CN105418170A - 一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法及其装置，包括使储罐内部为常压；调整储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为20-50℃；分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，然后加入酸液控制其pH值2-4；开启空压机，用压缩空气对尿素硝酸铵溶液进行搅拌；启动循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环；分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，再加入碱液使尿素硝酸铵溶液pH为7。本发明通过加入稀酸使缩二脲分解，再加入氨水调配尿素硝酸铵溶液pH值，进而控制储罐内尿素硝酸铵溶液缩二脲含量≤0.1%，使其满足使用需求，并保证其在使用的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及尿素硝酸铵溶液技术领域，具体涉及一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法及其装置。
背景技术
尿素硝酸铵溶液，即尿素与硝铵混合制成的水溶液，简称UAN溶液，作为液体氮肥的一种，具有其优越性：
1、UAN溶液可以较均匀地施入到土壤中，同时含有硝态氮、铵态氮及酰胺基氮。前两者能较快被作物吸收，酰胺基氮的肥效滞后一些，使其兼有速效肥及滞后肥的功效，且施肥均匀，故其肥效要比固体氮肥高，并可注入灌溉系统。
2、UAN溶液的储存使用较液氨方便，由于UAN溶液的pH值一般在7左右，加入0.2%硫代氰酸铵等作防腐剂，即可使用普通碳钢作储罐及管道。
3、UAN溶液可以用火车的罐车运输，因为UAN溶液是常压的，安全性也好，这比液氨具有优势。
4、UAN溶液还可减少运输体积，目前生产的浓度较高的UAN-32（即含氮32%）产品的运输体积，要比普通尿素少近20%。
5、UAN溶液不用将液体尿素和硝酸铵蒸发造粒，可将两者直接混合。
但是UAN溶液在生产中，熔融态的尿素溶液必然产生缩二脲，实际含量在0.4-0.9%之间。因为当缩二脲含量超过1%时，则UAN溶液不能做种肥、苗肥和叶面肥使用，在果、菜上长期、单独、连续施用尿素，容易造成缩二脲中毒。有关研究发现，柑橘类作物，缩二脲积聚量超过0.25%，就会产生叶尖发黄变脆和花叶现象，降低光合作用，造成叶片早衰脱落，影响开花结果。所以控制UAN溶液中缩二脲含量尽量低，对于农业生产有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明通过利用缩二脲在酸性条件下易分解的特性，特提供一种成品尿素硝酸铵水溶液中缩二脲含量控制方法及其装置。
一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法，包括以下步骤：
(1)先开启储罐顶端的放空管使储罐内部与大气相通，保持储罐内部为常压；
（2）将成品尿素硝酸铵溶液输送到储罐中，并调整储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为20-50℃；
(3)通过检测管放样分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，然后加入酸液通过空气分布器快速进入尿素硝酸铵溶液中，控制其pH值2-4；
（4）开启空压机，将压缩空气经干燥、除油后通过设于储罐内部的空气分布器进入尿素硝酸铵溶液中，对其进行搅拌；
（5）启动位于储罐出口端的循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环混合均匀；
（6）分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，再加入碱液使尿素硝酸铵溶液pH为7。
进一步方案，所述步骤（2）中的尿素硝酸铵溶液的温度通过设于储罐内底部的盘管式加热管进行控制。
所述步骤（4）中的空压机出口端压力为0.1-0.3Mpa。
所述步骤（5）中的自循环混合的时间为10-15分钟。
所述步骤（3）和（6）中加酸液或碱液之前关闭进入储罐内的压缩空气；所述酸液为质量浓度是10％以下的稀酸液，碱液为质量浓度是15％以下的氨水。
本发明的另一个发明目的是提供实现上述方法的装置，包括储罐，所述储罐的内部中间水平设置有空气分布器，所述空气分布器通过第一管道与设于储罐外部的空压机连接，所述第一管道上连接有用于调pH值的酸碱槽；位于储罐底端的出口端连接有循环输送泵，所述循环输送泵的出口端通过第二管道与储罐的上端连通形成循环，所述储罐内部位于空气分布器的下方设有盘管式加热管。
进一步方案，所述空压机的出口端连接有干燥除油罐；所述储罐的顶端设有与空气连通的放空阀；储罐与循环输送泵之间设有出液阀。
所述第一管道并接有第一进气阀与第二进气阀，所述第一进气阀的出口端与空气分布器连接，第二进气阀的出口端与酸碱槽连接；所述酸碱槽的入口端通过第一进液阀与计量漏斗连接，所述酸碱槽的出口端设有第二进液阀。
所述第二管道的出口端位于储罐的中上部，所述第二管道中部连接有出料管，所述出料管上设有输送阀与流量计；所述出料管与储罐之间设有回流阀。
所述循环输送泵上设有取样阀；所述储罐内设有多个用于检测溶液温度的温度计。
本发明通过加入稀酸使缩二脲分解，再加入氨水调配尿素硝酸铵溶液pH值，进而控制储罐内尿素硝酸铵溶液缩二脲含量≤0.1%。本发明中对尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量控制的原理是：在酸性条件下，尿素硝酸铵溶液中缩二脲易分解，而加氨水可形成硝酸铵并能调节pH值。
本发明充分利用现有设备、管道，通过压缩干燥空气对尿素硝酸铵溶液进行搅拌，并在空气搅拌的管道上增设一酸碱槽，根据要求注入酸、碱液，利用空气动能使酸或碱液从空气分布器中均匀进入尿素硝酸铵溶液中，使缩二脲发生解，从而达到降低缩二脲含量目的。另外，加入碱液使缩二脲分解后的物质反应而产生硝酸铵，从而提高硝酸铵的浓度，同时还达到了调节尿素硝酸铵溶液的pH值。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明可以快速、安全地控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲的含量，使其满足使用需求，并保证其在使用过程中的安全性。
2、本发明的调节pH值的操作灵活，通过简单的阀门控制即可实现，并可通过计量漏斗进行定量增加酸或碱，能够精确地调节尿素硝酸铵溶液的pH值。
3、本发明投资较省，消耗低，生产成本低，负荷调整便利，能充分适应市场需求；
4、本发明充分利用现有设备、管道，在空气搅拌的管道上增设酸碱槽，即可实现精确调节功能，比较节能环保。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
图中：1-1第一进气阀，1-2第二进气阀，1-3第一进液阀，1-4第二进液阀，1-5放空阀，1-6回流阀，1-7输送阀，1-8取样阀，1-9出液阀，2-空压机，3-干燥除油罐，4-计量漏斗，5-酸碱槽，6-储罐，7-盘管式加热管，8-空气分布器，9-温度计，10-循环输送泵，11-流量计，12-1第一管道，12-2第二管道，13-出料管。
具体实施方式
实施例1：
一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法，包括以下步骤：
(1)先开启储罐顶端的放空管使储罐内部与大气相通，保持储罐内部为常压；
（2）将成品尿素硝酸铵溶液输送到储罐中，并通过设于储罐内底部的盘管式加热管进行控制储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为20℃；
(3)通过检测管放样分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，关闭空压机，然后加入质量浓度9％的稀酸液，并通过空气分布器快速进入尿素硝酸铵溶液中，控制其pH值2；
（4）开启空压机，使空压机出口端压力为0.1Mpa，将压缩空气经干燥、除油后通过设于储罐内部的空气分布器进入尿素硝酸铵溶液中，对其进行搅拌；
（5）启动位于储罐出口端的循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环10分钟，混合均匀；
（6）分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，关闭空压机，再加入质量浓度14％的氨水，使尿素硝酸铵溶液pH为7。
实施例2：
一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法，包括以下步骤：
(1)先开启储罐顶端的放空管使储罐内部与大气相通，保持储罐内部为常压；
（2）将成品尿素硝酸铵溶液输送到储罐中，并通过设于储罐内底部的盘管式加热管进行控制储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为50℃；
(3)通过检测管放样分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，关闭空压机，然后加入质量浓度1％的稀酸液，并通过空气分布器快速进入尿素硝酸铵溶液中，控制其pH值4；
（4）开启空压机，使空压机出口端压力为0.3Mpa，将压缩空气经干燥、除油后通过设于储罐内部的空气分布器进入尿素硝酸铵溶液中，对其进行搅拌；
（5）启动位于储罐出口端的循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环15分钟，混合均匀；
（6）分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，关闭空压机，再加入质量浓度5％的氨水，使尿素硝酸铵溶液pH为7。
实施例3：
一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法，包括以下步骤：
(1)先开启储罐顶端的放空管使储罐内部与大气相通，保持储罐内部为常压；
（2）将成品尿素硝酸铵溶液输送到储罐中，并通过设于储罐内底部的盘管式加热管进行控制储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为30℃；
(3)通过检测管放样分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，关闭空压机，然后加入质量浓度5％的稀酸液，并通过空气分布器快速进入尿素硝酸铵溶液中，控制其pH值3；
（4）开启空压机，使空压机出口端压力为0.2Mpa，将压缩空气经干燥、除油后通过设于储罐内部的空气分布器进入尿素硝酸铵溶液中，对其进行搅拌；
（5）启动位于储罐出口端的循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环12分钟，混合均匀；
（6）分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，关闭空压机，再加入质量浓度10％的氨水，使尿素硝酸铵溶液pH为7。
实施例4
如图1所示，一种用于控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的装置，包括储罐6，储罐6的内部中间水平设置空气分布器8，空气分布器8通过第一管道12-1与设于储罐6外部的空压机2连接，第一管道12-1中连接有用于调节pH值的酸碱槽5；位于储罐6底端的出口端连接有循环输送泵10，所述循环输送泵10的出口端通过第二管道12-2与储罐6的上端连通形成循环，所述储罐6内部位于空气分布器8的下方设有盘管式加热管7。
进一步，为了提高压缩空气了洁净度，避免对硝酸铵水溶液的影响，所述空压机2的出口端连接有干燥除油罐3。压缩空气经过干燥除油罐3处理后，干净的压缩空气通过空气分布器8进入硝酸铵水溶液中，对其进行搅拌。
第一管道12-1并接有第一进气阀1-1与第二进气阀1-2，所述第一进气阀1-1的出口端与空气分布器8连接，第二进气阀1-2的出口端与酸碱槽5连接；第二管道12-2中部连接有出料管13，出料管13上设有输送阀1-7与流量计11；所述出料管与储罐6之间设有回流阀1-6。
酸碱槽5的入口端通过第一进液阀1-3与计量漏斗4连接，其出口端设有第二进液阀1-4。所述储罐6的顶端设有与空气连通的放空阀1-5；储罐6与循环输送泵10之间设有出液阀1-9；循环输送泵10设有取样阀1-8用于取样分析。
进一步，储罐6内设有多个用于检测硝酸铵水溶液温度的温度计9。用于保证储罐内硝酸铵水溶液的温度。
本装置的操作过程如下：
硝酸铵装置生产的或者运输过来的尿素硝酸铵溶液进入储罐6前，将放空阀1-5开启与大气相连，保证储罐6内为常压。当溶液达到最高液位80%处时，停止进料。调节加热蒸汽通过盘管式加热管7加热，使温度计9显示尿素硝酸铵溶液的温度在20-50℃。
溶液进罐完毕，经过计算通过计量漏斗4计量加入质量浓度小于10%的稀酸，开启第一进液阀1-3，稀酸全部注入酸碱槽5中，再关闭第一进液阀1-3与第一进气阀1-1，而打开第二进气阀1-2与第二进液阀1-4，稀酸通过空气分布器8快速进入溶液中，调节溶液pH值为2-4，使缩二脲进行分解。
开启空压机2，使其出口压力控制在0.1-0.3Mpa，经过干燥排油罐3处理后，开启第一进气阀1-1，干净的压缩空气通过空气分布器8进入硝酸铵水溶液中，对其快速进行搅拌。搅拌充分后，打开出液阀1-9、回流阀1-6，并启动循环输送泵10自循环，使储罐6底部的尿素硝酸铵溶液回流到储罐6的中上部，这样充分保证整体尿素硝酸铵溶液混合均匀。10-15分钟后，开启取样阀1-8，取样分析其缩二脲含量，直至尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量≤0.1%后，关闭空压机2，加入一定量的质量浓度为15%以下的稀氨水来提高尿素硝酸铵溶液的pH值达到中性。
开启出料管13上的输送阀1-7，关闭回流阀1-6，尿素硝酸铵溶液通过流量计11进行出料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种控制尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)先开启储罐顶端的放空管使储罐内部与大气相通，保持储罐内部为常压；
（2）将成品尿素硝酸铵溶液输送到储罐中，并调整储罐内尿素硝酸铵溶液的温度为20-50℃；
(3)通过检测管放样分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量和pH值，然后加入酸液通过空气分布器快速进入尿素硝酸铵溶液中，控制其pH值2-4；
（4）开启空压机，将压缩空气经干燥、除油后通过设于储罐内部的空气分布器进入尿素硝酸铵溶液中，对其进行搅拌；
（5）启动位于储罐出口端的循环输送泵，经循环管对尿素硝酸铵溶液进行自循环混合均匀；
（6）分析尿素硝酸铵溶液中缩二脲含量，直至达到≤0.1%后，再加入碱液使尿素硝酸铵溶液pH为7。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的尿素硝酸铵溶液的温度通过设于储罐内底部的盘管式加热管进行控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的空压机出口端压力为0.1-0.3Mpa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（5）中的自循环混合的时间为10-15分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）和（6）中加酸液或碱液之前关闭进入储罐内的压缩空气；所述酸液为质量浓度是10%以下的稀酸液，碱液为质量浓度是15%以下的氨水。
6.一种实现如权利要求1所述方法的装置，包括储罐（6），其特征在于：所述储罐（6）的内部中间水平设置有空气分布器（8），所述空气分布器（8）通过第一管道（12-1）与设于储罐外部的空压机（2）连接，所述第一管道（12-1）上连接有用于调pH值的酸碱槽（5）；位于储罐（6）底端的出口端连接有循环输送泵（10），所述循环输送泵（10）的出口端通过第二管道（12-2）与储罐（6）的上端连通形成循环，所述储罐（6）内部位于空气分布器（8）的下方设有盘管式加热管（7）。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述空压机（2）的出口端连接有干燥除油罐（3）；所述储罐（6）的顶端设有与空气连通的放空阀（1-5）；储罐（6）与循环输送泵（10）之间设有出液阀（1-9）。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一管道（12-1）并接有第一进气阀（1-1）与第二进气阀（1-2），所述第一进气阀（1-1）的出口端与空气分布器（8）连接，第二进气阀（1-2）的出口端与酸碱槽（5）连接；所述酸碱槽（5）的入口端通过第一进液阀（1-3）与计量漏斗（4）连接，所述酸碱槽（5）的出口端设有第二进液阀（1-4）。
9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述第二管道（12-2）的出口端位于储罐（6）的中上部，所述第二管道（12-2）中部连接有出料管（13），所述出料管（13）上设有输送阀（1-7）与流量计（11）；所述出料管（13）与储罐（6）之间设有回流阀（1-6）。
10.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述循环输送泵（10）上设有取样阀（1-8）；所述储罐（6）内设有多个用于检测溶液温度的温度计（9）。
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|---|---|---|---|---|
| CN109503215A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-22 | 郑州阿波罗肥业有限公司 | 复混肥料中缩二脲含量控制方法及其使用装置 |
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2015
- 2015-12-27 CN CN201510987428.4A patent/CN105418170A/zh active Pending
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