行持续中和，持续不断的生产硝酸氨钙溶液，从而解决了反应过程不连续，采用人力导致生产效率较低的问题，进一步的，提高了硝酸氨钙的生产效率。

2.此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过设置缓冲机构可进一步的对硝酸氨钙溶液的PH值进行调整，酸性过大时添加气氨，碱性过大时添加硝酸钙，进一步的，保证了硝酸氨钙溶液的生产质量，防止出现反应不充分的问题。

3.此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过设置检测机构，可以实时监控到硝酸氨钙溶液的PH值，并与缓冲机构配合，根据PH值添加气氨或硝酸钙，进一步的，保证了硝酸氨钙溶液的生产质量。

4.此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过设置第一输送泵、第二输送泵和第三输送泵，可将硝酸钙溶液输送至反应器中、将缓冲机构中的硝酸氨钙溶液输送至溶液储槽中以及将溶液储槽中的硝酸氨钙溶液输送至蒸发系统，进一步的，提高了硝酸氨钙溶液的生产效率。

5.此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过设置第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀，可有效的控制硝酸钙、硝酸以及气氨的流量，从而保证硝酸氨钙溶液的质量，防止出现反应不充分的问题，进一步的，保证了硝酸氨钙溶液的生产质量。

6.此结构的硝酸氨钙连续中和装置，通过设置第一流量计、第二流量计和第三流量计，可有效的监控硝酸钙、硝酸以及气氨的流量，并与调节阀配合，控制硝酸钙、硝酸以及气氨的流量，防止出现反应不充分的问题，进一步的，保证了硝酸氨钙溶液的生产质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例一中硝酸氨钙连续中和装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、硝酸钙溶液储槽；2、硝酸储槽；3、气氨储槽；4、反应器；5、缓冲机构；6、检测机构；7、硝酸氨钙溶液储槽；8、第一输送泵；9、第二输送泵；10、第三输送泵；11、第一调节阀；12、第二调节阀；13、第三调节阀；14、第一流量计；15、第二流量计；16、第三流量计；17、气动切断阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1所示，本发明公开了一种硝酸氨钙连续中和装置，包括：硝酸钙溶液储槽1、硝酸储槽2、气氨储槽3、反应机构和蒸发机构。硝酸钙溶液储槽1用于存放硝酸钙溶液。反应机构具有反应器4，反应器4进口通过第一管路与硝酸钙溶液储槽1、硝酸储槽2和气氨储槽3连接，在第一管路靠近硝酸钙溶液储槽1的一端设置有第一输送泵8，第一输送泵8的一端设置有第一调节阀11，第一调节阀11的另一端与反应器4连接，第一输送泵8可将硝酸钙溶液储槽1内的硝酸钙溶液抽入反应器4中，并可以通过第一调节阀11控制硝酸钙溶液的流量。蒸发机构与反应器4的出口连通，蒸发系统设置有用于对硝酸氨钙溶液加热的加热器，硝酸氨钙溶液可通过加热器将硝酸氨钙溶液进行加热并制备为硝酸氨钙固体。

优选的，反应器4为管式反应器。

进一步的，还包括缓冲机构5。缓冲机构5设置在管式反应器与蒸发机构之间，且缓冲机构5的一端通过管路与管式反应器连接，缓冲机构5的另一端通过管路与蒸发机构连接。缓冲机构5为缓冲槽，管式反应器中通过中和反应生成的硝酸氨钙溶液通过管路流入缓冲槽中，在缓冲槽中，可根据硝酸氨钙溶液的PH值添加硝酸钙或气氨，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.5-7.0之间，优先为6.7。

需要说明的是，可根据硝酸氨钙溶液的PH值添加硝酸钙或气氨是本领域技术人员可以实现的，例如硝酸氨钙溶液的PH值小于6.7，可通过增加气氨调整硝酸氨钙溶液的PH值，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7；又例如硝酸氨钙溶液的PH值大于6.7，可通过增加硝酸钙调整硝酸氨钙溶液的PH值，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7。

进一步的，还包括检测机构6。检测机构6设置在所述管式反应器与缓冲机构5连接的管路上，检测机构6可实时检测硝酸氨钙溶液的PH值。检测机构6为PH值在线分析仪，PH值在线分析仪可检测到管式反应器出口处硝酸氨钙溶液的PH值，并根据PH值在线分析仪检测到的PH值在缓冲槽中调节硝酸氨钙溶液的PH值。

进一步的，缓冲机构5与蒸发系统之间设置有硝酸氨钙溶液储槽7，硝酸氨钙溶液储槽7的两端分别通过管路与缓冲机构5和蒸发系统连接，溶液储槽用于存放硝酸氨钙溶液。经过在缓冲机构5中调整后的硝酸氨钙溶液通过管路进入硝酸氨钙溶液储槽7中，并可通过管路流入蒸发机构中。

进一步的，还包括第二调节阀12和第三调节阀13。第二调节阀12的两端分别与硝酸储槽2和管式反应器连接；第三调节阀13的两端分别与气氨储槽3和管式反应器连接。第二调节阀12可控制硝酸进入管式反应器的流量，第三调节阀13可控制气氨进入管式反应器的流量。可通过PH值在线分析仪得到硝酸氨钙溶液的PH值。若硝酸氨钙溶液的PH值小于6.7，可控制第一控制阀和第二控制阀降低硝酸钙和硝酸的流量，控制第三控制阀增大气氨的流量，将硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7；若硝酸氨钙溶液的PH值大于6.7，可控制第一控制阀和第二控制阀提高硝酸钙和硝酸的流量，控制第三控制阀减少气氨的流量，将硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7。

进一步的，第一调节阀11与第一输送泵8之间设置有第一流量计14，第二调节阀12与硝酸储槽2之间设置有第二流量计15，第三调节阀13与气氨储槽3之间设置有第三流量计16。第一流量计14可显示硝酸钙溶液的流量，第二流量计15可显示硝酸的流量，第三流量计16可显示气氨的流量，并且，调节阀可根据流量计显示的流量进行调节流量的大小。

进一步的，还包括第二输送泵9和第三输送泵10。第二输送泵9设置在管式反应器与硝酸氨钙溶液储槽7之间，第三输送泵10设置在硝酸氨钙溶液储槽7与蒸发系统之间。第二输送泵9用于将缓冲槽中的硝酸氨钙溶液抽取至硝酸氨钙溶液储槽7中，第三输送泵10用于将硝酸氨钙溶液储槽7中的硝酸氨钙溶液抽入蒸发系统中。

进一步的，第三输送泵10与蒸发系统之间还设置有气动切断阀17，气动切断阀17可控制进入蒸发系统的硝酸氨钙溶液的流量。

实施例二

本实施例公开了一种硝酸氨钙连续中和的制备工艺，包括以下步骤：

S1：将硝酸钙溶液放入硝酸钙溶液储槽1中。

具体的，在本实施例中采用的是质量浓度为40％-45％的硝酸钙溶液，优选的为42％的硝酸钙溶液。

S2：将硝酸钙溶液储槽1中硝酸钙溶液输送至反应器4中。

具体的，在第一输送泵8的作用下硝酸钙溶液通过第一管路输送至反应器4中。

S3：硝酸钙溶液、硝酸储槽2的硝酸、自气氨储槽3的气氨进入反应器4，硝酸与气氨中和反应得到硝酸铵，硝酸铵与硝酸钙溶液混合得到硝酸氨钙溶液，且硝酸钙溶液与硝酸氨的摩尔比为5∶1。

需要说明的是，硝酸储槽2的硝酸质量浓度为50％。通过第一管路上设置的第一控制阀和第一流量计14，将硝酸钙溶液控制在27m

进一步的，在反应器4中制得的硝酸氨钙溶液进入缓冲机构5中，通过添加硝酸钙或气氨使硝酸氨钙溶液的PH值控制在6.5-7。

具体的，在缓冲槽中，可根据硝酸氨钙溶液的PH值添加硝酸钙或气氨，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.5-7.0之间，优先为6.7。若硝酸氨钙溶液的PH值小于6.7，可增加气氨调整硝酸氨钙溶液的PH值，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7；或硝酸氨钙溶液的PH值大于6.7，可增加硝酸钙调整硝酸氨钙溶液的PH值，使硝酸氨钙溶液的PH值保持在6.7。随后，硝酸氨钙溶液通过第三输送泵10进入蒸发系统，将硝酸氨钙溶液制备为硝酸氨钙固体。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。