CN101940885B - 硝酸铵溶液投料、射流混合并行的装置及方法 - Google Patents

Abstract

硝酸铵溶液投料、射流混合并行的装置及方法，涉及化工溶液搅拌、泵送技术。其特征在于：硝酸铵溶液贮罐的液下泵出口竖直向上送料管旁通一个回流电动调节阀及回流管，使液下泵给反应罐送料时，分流流经回流管，由射流喷嘴喷出对贮罐内溶液进行射流搅拌，通过调整电动调节阀门的开度，可以控制送料管道和射流管道硝酸铵溶液的输送流量，同时满足生产及射流搅拌的需要。优点在于：利用输送送溶液至生产工序的液下泵作为射流搅拌的工作泵，既可泵送物料，又可进行射流搅拌，达到一泵双用目的；液下泵停机后，送料管、回流管及阀门内的硝酸铵溶液在重力作用下会自流至贮罐内。

Description

硝酸铵溶液投料、射流混合并行的装置及方法

技术领域：

本发明涉及化工溶液搅拌、泵送技术，特别是高温硝酸铵溶液的搅拌及泵送技术。 

背景技术：

目前工业炸药用的原材料硝酸铵溶液(110℃以上)通常保温储存在大容积贮罐中备用，若高温溶液在贮罐中长时间没有搅动，其浓度及温度将产生分层变化，或可能局部过热，引起爆炸的安全事故，所以必须进行间歇搅拌。考虑到硝酸铵溶液高温、易于结晶且贮罐罐体尺寸较大等特点，可采用射流搅拌方式。射流搅拌技术是利用流体本身从工作泵获得机械能形成高速射流，同时高速射流会挟带着其它流体，对需搅拌的流体进行剪切循环，达到混合搅拌目的。一般由工作泵、回流管、排料管、射流喷嘴等部分组成一个封闭的管路系统。 

现有生产线安装一个硝酸铵溶液贮罐，该贮罐高度尺寸不大(≤3.8m)，所以其投料至生产线的输送泵选用一台长轴(轴长3.4m)液下泵，液下泵的电机及机械传动机构安装在贮罐顶部，泵体悬吊至罐底，泵体的出料口与送料管连通，送料管伸出贮罐顶盖后与反应罐进料口管路连通。 

通常要设计一套独立的泵送、射流搅拌系统，首先在贮罐外安装一台化工离心泵等工作泵，工作泵将贮罐中液体抽出，再由工作泵泵送到回流管，通过贮罐内的射流喷嘴高速喷出，使贮罐内溶液有效的进行混合搅拌。这种封闭式的射流搅拌系统，由于硝酸铵溶液易于结晶的特点，工作泵体内及进出工作泵管路内始终充满硝酸铵溶液，溶液容易降温、结晶于泵及管路中。另外，新增的泵送、射流搅拌系统也需要一定的投资，安装的工作量也较大。 

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种硝酸铵溶液投料、射流混合并行的装置及方法。 

本发明的方案的装置为：在液下泵至反应罐之间竖直向上安装的送料管上串接一个三通管连接件，三通管连接件的旁通口通过一个回流电动调节阀与回流管连通，回流管又与伸入贮罐内的射流喷嘴实施管道连通；回流管的管径比送料管的管径小，由回流电动调节阀端口引出的回流管横向管设计有3％～5％的向下倾斜坡度；三通管连接件上方通往反应罐的送料管上串接一个送料电动调节阀；贮罐上固定安装有温度传感器；贮罐上的温度传感器信号输出线路、回流电动调节阀开关线路、送料电动调节阀开关线路、液下泵的开关线路分别与PLC控制系统线路连接。 

 本发明的方法是：硝酸铵溶液贮罐的液下泵出口至反应罐的送料管为竖直向上安装，在送料管旁通一个回流电动调节阀及回流管，使液下泵给反应罐送料时，控制部分物料分流流经回流管，由射流喷嘴喷出对贮罐内溶液进行射流搅拌，或是关闭送料电动调节阀只做纯射流搅拌工作，通过调整送料管道及射流管道上电动调节阀门的开度，可以控制送料管道和射流管道硝酸铵溶液的输送流量，同时满足生产及射流搅拌的需要，液下泵停机后，使送料管、回流管上的电动调节阀门处于打开状态，让硝酸铵溶液在重力作用下自流至贮罐内。 

本发明的优点在于：利用输送送溶液至生产工序的液下泵作为射流搅拌的工作泵，既可泵送物料，又可进行射流搅拌，达到一泵双用目的；液下泵停机完成送料或射流工作后，送料管、回流管及阀门内的硝酸铵溶液在重力作用下会自流至贮罐内，杜绝了滞留在管内结晶、堵塞的可能；由于不需要单独设计射流搅拌装置，减少了设备的占地面积，节省低位贮罐、液下泵、阀门、控制系统等设备的投资，也节约了日后维护设备的费用，避免了设备运行过程故障泄漏带来的不安全因素。 

附图说明：

附图为本发明结构示意图。 

具体实施方式：

本发明的结构包括贮罐6、液下泵、回流管、射流喷嘴，液下泵的电机及机械传动机构安装在贮罐6顶部，泵体悬吊至罐底，泵体的出料口与送料管3连通，送料管3伸出贮罐6顶盖后与反应罐进料口管路连通，其特征在于：在液下泵至反应罐之间竖直向上安装的伸出贮罐6顶盖的送料管3上串接一个三通管连接件，三通管连接件的旁通口通过一个回流电动调节阀2与回流管连通，回流管又与伸入贮罐6内的射流喷嘴实施管道连通；回流管的管径比送料管3的管径小，由回流电动调节阀端口引出的回流管横向管设计有3％～5％的向下倾斜坡度；三通管连接件上方通往反应罐的送料管3上串接一个送料电动调节阀，贮罐上6固定安装有温度传感器7；贮罐6上的温度传感器7信号输出线路、回流电动调节阀2开关线路、送料电动调节阀开关线路、液下泵的开关线路分别与PLC控制系统线路连接。 

本发明的方法是：液下泵的电机及机械传动机构安装在贮罐6顶部，泵体悬吊至罐底，泵体的出料口与送料管3连通，送料管3伸出贮罐6顶盖后与反应罐进料口管路连通，其特征在于：硝酸铵溶液贮罐的液下泵出口至反应罐的送料管3为竖直向上安装，在贮罐6罐外送料管3旁通一个回流电动调节阀2及回流管，使液下泵给反应罐送料时，控制部分物料分流流经回流管，由射流喷嘴喷出对贮罐6内溶液进行射流搅拌，或是关闭送料电动调节阀只做纯射流搅拌工作，通过调整送料管3及回流管上电动调节阀门的开度，可以控制送料管和回流管硝酸铵溶液的输送流量，同时满足生产及射流搅拌的需要，液下泵停机后，使送料管3、回流管上的电动调节阀门处于打开状态，让硝酸铵溶液在重力作用下自流至贮罐6内。 

具体工作流程为：液下泵安装在贮罐6顶部，反应罐需要加料时，PLC控制系统启动液下泵，打开送料电动调节阀，此时物料在泵作用下经过送料管3及送料电动调节阀给反应罐加料，送料电动调节阀由PLC控制系统控制。在送料管3上通过三通管连接件旁通回流管，回流管的管径小于送料管3的管径，并设计有3％～5％的向下倾斜角度，溶液可经由此管路回到贮罐中6进行射流搅拌。回流管串接有回流电动调节阀2，正常情况下回流电动调节阀2处于常开状态，当液下泵在给反应罐加料的同时，也在进行射流搅拌。当加料结束后由PLC控制系统关闭液下泵完成加料。液下泵停机后，由于送料管3、回流管上的电动调节阀门处于打开状态，硝酸铵溶液在重力作用下自流至贮罐内，杜绝了滞留在管内结晶、堵塞的可能； 

由于每次加料的时间较短，且加料间隔时间长，而贮罐6体积又较大，因此难以充分搅拌均匀。因而非加料时段，当温度变送器检测到溶液有温差时，或是生产中发现溶液浓度有变化时，PLC控制系统 将关闭送料电动调节阀，开启回流电动调节阀2，启动液下泵，此时溶液在液下泵的作用下，经回流管直接回流到贮罐6中，单独进行射流搅拌，直至溶液温差消除为止。 

当贮罐6内物料满足不需要搅拌的条件，而又要给反应罐供料时，PLC控制系统可以关闭回流电动调节阀2，开启送料电动调节阀，只做送料工作。 

液下泵的流量设计充分考虑了送料管3及回流管的需要，回流管的口径大小约为送料管的1/5。此外，在送料管3及回流管的出口安装的电动调节阀门可以分别进行流量的调节，确保同时生产及射流搅拌的要求。如果溶液的温差经过长时间搅拌后无法消除，表明射流搅拌的流量偏小，此时可以减小送料电动调节阀门的开度，增加分流至回流管的溶液流量，提高搅拌效果。 

考虑到硝酸铵溶液易于结晶并具有腐蚀性，在本技术中电动调节阀均需选用蒸汽保温型，材质为不锈钢。送料管3和回流管在设计时均采用夹套套管的型式，在套管中通入蒸汽进行保温处理，管道材质为不锈钢。 

Claims (2)

1.硝酸铵溶液投料、射流混合并行的装置，包括贮罐(6)、液下泵、回流管、射流喷嘴，液下泵的电机及机械传动机构安装在贮罐(6)顶部，泵体悬吊至罐底，泵体的出料口与送料管(3)连通，送料管(3)伸出贮罐(6)顶盖后与反应罐进料口管路连通，其特征在于：在液下泵至反应罐之间竖直向上安装的伸出贮罐(6)顶盖的送料管(3)上串接一个三通管连接件，三通管连接件的旁通口通过一个回流电动调节阀(2)与回流管连通，回流管又与伸入贮罐(6)内的射流喷嘴实施管道连通；回流管的管径比送料管(3)的管径小，由回流电动调节阀端口引出的回流管横向管设计有3％～5％的向下倾斜坡度；三通管连接件上方通往反应罐的送料管(3)上串接一个送料电动调节阀，贮罐上(6)固定安装有温度传感器(7)；贮罐(6)上的温度传感器(7)信号输出线路、回流电动调节阀(2)开关线路、送料电动调节阀开关线路、液下泵的开关线路分别与PLC控制系统线路连接。

2.硝酸铵溶液投料、射流混合并行的方法，液下泵的电机及机械传动机构安装在贮罐(6)顶部，泵体悬吊至罐底，泵体的出料口与送料管(3)连通，送料管(3)伸出贮罐(6)顶盖后与反应罐进料口管路连通，其特征在于：硝酸铵溶液贮罐的液下泵出口至反应罐的送料管(3)为竖直向上安装，在贮罐(6)罐外送料管(3)旁通一个回流电动调节阀(2)及回流管，使液下泵给反应罐送料时，控制部分物料分流流经回流管，由射流喷嘴喷出对贮罐(6)内溶液进行射流搅拌，或是关闭送料电动调节阀只做纯射流搅拌工作，通过调整送料管(3)及回流管上电动调节阀门的开度，可以控制送料管和回流管硝酸铵溶液的输送流量，同时满足生产及射流搅拌的需要，液下泵停机后，使送料管(3)、回流管上的电动调节阀门处于打开状态，让硝酸铵溶液在重力作用下自流至贮罐(6)内。 

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