一种硝酸铵溶液的安全储存装置

技术领域

本发明属于硝酸铵溶液储存技术领域，具体涉及一种硝酸铵溶液的安全储存装置。

背景技术

硝酸铵是一种常见的工业原材料，主要应用于民爆和化肥行业。因其具有受猛烈撞击或受热可能发生爆炸性分解的特点，硝酸铵生产、储存、运输的安全性一直是监管的重点，为控制民爆行业安全生产风险，有关政策要求民爆企业控制生产线操作人员数量，为此，民爆企业研发了使用高浓度硝酸铵溶液替代固体硝酸铵作为生产原料的新工艺，通过削减原料加热溶解等工艺环节，实现现场人员减少且生产成本降低；因此硝酸铵溶液的市场份额逐渐扩大，硝酸铵溶液的储存安全已经成为一个亟需解决的课题。

目前国内行业上并无统一的硝酸铵溶液储存标准，各企业基本上都是在摸索着进行，达成的共识是：严格控制硝酸铵溶液中的氯离子含量、油含量、溶液pH范围，储存的硝酸铵溶液的质量百分比浓度一般不超95％，但储存温度及其控制溶液温度的手段并无统一标准，存在着储存环节的安全隐患。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种硝酸铵溶液的安全储存装置，用以克服上述现有技术中由于硝酸铵溶液的储存温度及其控制溶液温度的手段并无统一标准，使得硝酸铵溶液的储存无法保证绝对安全、可控的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硝酸铵溶液的安全储存装置，所述装置包括：

储存单元，所述储存单元包括储槽和测温装置，所述储槽用于储存硝酸铵溶液，所述储槽内设置有盘管组件，所述盘管组件用于控制硝酸铵溶液的储存温度；所述测温装置的测温端设置在所述储槽内，用于监测储槽内硝酸铵溶液的温度；

分气缸，所述分气缸的输入端通过输入管道与蒸汽热源连接，所述输入管道上设置有第一控制阀，所述第一控制阀用于控制蒸汽热源的通断；所述分气缸的输出端通过输出管道与所述盘管组件进口连接，所述输出管道上设置有第二控制阀，所述第二控制阀用于控制蒸汽热源进入所述盘管组件中的流量；

应急单元，所述应急单元包括应急水槽和应急管道，所述应急管道的一端连通于所述应急水槽的底部，另一端与所述储槽连接；所述应急管道上设置有第三控制阀，所述第三控制阀用于控制所述应急水槽中的水进入所述储槽中的通断；

控制单元，所述控制单元分别与所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀电性连接。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述测温装置包括温度传感器和温度显示计，所述温度传感器与所述控制单元电性连接，用于实时监测硝酸铵溶液的温度，所述温度显示计用于测量储槽中硝酸铵溶液的温度。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述温度传感器与温度显示计伸入所述盘管组件内的水平长度均为盘管组件直径的1/4～1/3。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述温度传感器上设置有报警器，所述温度传感器的监测温度值达到高限报警值或低限报警值，所述报警器发出报警；

优选地，所述温度传感器为热电偶。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述温度传感器与所述控制单元电性连接，所述温度传感器的监测温度值超过高限报警值，所述第二控制阀断开；

所述温度传感器的监测温度值低于低限报警值，所述第二控制阀打开；

所述温度传感器的监测温度值超过硝酸铵溶液的储存安全值，所述第三控制阀打开；所述储存安全值大于所述高限报警值。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述盘管组件为钢管盘绕而成，所述钢管为Φ25mm×2.5mm的不锈钢管。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述盘管组件底部与所述储槽底部之间的距离为0.1m；

优选地，所述盘管组件出口处设置有出水阀。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述分气缸上设置有压力表和温度表，所述压力表用于获取所述分气缸内的压力值，所述温度表用于获取所述分气缸内的温度值；

所述压力表上设置有压力报警器，所述分气缸内的压力超过压力设定值，所述压力报警器发生报警；所述温度表上设置有温度报警器，所述分气缸内的温度超过温度设定值，温度报警器发生报警。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述压力表、温度表均与所述控制单元电性连接，所述控制单元根据所述压力表、温度表显示的数据来控制所述第一控制阀的开断。

如上的硝酸铵溶液的安全储存装置，作为优选方案，所述应急水槽的上方连通有补水装置，所述补水装置用于为所述应急水槽不间供水。

有益效果：

本发明中硝酸铵溶液的储存温度控制是保证硝酸铵溶液安全的关键所在，本发明中将硝酸铵溶液储存于储槽中，分气缸中的蒸汽热源自盘管组件进口流入，凝结后经盘管组件出口流出，从而通过盘管组件对硝酸铵溶液进行加热，通过第一控制阀和第二控制阀来控制通入盘管组件中的蒸汽热源的流量，从而控制硝酸铵溶液的加热温度。

本发明中的装置通过温度传感器来监测硝酸铵溶液的温度，当温度传感器的监测温度值超过硝酸铵溶液的储存安全值时，第三控制阀自动打开，应急水槽中的水通过应急管道进入储槽中，用于对硝酸铵溶液快速、高效的降温。

本发明中通过一系列的操作控制，使得硝酸铵溶液的储存温度完全可控，保障了硝酸铵溶液的安全使用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明具体实施例中硝酸铵溶液的安全储存装置的结构示意图。

图中：1、储槽；11、盘管组件；111、出水阀；12、温度传感器；13、温度显示计；2、分气缸；3、输入管道；31、第一控制阀；4、输出管道；41、第二控制阀；5、压力表；6、温度表；7、应急水槽；71、补水装置；72、溢流口；8、应急管道；81、第三控制阀。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明中硝酸铵溶液的储存温度控制是保证硝酸铵溶液安全的关键所在，本发明中将硝酸铵溶液储存于储槽1中，分气缸2中的蒸汽热源自盘管组件11进口流入，凝结后经盘管组件11出口流出，从而通过盘管组件11对硝酸铵溶液进行加热，通过第一控制阀31和第二控制阀41来控制通入盘管组件11中的蒸汽热源的流量，从而控制硝酸铵溶液的加热温度。本发明中的装置通过温度传感器12来监测硝酸铵溶液的温度，当温度传感器12的监测温度值超过硝酸铵溶液的储存安全值时，第三控制阀81自动打开，应急水槽7中的水通过应急管道8进入储槽1中，用于对硝酸铵溶液快速、高效的降温。本发明中通过一系列的操作控制，使得硝酸铵溶液的储存温度完全可控，保障了硝酸铵溶液的安全使用。

如图1所示为硝酸铵溶液的安全储存装置的结构示意图，本发明提供一种硝酸铵溶液的安全储存装置，该装置包括：

储存单元，所述储存单元包括储槽1和测温装置，所述储槽1用于储存硝酸铵溶液，所述储槽1内设置有盘管组件11，所述盘管组件11用于控制硝酸铵溶液的储存温度；所述测温装置的测温端设置在储槽1内，用于监测储槽1内硝酸铵溶液的温度。其中，本实施例中的硝酸铵溶液在满足氯离子含量、油含量、pH范围不超标的前提下，硝酸铵溶液的浓度控制在85wt％～95wt％(比如86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％)区间。

本实施例中，单个储槽1的容积不超40m

在本发明具体实施例中，盘管组件11为钢管盘绕而成，钢管为Φ25mm×2.5mm的不锈钢管，即不锈钢管的外径为25mm，壁厚为2.5mm。

优选地，盘管组件11底部与储槽1底部之间的距离为0.1m；更优选地，盘管组件11出口处设置有出水阀111，出水阀111用以控制盘管组件11中的蒸汽热源的循环。

在本实施例中，盘管组件11呈同心圆柱体状，圆柱体的直径为2.8～3.0m(比如2.8m、2.82m、2.84m、2.86m、2.88m、3.0m)，盘管组件11的高度为1.0～1.5m(比如1.0m、1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m)。

其中，盘管组件11进口位于上端，盘管组件11出口位于下端，由于热源为蒸汽热源，为了避免水锤或阻塞，从上端的进口送入蒸汽，从下端的出口排出凝液。

在本实施例中，为了防止停用蒸汽热源时，蒸汽冷凝液的集聚，盘管组件11的进口与出口呈180°对角方向设置。

在本发明具体实施例中，测温装置包括温度传感器12和温度显示计13，温度传感器12与控制单元电性连接，用于实时监测硝酸铵溶液的温度，温度显示计13用于测量储槽1中硝酸铵溶液的温度。其中，温度显示计13用于直观的测量硝酸铵溶液的温度，与温度传感器12所测的温度作为对比，以防温度传感器12发生故障时，能够及时更换。

在本发明具体实施例中，温度传感器12与温度显示计13伸入所述盘管组件11内的水平长度均为盘管组件11直径的1/4～1/3。

实际应用中，温度传感器12水平设置，温度显示计13与温度传感器12的测量端呈180°对角设置且在同一条直线上。温度传感器12伸入盘管组件11内的水平长度为0.8～1.0m(比如0.82m、0.84m、0.86m、0.88m、0.9m、0.92m、0.94m、0.96m、0.98m)。

在本实施例中，由于硝酸铵溶液传热速率偏低，在溶液静置8h不动的情况下，测温装置的放置位置不同，所测得的温度值不同，温度传感器12测量端与盘管组件11进口的纵向距离为0.5～0.8m(比如0.5m、0.55m、0.60m、0.65m、0.70m、0.75m、0.8m)，温度传感器12伸入盘管组件11内的水平长度为0.8～1.0m，这个位置较能代表储槽内温度高值。

实际应用中，温度传感器12的设置方向与盘管组件11进口的蒸汽方向呈30～60°(比如30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°)，温度传感器12呈水平方向设置，温度显示计13伸入盘管组件11内的水平长度与温度传感器12伸入盘管组件11内的水平长度相同，且温度传感器12测量端与温度显示计13测量端位于同一条直线上，两者呈180°对角设置；以上如此设置温度传感器12与温度显示计13的位置，两者所测得的储槽内的温度值的差值较小，使得对硝酸铵溶液的温度控制更精确。

在本发明具体实施例中，温度传感器12上设置有报警器，温度传感器12的监测温度值达到高限报警值或低限报警值，报警器发出报警。

优选地，所述温度传感器12为热电偶。在本实施例中，热电偶的尺寸与温度显示计13的尺寸相同，热电偶上的高限报警值设定为140℃，低限报警值设定为110℃，将硝酸铵溶液的温度控制在110～140℃(比如110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃)的范围内，当温度超过140℃时，自动断开第二控制阀41。

分气缸2，分气缸2的输入端通过输入管道3与蒸汽热源连接，输入管道3上设置有第一控制阀31，第一控制阀31用于控制蒸汽热源的通断；分气缸2的输出端通过输出管道4与盘管组件11进口连接，输出管道4上设置有第二控制阀41，第二控制阀41用于控制蒸汽热源进入盘管组件11中的流量。

在本发明具体实施例中，分气缸2上设置有压力表5和温度表6，压力表5用于获取分气缸2内的压力值，温度表6用于获取分气缸2内的温度值。其中，分汽缸是锅炉的主要配套设备，用于把锅炉运行时所产生的蒸汽热源分配到各路管道中去，分气缸系承压设备，属压力容器，其承压能力，容量应与配套锅炉相对应。

压力表5上设置有压力报警器，分气缸2内的压力超过压力设定值，压力报警器发生报警；温度表6上设置有温度报警器，分气缸2内的温度超过温度设定值，温度报警器发生报警。

在本发明具体实施例中，压力表5、温度表6均与控制单元电性连接，控制单元根据压力表5、温度表6显示的数据来控制第一控制阀31的开断。

在实际应用中，当分气缸2的温度超过148℃时，显示分气缸2的温度高，当分气缸2的温度超过150℃时，第一控制阀31会自动断开，阻断锅炉中的蒸汽热源进入分气缸2中；当分气缸2的压力值超过0.4MPa，分气缸2的压力报警器报警，当分气缸2的压力值超过0.42MPa时，第一控制阀31会自动断开。

应急单元，所述应急单元包括应急水槽7和应急管道8，所述应急管道8的一端连通于所述应急水槽7的底部，另一端与所述储槽1连接；所述应急管道8上设置有第三控制阀81，所述第三控制阀81用于控制应急水槽7中的水进入储槽1中的通断，为储槽1内的硝酸铵溶液快速降温。

在本发明具体实施例中，应急水槽7的上方连通有补水装置71，补水装置71用于为应急水槽7不间断供水。

实际应用中，优选地，为了保持应急水能够在一定压力下保持一定的流速，起到快速、高效给硝酸铵溶液降温的作用，应急水槽7底部与所述储罐顶部之间的距离不小于10m。并且，应急水槽7的容积不小于30m

控制单元，所述控制单元分别与所述第一控制阀31、第二控制阀41、第三控制阀81电性连接。

在本发明具体实施例中，温度传感器12与控制单元电性连接，温度传感器12的监测温度值超过高限报警值，第二控制阀41断开；

温度传感器12的监测温度值低于低限报警值，第二控制阀41打开；在本实施例中，温度传感器12上的高限报警值设定为140℃，低限报警值设定为110℃，将硝酸铵溶液的温度控制在110～140℃的范围内，当温度超过140℃时，自动断开第二控制阀41。

温度传感器12的监测温度值超过硝酸铵溶液的储存安全值，第三控制阀81打开；优选地，储存安全值大于高限报警值。本实施例中硝酸铵溶液的温度需要控制在110～140℃，当温度传感器12的监测温度值超160℃时(即超过硝酸铵溶液的储存安全值)，控制单元自动控制第三控制阀81打开，应急水槽7中的水通过应急管道8进入储槽1中，用于对硝酸铵溶液快速、高效的降温。

综上，本发明中硝酸铵溶液的储存温度控制是保证硝酸铵溶液安全的关键所在，分气缸中的蒸汽热源进入盘管组件中为硝酸铵溶液加温，采用温度传感器来监测硝酸铵溶液的温度，当温度传感器的监测温度值超过硝酸铵溶液的储存安全值时，第三控制阀自动打开，应急水槽中的水通过应急管道进入储槽中，用于对硝酸铵溶液快速、高效的降温，通过一些列的操作控制，使得硝酸铵溶液的储存温度完全可控，保障了硝酸铵溶液的安全使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。