CN107324269B - 一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，该方法采用尿素硝酸铵溶液灌装系统，该系统包括除浊装置和通过管道依次连通的贮槽、过滤罐、输送泵和罐装软管，罐装软管连接在除浊装置入口短管上，输送泵和罐装软管之间的管道上还安装有灌装阀和流量计；输送泵与过滤罐之间还通过回流管道连通，回流管道上安装有压力表和回流阀。灌装过程中，流量计设定流量积算值与输送泵电源开关联锁，当流量计的流量积算值达到设定的流量积算值时，输送泵开关断开；防止操作人员开小差造成罐满溢出事故。压力表设定高限压力值与输送泵电源开关联锁，当压力表的压力达到设定的高限压力值时，输送泵开关断开，防止滤袋阻力大而被胀破事故。

Description

一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法
技术领域
本发明涉及一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法。
背景技术
尿素硝铵溶液，也叫氮溶液，简称UAN，是由尿素、硝铵和水配制而成的、一种稳定、无色、透明的液态氮肥，广泛用于大田作物的机械喷施或通过管道滴灌。
用于配制UAN的尿素溶液或硝铵溶液，有时会因回收返料或设备检修等原因造成固体杂质带入UAN产品中，生产中添加的软水也可能夹带铁锈进入产品中。
固体杂质会影响产品的透明度，铁锈还会使产品带色，浑浊和带色的产品外观不好，客户不喜欢，影响产品销售。在使用中，UAN产品含有的固体杂质容易堵塞喷头和滴灌设备的滴孔，影响正常喷施或滴灌作业。农业UAN产品标准要求水不溶物含量低于5%，工业UAN产品标准要求水不溶物含量低于0.5%，而国外客户有的要求产品无色透明（浊度低于20NTU可满足要求，1NTU＝0.13mg/L）。未经处理的UAN产品浊度常在60 NTU以上，有时会超过100NTU。
由于UAN比重较大（约1.3），采用静置的方法很难使杂质沉淀下来，用离心法沉淀杂质，分离效果不好，且存在能耗高、装置复杂的问题；由于杂质颗粒极小，一般金属过滤网和滤布无法去除10μm以下的固体颗粒，用压滤机过滤则存在生产能力低，过滤效果不好的缺点；用活性炭过滤或化学沉淀法分离，存在装置复杂和二次污染的问题。
采用膜过滤可以去除小颗粒，微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm，但存在处理量小（单支膜能力30吨/日），需要以压力差为推动力，投资大，处理成本高，常用于浊度低、产量小的饮用水处理或酒类净化处理等场合，不适合浊度高的、大规模的（日产1000吨）UAN工业生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种可有效过滤出微细的固体杂质、使产品达到无色透明要求的尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，本发明具有生产能力大，能耗低，成本低，操作直观方便的优点，解决了上述现有技术存在问题。
解决上述技术问题的技术方案是：一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，该方法采用尿素硝酸铵溶液灌装系统，该尿素硝酸铵溶液灌装系统包括除浊装置和通过管道依次连通的贮槽、过滤罐、输送泵和灌装软管；
所述的除浊装置包括第一除浊组件和第二除浊组件，第一除浊组件位于第二除浊组件内，所述的第一除浊组件包括带孔外筒、带孔内筒和第一聚酯滤袋，所述的带孔外筒是上端开口、下端封闭的筒体，所述的带孔内筒是上端封闭、下端开口的筒体，带孔内筒安装在带孔外筒内，第一聚酯滤袋安装在带孔外筒和带孔内筒之间并覆盖带孔内筒的上端面，第一聚酯滤袋形成环形除浊空腔，所述的第二除浊组件是第二聚酯滤袋，所述的带孔外筒上端开口处设置有入口短管；
所述的灌装软管连接在入口短管上，所述的输送泵和灌装软管之间的管道上还安装有灌装阀和流量计；所述的输送泵与过滤罐之间还通过回流管道连通，回流管道上安装有压力表和回流阀；
该方法的具体步骤为：先打开回流阀，启动输送泵，再打开灌装阀，调节回流阀开度，使压力表读数在0.4～0.6MPa，UAN从贮槽中，依次经过过滤罐、输送泵、灌装阀、流量计、灌装软管和除浊装置，进入到灌装容器中，灌装过程中，流量计设定流量积算值与输送泵电源开关联锁，当流量计的流量积算值达到设定的流量积算值时，输送泵开关断开；压力表设定高限压力值与输送泵电源开关联锁，当压力表的压力达到设定的高限压力值时，输送泵开关断开。
所述的第二聚酯滤袋与带孔外筒之间通过间隔布置的多条连接带连接。
所述的第二聚酯滤袋外侧面上还设置有固定绳。
所述的第一聚酯滤袋和第二聚酯滤袋自然状态下的厚度为3～6mm。
所述的第一聚酯滤袋和第二聚酯滤袋为亲水性聚酯滤袋。
所述的第一聚酯滤袋开口处设置有密封圈，入口短管上设置有短管法兰，带孔外筒上设置有外筒法兰，短管法兰和外筒法兰通过螺栓连接，密封圈位于短管法兰和外筒法兰之间并被压紧。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、本发明之尿素硝酸铵溶液除浊装置采用两道过滤，使用的滤袋为亲水性聚酯过滤材料，这种材料的特点是纤维组织疏松，高透过率增加了杂质的容载量，该种纤维材料是属复式截流模式，有效地清除固体及软性颗粒，即较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中，确保使用过程中不会因压力增大而破损，因此具有较高过滤效率。故本发明可有效过滤出微细的固体杂质、使产品达到无色透明的要求，实测过滤后的UAN浊度在15NTU以下。聚酯滤袋采用高温表面热处理，即应用瞬间烧结技术/压光处理，能有效地防止过滤时纤维受液体高速冲击而散失，既保证了无纤维脱离造成滤液污染的现象，又避免了传统辊压处理造成滤孔过分堵塞而缩短滤袋寿命，同时压差小又不影响流速。
2、本发明之尿素硝酸铵溶液除浊装置采用带孔内筒和带孔外筒来保护第一聚酯滤袋在承受溶液压力时不被胀破，带孔内筒、带孔外筒和第一聚酯滤袋为组装套件，通过快接活扣接头与软管连接，安全性更高。
3、本发明之尿素硝酸铵溶液灌装系统包括有上述除浊装置，能够同时进行灌装和除浊作业，操作直观方便，生产能力大。通过实测证明，过滤能力可达50M3/h左右，按该流量灌装完一个25M3的槽车在30分钟以内，UAN比重为1.3，灌装量为25×1.3＝32.5t，灌装一个60t的火车槽不足1小时，每天可同时过滤和灌装1440吨的UAN溶液。
4、一个聚酯滤袋成本约几十元，可过滤约100～200M3的UAN溶液，过滤成本不足0.3元/t。输送泵增加的电耗很少。故本发明具有成本低、能耗低的优点。
5、本发明有高限压力联锁功能，预先设定灌装的最高压力值，与输送泵电源开关联锁，当达到最高压力值时，自动停止输送泵，防止滤袋阻力大而被胀破事故。
6、本装置有自动停止灌装功能，预先设定需要灌装的流量积算值，与输送泵电源开关联锁，当灌装量达到设定的流量积算值时，自动停止输送泵，防止操作人员开小差造成罐满溢出事故。
下面，结合附图和实施例对本发明之一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本发明实施例1之一种尿素硝酸铵溶液除浊装置主视剖视图。
图2：本发明实施例1之一种尿素硝酸铵溶液除浊装置俯视图。
图3：本发明实施例1之带孔外筒结构示意图。
图4：本发明实施例2之一种尿素硝酸铵溶液灌装系统结构示意图。
图5：本发明实施例2之灌装软管延伸入尿素硝酸铵溶液除浊装置的结构示意图。
图中：1-第二聚酯滤袋，2-带孔外筒，3-第一聚酯滤袋，4-带孔内筒，5-环形除浊空腔，6-入口短管，7-固定绳，8-密封圈，9-外筒法兰，10-短管法兰，11-螺栓，12-连接带。
21-贮槽，22-过滤罐，23-输送泵，24-回流阀，25-压力表，26-灌装阀，27-流量计，28-灌装软管，29-除浊装置，210-回流管道。
A-槽车，A1-槽车灌装口，A2-灌装口法兰。
图5中的箭头表示尿素硝铵溶液的流动方向。
具体实施方式
实施例1：一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，该方法采用尿素硝酸铵溶液灌装系统，该尿素硝酸铵溶液灌装系统包括除浊装置29和通过管道依次连通的贮槽21、过滤罐22、输送泵23和灌装软管28，即贮槽21出口与过滤罐22入口相连，过滤罐22内部设置有滤网，过滤罐22可防止粗大的硬物如砂子进入输送泵打坏叶轮，过滤罐22出口与输送泵23入口相连，输送泵23出口与灌装软管28相连。
所述的除浊装置29包括第一除浊组件和第二除浊组件，第一除浊组件位于第二除浊组件内，所述的第一除浊组件包括带孔外筒2、带孔内筒4和第一聚酯滤袋3，所述的带孔外筒2是上端开口、下端封闭的筒体，带孔外筒2的筒壁及下端面上均开有多个供溶液流出的通孔，所述的带孔内筒4是上端封闭、下端开口的筒体，带孔内筒4的筒壁及上端面上均开有多个供溶液流出的通孔，带孔内筒安装在带孔外筒内，带孔外筒2下端与带孔内筒4下端通过螺丝连接或直接焊接在一起。第一聚酯滤袋3安装在带孔外筒和带孔内筒之间并覆盖带孔内筒4的上端面，第一聚酯滤袋形成环形除浊空腔5，当环形除浊空腔5内注入溶液承压时，第一聚酯滤袋3贴附在带孔外筒2的内壁、带孔内筒4的外壁和带孔内筒4的上端面处，所述的第二除浊组件是第二聚酯滤袋1，带孔外筒2与第二聚酯滤袋1之间间隔有一定的距离，从灌装口可看到UAN溶液从带孔外筒2流到第二聚酯滤袋1内。所述的带孔外筒2上端开口处设置有入口短管6；所述的第一聚酯滤袋3和第二聚酯滤袋1为亲水性聚酯滤袋。
所述的灌装软管28连接在入口短管6上，即灌装软管28与第一除浊组件的环形除浊空腔5连通。所述的输送泵23和灌装软管28之间的管道上还安装有灌装阀26和流量计27，流量计测量溶液流量和流量积算，根据流量的变化可了解滤袋的阻力；所述的输送泵23与过滤罐22之间还通过回流管道210连通，回流管道上安装有压力表25和回流阀24。回流阀24的作用是调节输送泵出口管的压力，防止溶液压力太高把滤袋胀破。当带孔外筒2外表面溶液局部流偏，说明滤袋杂质较多、阻力变大，此时压力表读数也会变大，而流量计读数会变小，出现这些现象要作好更换滤袋的准备。
该方法的具体步骤为：先打开回流阀24，启动输送泵23，再打开灌装阀26，调节回流阀开度，使压力表25读数在0.4～0.6MPa，优选0.5MPa， UAN从贮槽21中，依次经过过滤罐22、输送泵23、灌装阀26、流量计27、灌装软管28和除浊装置29，进入到灌装容器（槽车）中，灌装过程中，流量计设定流量积算值与输送泵电源开关联锁，当流量计的流量积算值达到设定的流量积算值时，输送泵开关断开；防止操作人员开小差造成罐满溢出事故。一般情况下，设定的流量积算值是根据槽车的容积确定。压力表设定高限压力值与输送泵电源开关联锁，当压力表的压力达到设定的高限压力值时，输送泵开关断开；防止滤袋阻力大而被胀破事故。一般情况下，设定的高限压力值是0.75MPa，设定的高限压力值是根据灌装阻力（0.4～0.6MPa）增加25％而定。
本实施例中，所述的第二聚酯滤袋1与带孔外筒2之间通过间隔布置的多条连接带12连接。作为一种变换，也可以不设置连接带，采用其他方式确保第一除浊组件位于第二除浊组件内即可。
本实施例中，所述的第二聚酯滤袋1开口端上还设置有4根固定绳7，4根绳子十字对称，绑到槽车灌装口法兰A2的螺栓孔上，把第二聚酯滤袋1吊起来，即通过固定绳将实施例1所述的除浊装置固定在槽车灌装口内。作为一种变换，也可以采用其他方式将实施例1所述的除浊装置固定在槽车灌装口内。
本实施例中，所述的第一聚酯滤袋3和第二聚酯滤袋1的厚度为3～6mm。作为一种变换，也可以根据实际除浊情况确定聚酯滤袋的厚度。聚酯滤袋是选择亲水性的聚酯滤袋。
本实施例中，所述的第一聚酯滤袋3开口处带有翻边的密封圈8，便于和带孔外筒2的上端密封，入口短管6上设置有短管法兰10，带孔外筒2上设置有外筒法兰9，短管法兰和外筒法兰通过螺栓11连接，密封圈8位于短管法兰和外筒法兰之间并被压紧。作为一种变换，所述的第一聚酯滤袋3和带孔外筒2还可以采用其他方式连接，只要能够防止UAN从第一聚酯滤袋3边缘漏过即可。
本实施例的除浊原理是：采用厚的聚酯滤袋，在一定的压力下过滤UAN溶液，把溶液中的固体杂质用物理的方法过滤出来。具体除浊过程如下：尿素硝酸铵溶液（UAN）从入口短管6加入第一除浊组件的环形除浊空腔5内，UAN一部分经过第一聚酯滤袋3从带孔内筒4流出，另一部分经过第一聚酯滤袋3从带孔外筒2流出，目的是在限定滤袋长度的条件下增加过滤面积，带孔内筒4和带孔外筒2的作用是保护第一聚酯滤袋3在承受溶液压力时不被胀破；经过第一聚酯滤袋3过滤的UAN溶液进入第二聚酯滤袋1内，第二聚酯滤袋1不承受压力，当第一聚酯滤袋3破裂时可拦截杂质，承担二次过滤任务；第二聚酯滤袋1开口固定在槽车灌装口A1上，通过开口可以观看到带孔外筒2流出的UAN溶液的浊度变化、表面流体形状的变化。当带孔外筒2表面溶液局部流偏，说明滤袋杂质较多、阻力变大，此时压力表读数也会变大，而流量计读数会变小，出现这些现象要作好更换滤袋的准备。
本实施例采用两道过滤除浊，第一道过滤除浊在0.4-0.6MPa压力下，使悬浮液中的液体能够透过，而将固体颗粒进行截留，从而达到使固体颗粒从液体中分离；第二道为常压过滤，起保护作用。
灌装过程中可通过4种途径了解滤袋上固体杂质的含量：1、观察承压滤袋（第一聚酯滤袋）的颜色变化和溶液流动状态，2、观看流量计的流量变化，3、观看输送泵出口压力，4、目测带孔外筒2外表面UAN的浊度。当承压滤袋（第一聚酯滤袋）颜色变深、出现局部偏流、流量计流量变小、输送泵出口压力增加、出口溶液的浊度增加时，作好停止灌装的准备。
当压力表的压力增加10%、或者流量变小（小于90%）时，说明承压滤袋（第一聚酯滤袋）固体杂质增多，滤袋阻力增加，需停下输送泵，更换过滤袋。
当槽车液位到达预定位置或累积流量达到预定值时，停下输送泵，除浊和灌装结束。
采用本发明除浊和灌装的指标数据如下表所示：
从上表可以看出，本发明可有效过滤出微细的固体杂质、使产品达到无色透明（浊度15NTU以下的UAN外观为无色透明状态）的要求，同时具有生产能力大的优点。

Claims (6)

1.一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：该方法采用尿素硝酸铵溶液灌装系统，该尿素硝酸铵溶液灌装系统包括除浊装置（29）和通过管道依次连通的贮槽（21）、过滤罐（22）、输送泵（23）和灌装软管（28）；
所述的除浊装置（29）包括第一除浊组件和第二除浊组件，第一除浊组件位于第二除浊组件内，所述的第一除浊组件包括带孔外筒（2）、带孔内筒（4）和第一聚酯滤袋（3），所述的带孔外筒（2）是上端开口、下端封闭的筒体，所述的带孔内筒（4）是上端封闭、下端开口的筒体，带孔内筒安装在带孔外筒内，第一聚酯滤袋（3）安装在带孔外筒和带孔内筒之间并覆盖带孔内筒（4）的上端面，第一聚酯滤袋形成环形除浊空腔（5），所述的第二除浊组件是第二聚酯滤袋（1），所述的带孔外筒（2）上端开口处设置有入口短管（6）；
所述的灌装软管（28）连接在入口短管（6）上，所述的输送泵（23）和灌装软管（28）之间的管道上还安装有灌装阀（26）和流量计（27）；所述的输送泵（23）与过滤罐（22）之间还通过回流管道（210）连通，回流管道上安装有压力表（25）和回流阀（24）；
该方法的具体步骤为：先打开回流阀（24），启动输送泵（23），再打开灌装阀（26），调节回流阀（24）开度，使压力表（25）读数在0.4～0.6MPa，UAN从贮槽（21）中，依次经过过滤罐（22）、输送泵（23）、灌装阀（26）、流量计（27）、灌装软管（28）和除浊装置（29），进入到灌装容器中，灌装过程中，流量计设定流量积算值与输送泵电源开关联锁，当流量计的流量积算值达到设定的流量积算值时，输送泵开关断开；压力表设定高限压力值与输送泵电源开关联锁，当压力表的压力达到设定的高限压力值时，输送泵开关断开。
2.根据权利要求1所述的一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：所述的第二聚酯滤袋（1）与带孔外筒（2）之间通过间隔布置的多条连接带（12）连接。
3.根据权利要求1所述的一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：所述的第二聚酯滤袋（1）外侧面上还设置有固定绳（7）。
4.根据权利要求1所述的一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：所述的第一聚酯滤袋（3）和第二聚酯滤袋（1）自然状态下的厚度为3～6mm。
5.根据权利要求1所述的一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：所述的第一聚酯滤袋（3）和第二聚酯滤袋（1）为亲水性聚酯滤袋。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种尿素硝酸铵溶液同时进行除浊和灌装的方法，其特征在于：所述的第一聚酯滤袋（3）开口处设置有密封圈（8），入口短管（6）上设置有短管法兰（10），带孔外筒（2）上设置有外筒法兰（9），短管法兰和外筒法兰通过螺栓（11）连接，密封圈（8）位于短管法兰和外筒法兰之间并被压紧。
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