本發(fā)明屬于硝酸銨溶液安全控制領域，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節(jié)方法。

背景技術：

1、目前國內外硝酸銨溶液ph值測試方法為，將儲罐中的硝酸銨熱濃溶液轉移至常溫環(huán)境中，用去離子水稀釋至10％濃度進行測試。現(xiàn)有技術涉及取樣、轉移、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，溶液的直接測試結果對儲存安全管控無指導意義，同時硝酸銨溶液會出現(xiàn)大量結晶，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確而穩(wěn)定的結果。

3、綜上所述，目前國內外硝酸銨溶液ph值測試方法為，將儲罐中的硝酸銨熱濃溶液轉移至常溫環(huán)境中，用去離子水稀釋至10％濃度進行測試?，F(xiàn)有技術涉及取樣、轉移、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。現(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)測預警功能，現(xiàn)實意義有限。

技術實現(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)定量準確調節(jié)及緊急切斷功能。

2、本發(fā)明的技術方案如下：

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

4、步驟1、用硝酸或氨水ph值調節(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值調節(jié)劑添加的量，根據(jù)測試結果繪制曲線，建立常溫條件稀釋液ph值與ph值調節(jié)劑用量的數(shù)學方程1；

6、步驟3、根據(jù)方程1調節(jié)劑用量，配置目標濃度不同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測量結果繪制曲線，并建立高溫條件下硝酸銨熱濃溶液ph值和調節(jié)劑用量的數(shù)學方程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)學方程3；

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

10、步驟7、用高溫ph計檢測儲罐中靜止狀態(tài)下的熱濃硝酸銨溶液ph值，并根據(jù)具體情況進行相應ph值調整處理。

11、進一步地，步驟1中硝酸銨稀釋液的質量濃度為10％；所述步驟3中目標濃度約為90％。

12、進一步地，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，調節(jié)相應的硝酸銨溶液ph值；

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

17、進一步地，步驟1.3中，當選擇以硝酸為ph值調節(jié)劑時，用不同濃度的硝酸ph值調節(jié)劑分別將硝酸銨溶液調節(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％；當選擇以氨水為ph值調節(jié)劑時，用不同濃度的氨水ph值調節(jié)劑分別將硝酸銨溶液調節(jié)至ph值范圍為5～7。

18、進一步地，步驟2中，數(shù)學方程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，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，建立常溫條件下ph值與氨水添加量的定量數(shù)學方程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關系，在常溫條件下分別將固體硝酸銨和調節(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的所使用的調節(jié)劑進行混合，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，適當攪拌加快溶解，攪拌時應控制速率，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、進一步地，步驟4中，數(shù)學方程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，建立高溫ph值和調節(jié)劑的定量關系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，建立高溫ph值和調節(jié)劑的定量關系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、進一步地，步驟5中，通過數(shù)學換算，建立兩個溫度條件下同一干基樣品ph值的對應關系，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的對應關系；

37、數(shù)學方程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，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，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值間的換算關系為：

41、z2＝0.1263z1+1.4046(3-2)。

42、進一步地，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的ph值，并將該值設置為自動監(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的ph值，并將該值設置為自動監(jiān)測系統(tǒng)的報警值和切斷值。

45、進一步地，步驟7中，

46、當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摩爾量的液氨進行中和，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摩爾量的硝酸進行中和，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效果：

50、1、硝酸銨溶液相關控制指標均為常溫條件下稀釋后的測試結果，現(xiàn)有測試方法未將常溫稀釋液測試結果與高溫高濃度條件的測試結果建立聯(lián)系。本發(fā)明基于硝酸銨溶液測試標準及試驗結果，建立了標準方法中硝酸銨溶液ph值和熱濃溶液ph值的對應關系，能夠在高溫條件下準確、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、預警及酸堿性調節(jié)功能。

51、2、本發(fā)明基于試驗測試，能夠準確判斷高溫高濃度硝酸銨溶液的ph值偏離情況，并根據(jù)標準和工藝控制條件給出安全控制范圍。在使用相似設備的基礎上，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。