專利名稱：一種防止硝酸銨溶液爆炸的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止硝酸銨溶液爆炸的方法，特別是一種在常壓儲(chǔ)存中防止硝酸銨溶液 爆炸的方法。本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
硝酸銨作為一種爆炸物，被廣泛用作工業(yè)炸藥的原料。而在硝酸銨的生產(chǎn)過程和以硝酸 銨為原料的其它產(chǎn)品的生產(chǎn)中，都有大量的硝酸銨溶液存在。硝酸銨的強(qiáng)氧化性、自熱反應(yīng) 性和熱分解性決定了它的爆炸危險(xiǎn)性。硝酸銨溶液容易受外界條件的影響而發(fā)生爆炸，在有 酸，例如硝酸、硫酸、鹽酸存在時(shí)，硝酸銨的熱分解速度明顯加快，開始分解的溫度明顯降 低。當(dāng)有氯化物、鉻酸鹽、鈷化合物等雜質(zhì)存在時(shí)，則會(huì)對(duì)硝酸銨的熱分解起催化作用。其 中硝酸和氯化物的共同作用比其單獨(dú)作用對(duì)硝酸銨的催化分解影響更為顯著，且該反應(yīng)為放 熱反應(yīng)。硝酸銨在引爆劑的作用下，常溫時(shí)也能爆炸。熔融的硝酸銨在銅、鋅、銻、鎳等作 用下會(huì)轉(zhuǎn)化成不穩(wěn)定的亞硝酸銨，更容易引起爆炸。
摻有有機(jī)雜質(zhì)的硝酸銨不純品能增加爆炸起火的危險(xiǎn)性，硝酸銨中混入有機(jī)雜質(zhì)時(shí)，能 明顯增加硝酸銨的爆炸危險(xiǎn)性。混入硝酸銨中的有機(jī)纖維如毛氈、棉紗、抹布、笤帚及木質(zhì) 等容易引起硝酸銨的自燃進(jìn)而發(fā)生爆炸；壓縮機(jī)油的餾出成份，包括飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)、 瀝青質(zhì)、蠟及含氮、硫、氧的化合物等，均為有機(jī)物，高溫時(shí)可被氧化生成C0、 C02、焦炭 及水等，而硝酸銨本身及其分解產(chǎn)物NO、 N02或其它氮氧化物(NOx)都具有較強(qiáng)的氧化性，在 較高的溫度下兩者容易發(fā)生氧化還原放熱反應(yīng)。而這些條件下爆炸的臨界值和臨界時(shí)間目前 尚沒有理論公式可以準(zhǔn)確的確定和劃分，多種影響因素綜合表現(xiàn)為溶液溫度異常升高，如果 在生產(chǎn)和使用中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種溫度變化，并及時(shí)采取措施，則很容易引起硝酸銨爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止硝酸銨溶液爆炸的方法，該方法通過實(shí)時(shí)監(jiān)控硝酸銨溶 液的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)即將出現(xiàn)的爆炸，從而在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行快速有效反應(yīng)，對(duì)儲(chǔ)存中的硝酸 銨溶液進(jìn)行處理，以消除爆炸隱患。
本發(fā)明的目的還在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述防止硝酸銨溶液爆炸的方法的裝置。 本發(fā)明解決問題所采取的技術(shù)方案是在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備中的不同位置上安裝有n個(gè)分 散的測(cè)溫裝置，且測(cè)溫裝置的數(shù)量不少于3個(gè)。測(cè)溫裝置與一個(gè)控制器連接，將實(shí)時(shí)測(cè)量到 的硝酸銨溶液溫度信號(hào)輸送到控制器中，當(dāng)有n-l個(gè)測(cè)溫裝置所測(cè)溫度超過控制器設(shè)定的臨 界溫度時(shí)，控制器會(huì)及時(shí)控制安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備下部的排泄閥門打開，將硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)
3備中的硝酸銨溶液通過連接在排泄閥門下方的排放管路迅速安全地泄放至一個(gè)應(yīng)急排放槽 內(nèi)。
上述應(yīng)急排放槽的容積應(yīng)為硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備容積的50 150%，并在應(yīng)急排放槽內(nèi)保持有 少于該應(yīng)急排放槽容積10%的常溫脫鹽水。排放到應(yīng)急排放槽內(nèi)的硝酸銨溶液經(jīng)過脫鹽水稀
釋后，根據(jù)是否還有雜質(zhì)及溶液濃度進(jìn)行回收利用。
本發(fā)明提供的用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置包括
一個(gè)硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備，其上安裝有n個(gè)分散的用于測(cè)量硝酸銨溶液溫度的測(cè)溫裝置； 一個(gè)排泄閥門，安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備的下部； 一個(gè)排放管路，連接在上述排泄閥門的下方，其末端開口； 一個(gè)安置在排放管路開口端下方的應(yīng)急排放槽；
一個(gè)控制器，與測(cè)溫裝置和排泄閥門電路連接，用于接收測(cè)溫裝置測(cè)量的溫度信號(hào)和控 制排泄閥門的開與關(guān)。
測(cè)溫裝置的安裝位置應(yīng)盡量在硝酸銨溶液的儲(chǔ)存范圍內(nèi)分布，并且應(yīng)使測(cè)溫裝置處于一 個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的平均液位之下，從而保證測(cè)溫裝置能時(shí)刻測(cè)量到硝酸銨溶液的溫度。
需要安裝測(cè)溫裝置的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)存的硝酸銨溶液的體積或質(zhì)量來確定，體積或質(zhì)量越 大，則需要的測(cè)溫裝置個(gè)數(shù)越多， 一般地，測(cè)溫裝置的數(shù)量不少于3個(gè)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)用性綜 合考慮。
在布置測(cè)溫裝置時(shí)，應(yīng)滿足所有的測(cè)溫裝置均安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備的0 100%液位之 間，安裝位置應(yīng)盡量在儲(chǔ)存設(shè)備的徑向和軸向散開分布，以期盡量對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備內(nèi)的全部溶液 溫度進(jìn)行測(cè)量。
一種典型的布置方法是相鄰兩個(gè)測(cè)溫裝置之間的夾角垂直投影至儲(chǔ)存設(shè)備橫截面上的 角度A《(360+n)。，沿儲(chǔ)存設(shè)備軸向的垂直高度h《[儲(chǔ)存設(shè)備10(m液位高度+(n-1)]， (n 》2)。這樣可以使儲(chǔ)存設(shè)備中各部分的硝酸銨溶液都能夠被實(shí)時(shí)監(jiān)控，而不是集中于某些部 位，避免產(chǎn)生測(cè)量誤差。
上述裝置中，安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備底部低點(diǎn)的排泄闊門只有開和關(guān)兩個(gè)位置，沒有閥 位在0 100%之間的變化。這樣可以縮短閥門動(dòng)作過程的反應(yīng)時(shí)間，使排放過程迅速，且閥 門關(guān)閉時(shí)無泄漏。
排放管線的坡度設(shè)置為》2%，這樣能夠保證排放過程迅速，管線內(nèi)無溶液殘留結(jié)晶，不 會(huì)堵塞閥門。
所述的應(yīng)急排放槽的容積相當(dāng)于硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備容積的50 150%，使正常生產(chǎn)過程中存儲(chǔ)的硝酸銨溶液能夠被容納而不會(huì)溢流產(chǎn)生污染。
應(yīng)急排放槽內(nèi)應(yīng)長(zhǎng)期保持有少于該排放槽容積10%的常溫脫鹽水，以使應(yīng)急排放到排放 槽內(nèi)的硝酸銨溶液能夠被及時(shí)稀釋濃度和降低溫度，從而保證硝酸銨溶液的狀態(tài)低于爆炸臨 界狀態(tài)。
同時(shí)，將應(yīng)急排放槽設(shè)計(jì)成其高度與其任意底面邊長(zhǎng)或底面直徑之比小于0.5，這樣可 以使排放溶液的垂直對(duì)流速度快，溶液與脫鹽水的混合稀釋迅速，熱量散失快，溫度可以迅 速降低，避免爆炸的發(fā)生。
本發(fā)明的防止硝酸銨溶液爆炸的方法和裝置通過多點(diǎn)測(cè)量并消除測(cè)量中存在的偶然因 素，保證了測(cè)量分析的準(zhǔn)確性， 一旦儲(chǔ)存設(shè)備內(nèi)的硝酸銨溶液溫度異常變化，到達(dá)臨界溫度 時(shí)，便可以迅速做出反應(yīng)，將硝酸銨溶液安全泄放、降溫、稀釋，防止爆炸事故發(fā)生。并且 硝酸銨溶液的泄放處理過程無污染，泄放出的硝酸銨溶液可以回收利用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中用于實(shí)現(xiàn)防止硝酸銨溶液爆炸的方法的裝置圖； 圖2是圖1中安裝的測(cè)溫裝置相對(duì)于儲(chǔ)存設(shè)備橫截面的位g關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l，某一個(gè)96.50%硝酸銨熔融液常壓儲(chǔ)存設(shè)備1，其容積為8m3，設(shè)備內(nèi)設(shè)置有攪拌 器7進(jìn)行攪拌，以使設(shè)備內(nèi)溶液溫度保持均衡。
在上述儲(chǔ)存設(shè)備1上布置有三個(gè)測(cè)溫裝置2，其中任意兩個(gè)相鄰測(cè)溫裝置之間的垂直距 離h小于0. 8m，任意兩個(gè)相鄰測(cè)溫裝置之間的夾角垂直投影至儲(chǔ)存設(shè)備橫截面上的角度A為 120° (見圖2)。
儲(chǔ)存設(shè)備1的底部最低點(diǎn)設(shè)有一個(gè)排泄閥門3，該排泄閥門3只有開和關(guān)兩個(gè)位置，正 常時(shí)保持關(guān)閉，有爆炸危險(xiǎn)時(shí)按指令能迅速開啟。排泄閥門3的下方連接有一個(gè)與水平面坡 度為3%的排放管路4，排放管路4通向應(yīng)急排放槽5內(nèi)。
應(yīng)急排放槽5的容積為8m3，底面正方形，邊長(zhǎng)4m，高度0. 5m，在室外敞開布置，與周 圍設(shè)施保持安全距離。正常時(shí)在應(yīng)急排放槽6內(nèi)保持有800Kg的常溫脫鹽水。
控制器6分別與測(cè)溫裝置2和排泄閥門3電路連接，并設(shè)定控制器監(jiān)測(cè)的硝酸銨溶液臨 界溫度為155°C。當(dāng)控制器6監(jiān)測(cè)到任意兩個(gè)測(cè)溫裝置2所測(cè)溫度超過155'C時(shí)，迅速向排泄 閥門3發(fā)送開啟指令，排泄閥門3執(zhí)行開起動(dòng)作，將儲(chǔ)存設(shè)備l內(nèi)的96.50%硝酸銨熔融液通 過排放管路4迅速泄放至應(yīng)急排放槽5內(nèi)進(jìn)行稀釋降溫。
權(quán)利要求
1、一種防止硝酸銨溶液爆炸的方法，是通過安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備上的n個(gè)分散的測(cè)溫裝置測(cè)量硝酸銨溶液的溫度，并將溫度信號(hào)送到控制器中，當(dāng)有n-1個(gè)測(cè)溫裝置所測(cè)溫度超過控制器設(shè)定的臨界溫度時(shí)，控制器控制安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備下部的排泄閥門打開，將硝酸銨溶液通過連接在排泄閥門下方的排放管路安全泄放至應(yīng)急排放槽內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的測(cè)溫裝置數(shù)量不小于3個(gè)。
3、 一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1的方法的裝置，該裝置包括一個(gè)硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備(1)，其上安裝有n個(gè)分散的用于測(cè)量硝酸銨溶液溫度的測(cè)溫裝置 (2);一個(gè)排泄閥門(3),安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備(1)的下部；一個(gè)排放管路(4),連接在上述排泄閥門(3)的下方，其末端開口； 一個(gè)安置在排放管路(4)開口端下方的應(yīng)急排放槽(5);一個(gè)控制器(6)，與測(cè)溫裝置(2)和排泄闊門(3)電路連接，用于接收測(cè)溫裝置(2) 測(cè)量的溫度信號(hào)和控制排泄閥門(3)的開與關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述測(cè)溫裝置(2)的數(shù)量不小于3個(gè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備(1)上的相鄰兩個(gè)測(cè) 溫裝置(2)之間的夾角垂直投影至儲(chǔ)存設(shè)備橫截面上的角度A《(360+n)。 ， (n》2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的測(cè)溫裝置(2)安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備 (1)的0 100%液位之間，且相鄰兩個(gè)測(cè)溫裝置(2)沿儲(chǔ)存設(shè)備軸向的垂直高度h《[儲(chǔ)存設(shè)備100%液位高度+(1)-1)]， (n》2)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的排泄闊門(3)只有開和關(guān)兩個(gè)位置， 沒有閥位在0 100%之間的變化。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述排放管路(4)與水平面的坡度》2%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述應(yīng)急排放槽(5)的容積為硝酸銨儲(chǔ)存設(shè) 備(1)容積的50 150%。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的裝置，其特征是所述應(yīng)急排放槽(5)的高度與其任意底 面邊長(zhǎng)或底面直徑之比小于0. 5。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的裝置，其特征是在所述應(yīng)急排放槽(5)內(nèi)預(yù)先存放有常 溫脫鹽水。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征是存放在應(yīng)急排放槽(5)內(nèi)的常溫脫鹽水少 于應(yīng)急排放槽容積的10%。
全文摘要
一種防止硝酸銨溶液爆炸的方法及其裝置，是在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備中的不同位置上安裝有n個(gè)分散的測(cè)溫裝置，測(cè)溫裝置與一個(gè)控制器連接，將實(shí)時(shí)測(cè)量到的硝酸銨溶液溫度信號(hào)輸送到控制器中，當(dāng)有n-1個(gè)測(cè)溫裝置所測(cè)溫度超過控制器設(shè)定的臨界溫度時(shí)，控制器會(huì)及時(shí)控制安裝在硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備下部的排泄閥門打開，將硝酸銨儲(chǔ)存設(shè)備中的硝酸銨溶液通過連接在排泄閥門下方的排放管路迅速泄放至一個(gè)應(yīng)急排放槽內(nèi)進(jìn)行降溫和稀釋。本發(fā)明的方法和裝置能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)即將出現(xiàn)的爆炸，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)儲(chǔ)存的硝酸銨溶液進(jìn)行處理，以消除爆炸隱患，防止爆炸事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101581921SQ20091007474
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者劉金亮, 李向遠(yuǎn), 李錄彥, 李柏興, 荊宏健 申請(qǐng)人:天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司